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氨羧絡(luò)合劑乙二胺四乙酸(EDTA)


實(shí)驗(yàn)室k / 2019-07-09

乙二胺四乙酸及其二鈉鹽

       乙二胺四乙酸及其二鈉鹽是使用比較廣泛的氫羧絡(luò)合劑。其結(jié)構(gòu)式如下：
       乙二胺四乙酸簡稱EDTA，用簡式H4Y表示。為白色粉末狀結(jié)晶，無臭、無毒，分子量為292.1，微溶于水。22℃時，每100毫升水溶解0.02克，水溶液呈酸性，pH≈2.3。不溶于酸和一般有機(jī)溶劑，但易溶于氨性溶液和苛性堿溶液中。將H4Y溶液酸化，可使H4Y結(jié)晶析出，以達(dá)到純化目的。由于H4Y難溶于水，不適宜做為絡(luò)合滴定劑，通常用其二鈉鹽為滴定劑。乙二胺四乙酸二鈉鹽簡稱EDTA二鈉，用Na2H2Y·2H2O簡式表示，通常也稱EDTA。為白色結(jié)晶狀粉末，無臭、無毒，分子量為372.24。常溫下約有0.3％的吸濕水，加熱至80℃即可除去。加熱到100～140℃將失去分子中的結(jié)晶水成為無水EDTA二鈉，分子量為336.24。如果放在盛有P2O5的干燥器中，亦可逐漸失去結(jié)晶水。EDTA二鈉易溶于水，在室溫下，每100毫升水能溶解11.1克，水溶液呈弱酸性，pH≈4.7，此時濃度約為0.3M。
       EDTA是四元羧酸，在水中分四級電離，各級電離平衡如下：
H4Y  ?H+＋H3Y-              k1＝[H+][H3Y-]/[H4Y]＝10(-2次方)       pK1＝2
H3Y-  ?H+＋H2Y2-              k2＝[H+][H2Y2-]/[H3Y-]＝2.14×10(-3次方)       pK2＝2.67
H2Y2-  ?H+＋HY3-              k3＝[H+][HY3-]/[H2Y2-]＝6.92×10(-7次方)       pK3＝6.16
HY3-  ?H+＋Y4-              k4＝[H+][Y4-]/[HY3-]＝5.5×10(-11次方)       pK4＝10.26
       從上面四個離解常數(shù)值可以看出，其第一級和第二級離解常數(shù)較大而且接近，因此它具有二元中強(qiáng)酸的性質(zhì)。與堿作用成鹽時得Na2H2Y。在實(shí)際滴定中常用其二鈉鹽。
       綜合這四級電離的關(guān)系，EDTA在溶液中有下列平衡。
因此溶液中有五種形式同時存在：H4Y、H3Y-、H2Y2-、HY3-、Y4-。
       其總濃度CEDTA＝[H4Y]＋[H3Y-]＋[H2Y2-]＋[HY3-]＋[Y4-]

EDTA和金屬離子形成絡(luò)合物的特點(diǎn)

       1.EDTA與大多數(shù)金屬離子都是以1：1的關(guān)系絡(luò)合，即1個EDTA分子與一個金屬離子絡(luò)合，其絡(luò)合反應(yīng)為：
M2+＋Y4-  ?MY2-
M3+＋Y4-  ?MY-
M4+＋Y4-  ?MY
       為了簡化起見，省去各種離子的電荷，寫成
M＋Y  ?MY
       EDTA與金屬離子絡(luò)合時的摩爾比為1：1
       EDTA的摩爾數(shù)＝金屬離子的摩爾數(shù)
或 MEDTA·VEDTA＝M金屬離子·V金屬離子
所以EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度通常以摩爾濃度來表示。
       2.形成的絡(luò)合物比較穩(wěn)定    EDTA與金屬離子(除堿金屬外)形成的絡(luò)合物都比較穩(wěn)定，這是因?yàn)镋DTA分子中具有六個可供配位的鍵合原子，同時形成多個五元螯合環(huán)，而使EDTA和金屬離子絡(luò)合的穩(wěn)定性大為增加。例如：
       3.形成溶于水的絡(luò)合物    EDTA與金屬離子形成的絡(luò)合物多數(shù)能溶于水。
       4.絡(luò)合物的顏色    EDTA與無色金屬離子絡(luò)合形成無色絡(luò)合物，與有色金屬離子絡(luò)合，則形成絡(luò)合物的顏色比金屬離子的顏色深。
NiY2- CuY2- CoY2- MnY2- CrY- FeY-
藍(lán)綠色 深藍(lán)色 紫紅色 紫紅色 深紫色 黃色
 
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