ANALİTİK KİMYA DERS NOTLARI Yrd.Doç.Dr. Hüseyin ÇELİKKAN 7. BÖLÜM : KOMPLEKSLEŞME TİTRASYONLARI

KOMPLEKSLEŞME TİTRASYONLARI Tanımlar Pek çok metal iyonu, koordinasyon bileşikleri (kompleks bileşikler) oluşturmak üzere elektron çifti sunabilen bileşikler ile reaksiyona girerler. Elektron çifti sunabilen bileşikler, d-bloku elementleri içeren organometalik bileşikler olduğu gibi organik bileşikler de olabilir. Elektron sunan bileşiğe ligand adı verilmektedir. Gerçekte sulu çözeltide, pek çok metal iyonu aqua kompleksleri halinde bulunurlar. Örneğin, bakır(II) çözeltilerinde, su molekülleri katyona bağlanarak Cu(H2O)42+ gibi kompleks bileşik oluşturur ve çözünme hadisesi de bu yolla gerçekleşir. Ancak, kimyasal reaksiyonları gösterirken bu şekilde yazmak yerine doğrudan metali iyonik halde yazmayı tercih ederiz. Kompleks oluşumuna dayanan titrimetrik yöntemler, kompleksometrik yöntemler olarak da adlandırılır. Bu yöntemler daha çok şelatlar olarak adlandırılan özel koordinasyon bileşikleriyle ilgilidir. Şelatlar, tek bir ligandın iki (veya daha çok) elektron çifti sunucu grubu ile beşli veya altılı heterosiklik halka oluşturmak üzere bir metal iyonunu koordine etmesiyle oluşur.

Amonyak gibi bir tek elektron çifti sunan gruba sahip bir ligand, tek dişli olarak adlandırılır. Glisin gibi kovalent bağ oluşturacak iki grup bulunduran liganda ise çift dişli ligand denir. Üç dişli, dört dişli, beş dişli ve altı dişli ligandlar da bilinmektedir.

KOMPLEKSLEŞME DENGELERİ Kompleksleşme reaksiyonlarında, bir metal iyonu (M) ile bir ligand (L) arasında ML kompleksi oluşur : Kompleksleşme reaksiyonları, basamaklı olarak meydana gelir : Yukarıdaki reaksiyonlara ait toplam oluşum denge sabitleri :

ML gibi belli bir tür için, bu türün metal içeren türler toplamı içindeki kesri anlamına gelen, bir alfa değeri hesaplanabilir. Buna göre, αM, dengede serbest metal iyonu kesri; αML ise ML halindeki türün kesri şeklinde ifade edilir. Buna göre :

Etilendiamintetraasetik Asit (EDTA) Titrasyonları EDTA olarak adlandırılan molekül, elektron çifti sunarak bir metal iyonunu bağlayabilecek altı gruba sahiptir: Dört karboksil grubu ve iki amin grubu. Amin gruplarından her biri bir ortaklanmamış elektron çifti içerir. Bu nedenle, EDTA altı dişli bir liganddır. EDTA'da bulunan asidik gruplar için iyonlaşma sabitleri: K1= 1,02 x l0-2, K2= 2,14 x10-3, K3 = 6,92 x 10-7 ,K4 = 5,50 x 10-11 dir. Sulu Çözeltide bulunabilecek EDTA türleri : H4Y, H3Y-, H2Y2-, HY3- ve Y4- şeklinde gösterilir. Metallere bağlanan EDTA molekülü, protonsuz olan yani Y4- türüdür.

EDTA nın bir Metal İyonu ile Kompleksi EDTA çözeltileri özellikle titrant olarak değerlidir. Çünkü katyonun yükü ne olursa olsun, metal iyonlarıyla 1 : 1 oranında kompleks oluşturur. Örneğin, gümüş ve alüminyum komplekslerinin oluşumu şöyledir: EDTA molekülü, metali tamamen sararak, kararlı kompleksler oluşturur.

EDTA ile titre edilmeleri için gerekli minimum pH şartları pH nın etkisi EDTA ile çeşitli metallere ait pH= 6,00 daki titrasyonu eğrileri

EDTA ile Ca2+ ve Mg2+ katyonunun titrasyonu için eğri EDTA ile Ca2+ titrasyonu için pH nın etkisi