KWALIFIKACJA CHM4 - STYCZEŃ 2019

PYTANIE NR 10.
W oznaczeniach kompleksonometrycznych dużej grupy kationów metali jako titrant stosowany jest związek chemiczny o ogólnym wzorze Na2H2Y. Przebieg oznaczenia przedstawia schematyczny zapis równania reakcji. Który z jonów metali nie jest oznaczany tą metodą?
Ilustracja przedstawia schematyczne równanie reakcji chemicznej, które jest związane z oznaczeniami kompleksonometrycznymi
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Na2H2Y to typowy titrant w miareczkowaniu kompleksonometrycznym (wersenian). Metoda polega na tworzeniu trwałych kompleksów z wieloma kationami metali, zwłaszcza wielowartościowymi. Jon sodu Na+ (metal alkaliczny) nie tworzy w tych warunkach dostatecznie trwałego kompleksu, więc nie jest oznaczany tą metodą.

Pełne wyjaśnienie:

W kompleksonometrii jako titrant stosuje się najczęściej wersenian (ligand chelatujący, znany powszechnie jako EDTA) w postaci soli, np. o wzorze Na2H2Y. Istotą oznaczenia jest reakcja kompleksowania: ligand wiąże kation metalu w stosunku stechiometrycznym (zwykle 1:1), a punkt końcowy obserwuje się dzięki wskaźnikowi metalochromowemu lub innemu sposobowi detekcji.

Poprawna odpowiedź to Na+, ponieważ kationy metali alkalicznych (takie jak sód) mają małą skłonność do tworzenia trwałych kompleksów chelatowych z tym ligandem w typowych warunkach miareczkowania. W praktyce kompleksonometria wersenianowa jest użyteczna głównie dla jonów metali, które tworzą odpowiednio trwałe kompleksy (często wielowartościowych), co zapewnia wyraźny przebieg reakcji i możliwość jednoznacznego wyznaczenia punktu końcowego.

Odpowiedzi rozpraszające są wiarygodne, bo dotyczą kationów, które w analityce klasycznej są powszechnie wiązane przez wersenian:

  • Ca2+ – typowy analit w kompleksonometrii (np. analiza twardości wody). Tworzy kompleks o wystarczającej trwałości, by prowadzić miareczkowanie.
  • Zn2+ – również tworzy kompleksy z ligandami chelatującymi i może być oznaczany kompleksometrycznie w odpowiednich warunkach (dobór pH, ewentualne maskowanie jonów przeszkadzających).
  • Al3+ – kation trójwartościowy o dużej gęstości ładunku; z zasady ma wysokie powinowactwo do ligandów donorowych. W praktyce oznaczanie wymaga kontroli warunków (np. pH i hydrolizy), ale sama metoda kompleksonometryczna może dotyczyć takich jonów.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli wśród odpowiedzi pojawia się kation metalu alkalicznego (Na+, K+) obok kationów metali wielowartościowych, to w pytaniach o kompleksonometrię często jest to kandydat na jon "nieoznaczany" tą metodą, właśnie z powodu niskiej trwałości kompleksów.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Kompleksonometria to metoda analizy miareczkowej oparta na reakcji tworzenia kompleksu między jonem metalu a ligandem (kompleksonem). Ilość titranta potrzebna do związania metalu pozwala obliczyć jego zawartość w próbce. Kluczowa jest odpowiednia trwałość kompleksu i warunki pH.
Na2H2Y to postać soli liganda chelatującego (wersenianu), który działa jako titrant. Podczas miareczkowania wiąże kation metalu w kompleks o określonej stechiometrii (często 1:1). Dzięki temu objętość zużytego roztworu titranta jest miarą ilości jonów metalu w próbce.
Metale alkaliczne tworzą z ligandami typu wersenian kompleksy zbyt nietrwałe w typowych warunkach analizy. Reakcja nie daje wtedy ostrego punktu końcowego i jest mało selektywna. W praktyce kompleksonometria jest najbardziej użyteczna dla kationów wielowartościowych, które wiążą się znacznie silniej.
Często oznacza się kationy takie jak Ca2+ i Mg2+ (np. w analizie wody), ale także wiele innych jonów metali, jeśli tworzą trwałe kompleksy z ligandem i można dobrać warunki (pH, maskowanie). Zawsze trzeba uwzględnić możliwe interferencje innych jonów w próbce.
pH decyduje o stopniu protonacji liganda i o tym, jaka część występuje w formie zdolnej do wiązania metalu. Wpływa też na hydrolizę niektórych kationów (np. Al3+). Dlatego często stosuje się bufory, aby utrzymać stałe pH i poprawić selektywność oraz ostrość punktu końcowego.
Wskaźnik metalochromowy to barwnik tworzący słabszy kompleks z jonem metalu niż titrant. Na początku próbka ma barwę kompleksu metal–wskaźnik, a po związaniu metalu przez titrant barwa się zmienia. Ułatwia to zauważenie punktu końcowego bez aparatury instrumentalnej.
Typowe błędy to: mylenie składnika soli titranta (np. Na+) z jonem oznaczanym, ignorowanie wpływu pH i buforu, nieuwzględnianie jonów przeszkadzających oraz automatyczne zakładanie, że "każdy kation metalu" da się oznaczyć tą samą metodą. Warto sprawdzać, czy kompleks jest dostatecznie trwały.
W wielu ujęciach teoretycznych kationy trójwartościowe tworzą silne kompleksy z ligandami chelatującymi, więc metoda może dotyczyć także Al3+. W praktyce trzeba kontrolować warunki (szczególnie pH), bo zachodzi hydroliza i mogą powstawać osady, co utrudnia wyznaczenie punktu końcowego.
Maskowanie stosuje się, gdy w próbce występują jony przeszkadzające, które także tworzyłyby kompleks z titrantem i zawyżały wynik. Dodaje się wtedy odczynnik wiążący interferent w inny, "nieaktywny" układ. Dzięki temu miareczkowanie staje się bardziej selektywne dla oznaczanego metalu.
Pomaga reguła praktyczna: kompleksonometria wersenianowa jest typowa dla kationów tworzących trwałe kompleksy (często wielowartościowych). Jeśli wśród odpowiedzi jest jon metalu alkalicznego, bywa on najmniej "pasujący", bo zwykle tworzy kompleksy zbyt słabe. Zawsze jednak oceniaj to w kontekście warunków analizy.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 40% zdających egzamin. trudne

Eksperci podkreślają: "Na2H2Y to typowy titrant w miareczkowaniu kompleksonometrycznym (wersenian)."

Źródła:

  • IUPAC Compendium of Chemical Terminology (Gold Book) – hasło dotyczące EDTA/complexometric titration, https://goldbook.iupac.org/ (dostęp: 2026-03-01)
  • PubChem – Disodium edetate (identyfikacja związku i nazewnictwo), https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/ (dostęp: 2026-03-01)
  • Vogel's Textbook of Quantitative Chemical Analysis – rozdział o titracjach kompleksometrycznych (kompleksometria, wersenian)

Materiały:

  • podręcznik chemii analitycznej: rozdział o miareczkowaniach kompleksometrycznych
  • tabele trwałości kompleksów (stałe trwałości) dla układów metal–wersenian
  • materiały dydaktyczne z kwalifikacji dotyczące analizy miareczkowej i doboru wskaźników

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego