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EDTA及其类似化合物


实验室k / 2018-08-11

       EDTA——乙二胺四乙酸(二钠盐),是分析工作者最熟悉的重要有机试剂之一.其用途已不限于络合滴定,而已扩展到分析化学的其他许多领域.有关它的性质和分析应用,有许多专著作过详细的论述,在此不再重复.下面介绍的是一些EDTA的类似化合物的某些特性,往往有助于滴定分析选择性的改善.

       研究者们曾从改造EDTA的分子结构出发合成过一系列的化合物,并对它们的分析特性作过研究,其中作多化合已在分析实践中得到度用.

       当将EDTA分子中的乙二胺基改造成环己烷二胺基团时,则获得一种新的络台滴定剂——环己烷二胺四乙酸(CyDTA或(CDTA;DCTA):

它与大多数金属离子所形成的络合物都比相应的EDTA合物更稳定.除钡以外,CyDTA的金属络合物其稳定常数比EDTA的相应络合物提高约2个单位,因此可用于钡存在下滴定钙.另外, CyDTA与大多数金属离子的络合反应速度较慢,而与铝的反应即使在常温下也能很快完成,可用于铝的直接滴定,也可以根共存离子与 CyDTA反应速率上的差别而提高滴定铝的选择性.CyDTA也曾用于铜、锌、镉共存下选择性地测定镍,因为Ni-CyDTA络合物在碱性介质中并不被KCN所破坏,而Cu、Zn和Cd的CyDTA络合物则迅速地被定量分解,以铬黑T为指示剂,用镁盐可返滴定所释出的CyDTA.
       与CyDTA同分异构的有下列两种化合物:

由于这两种化合物的空间位阻效应,使它们与金属离子形成络合物的能力显著地降低,在实际分析中并无可取之处.

       如不改变二氨基的邻位状态,只改变碳环链时,则试剂的络合能力与 CyDTA差别不大.如1,2-二氨基环戊烷-N,N,N',N'-四乙酸(CPDTA)和1,2-二氨基环庾烷-N,N,N',N'-四乙酸(CHDTA)就是如此.

       若以乙醚基团引入EDTA分子中的乙二胺中间,可合成另二种有分析价值的络合剂,即二乙醚二胺四乙酸(EEDTA)和乙ニ醇ニ乙醚二胺四乙酸(EGTA):

EGTA可用于镉存在下测定锌和钙存在下测定镁的掩蔽剂.或者在镁存在下以EDTA直接滴定钙.

       如果将EDTA的四乙酸基团的碳链增长时,合成过具有实际用途的乙二胺四丙酸(EDTP):

       除Cu(Ⅱ)的EDTP络合物外,EDTP的金属络合物稳定性比EDTA降低很多.因而可用来提高络合滴定铜的选择性,用EDTP直接滴定铜(Ⅱ),不受Zn、Cd、Mn(Ⅱ)、Mg等金属离子的干扰.

       当EDTA的乙酸基团部分地为另一些基团所取代时,试剂的络合能力也有改变.如羟基乙二按三乙酸( HEDTA)和双羟乙基乙二胺二乙酸(HEDDA):

它们在分析中作为掩藏剂已被采用,能在强碱性介质中生成比EDTA更稳定的络合物.HEDTA或 HEDDA在碱性介质中滴定Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)时,可以避免磷酸盐的干扰,而EDTA则不及它们,采用HEDTA直接滴定稀土也有这一可取之处.

       另两种氨基多羧酸化合物:二乙三胺五乙酸(DTPA)和三乙四胺六乙酸(TTHA)对于稀土元素的络合滴定有其特有的优点:

这些试剂有着更多的配位基,对于高电荷离子的络合更能满足要求,而对低电荷金属离子则易形成多核络合物.采用EDTA是不可能在钍存在下直接滴定稀土元素的,因为它们的EDTA络合物其稳定常数都很接近.而用DTPA滴定时,能先在pH2.5-3测定钍,后在pH5.0-5.5测定稀士.TTHA在钍和稀土元素的测定中也已得到应用.

       除上所述外,另有不少其他的氨基多羧酸化合物曾被研究过,由于它们在实际分析中的应用尚不多见,故不再赘述.另一些不属于氨基多羧酸化合物的络合滴定剂,则在之后文章中叙述.

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