THEORIE UND PRAKTISCHE ANWENDUNG VON KOMPLEXBILDNERN

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1 THEORIE UND PRAKTISCHE ANWENDUNG VON KOMPLEXBILDNERN VON DR. FRITZ UMLAND PROFESSOR FÜR ANORGANISCH-ANALYTISCHE CHEMIE AN DER UNIVERSITÄT MÜNSTER DR. ANTON JANSSEN UNIVERSITÄT MÜNSTER DR. DETLEF THIERIG DEUTSCHE EDELSTAHLWERKE WITTEN DR. GEROLD WÜNSCH UNIVERSITÄT MÜNSTER MIT 22 ABBILDUNGEN UND 34 TABELLEN Bibliothek d. Fochbereichs 8 der Technischen Hochschule Darmstadt N AKADEMISCHE VERLAGSGESELLSCHAFT FRANKFURT AM MAIN 1971

2 Inhalt Einleitung 1 1. Allgemeiner und theoretischer Teil Entwicklung des Koordinationsbegriffes Bindungsverhältnisse in Komplexen Komplexarten (Begriffsbestimmung) Zähnigkeit der Liganden Komplexe Ionen Innerkomplexsalze Esterchelate Ionenassoziate Flüssige Ionenaustauscher Synergismus Spezifische Ionenaustauscher Farblacke und Farbsole Anorganische Chelate (Heteropolysäuren) Stabilität der Chelate Definition der Stabilitätskonstanten von Komplexen Der Chelateffekt Einfluß des Zentralatoms Kationengruppen Typisches Verhalten der A-Kationen Typisches Verhalten der B-Kationen Verhalten der Ü-Kationen Einfluß der Ligandatome Einfluß der Ligandgruppen Ringgrößen Chelat-3-Ringe Chelat-4-Ringe Chelat-5-Ringe 84

3 X Inhalt Chelat-6-Ringe Chelatringe mit mehr als 6 Ringgliedern Einfluß der Zahl der Ringe und Abhängigkeit von der maximalen Koordinationszahl Einfluß von Substituenten in der Ligandgruppe Beeinflussung der Basizität der Ligandatome Einfluß auf Resonanz- und Mesomerieeffekte Sterische Hinderung Löshchkeitseigenschaften der Chelate Hydrophile und hydrophobe Gruppen Löslichkeit von Innerkomplexsalzen Chelationen und Ionenassoziate Beschwerungseffekte Kolloide Lösungen Verteilung ' Optische Eigenschaften von Chelaten Einfluß der Zentralatome auf die Farbe Anorganische Chromophore Beeinflussung der Liganden durch Zentralatome Charge-transfer-Banden Chromophore und auxochrome Gruppen der Liganden Polyene Di- und Triphenylmethanfarbstoffe Aromatische und heterocyclische Verbindungen Fluoreszenz Selektivität und Spezifität durch Maskierung Elektrochemische Wirkungen von Chelaten Chelatbildner in der Gravimetrie Allgemeine Voraussetzungen Vergleich mit anorganischen Fällungsmitteln Löslichkeit der Chelatbildner und Chelate in Wasser Fällungsbedingungen 205

4 Inhalt XI Fällung aus homogener Lösung Wägeformen Titration als EndbeStimmung Abtrennung störender Elemente Abtrennung störender Elemente durch Gruppenfällung Abtrennung störender Elemente durch Verteilen Beseitigung von Störungen durch Maskieren Bestimmungsverfahren Aluminium, Al Antimon, Sb Beryllium, Be Blei, Pb Cadmium, Cd Eisen, Fe Gallium, Ga Gold, Au Indium, In Kobalt, Co Kupfer, Cu Magnesium, Mg Mangan, Mn Molybdän, Mo Nickel, Ni Niob und Tantal, Nb, Ta Platinmetalle Palladium, Pd Platin, Pt Ruthenium und Osmium, Ru, Os Rhodium und Iridium, Rh, Ir Quecksilber, Hg Scandium, Sc Silber, Ag Thallium, Tl Thorium, Th Titan, Ti Uran, U Vanadium, V Wismut, Bi 260

5 XII Inhalt Wolfram, W Zink, Zn Zinn, Sn Zirkonium und Hafnium, Zr, Hf Chelatbildner in der Volumetrie Allgemeines zur Entwicklung der komplexometrischen Titration Äthylendiamintetraessigsäure in wäßriger Lösung Komplexbildung mit ÄDTE Die praktische Bedeutung des <x H -Wertes Die Titration mit ÄDTE-Maßlösungen Titrationskurven Endpunktanzeige Titrationsarten Indikatoren Steigerung der Selektivität Maßlösungen und Urtiter Weitere Aminopolycarbonsäuren als Komplexbildner Bestimmungsverfahren Aluminium, Al Arsen, As Barium und Strontium, Ba, Sr Blei, Pb Cadmium,Cd Calcium,Ca Chloride, Bromide, Jodide, Cl, Br, J Chrom, Cr Eisen, Fe Fluorid,F Kobalt, Co Kupfer, Cu Magnesium, Mg Mangan,Mn Molybdän, Mo Natrium, Na Nickel, Ni Phosphat, PO - 325

6 Inhalt XIII Platinmetalle, (Palladium) Pd Quecksilber, Hg Seltene Erden Silber und Gold, Ag, Au Sulfat, SO Thallium, Tl Thorium, Th Titan, Ti Vanadium, V Wismut, Bi Zink, Zn Zinn, Sn Zirkonium, Zr Chelatbildner in der Photometrie Anwendungsbereiche photometrischer Analysen verfahren Die Messung der Extinktion Zeitliche Konstanz der Extinktion Einfluß der Temperatur Streuung des Lichtes Fehler bei Extinktionsmessungen Reagenzien in der Photometrie Selektivität Empfindlichkeit Reinheit der Reagenzien Haltbarkeit von Lösungen Auswahl des Spektralbereiches Blindwerte Bestimmungsverfahren Aluminium, Al Antimon, Sb Arsen, As Barium und Strontium, Ba, Sr Beryllium, Be Blei, Pb Bor, B Cadmium, Cd Calcium, Ca Chrom, Cr 398

7 XIV Inhalt Eisen, Fe Fluor, F Gallium, Ga Germanium, Ge Gold, Au Hafnium, Hf Indium, In Kobalt, Co Kupfer, Cu Lanthanoide Magnesium, Mg Mangan, Mn Molybdän, Mo Nickel, Ni Niob,Nb Phosphor, POi" Platinmetalle Iridium und Rhodium, Ir, Rh Osmium und Ruthenium, Os, Ru Palladium, Pd Platin, Pt Quecksilber, Hg Rhenium, Re Scandium, Sc Selen, Se Silber, Ag Silicium, Si Tantal, Ta Tellur, Te Thallium, Tl Thorium, Th Titan, Ti Uran, U Vanadium, V Wismut, Bi Wolfram, W Yttrium, Y Zink, Zn Zinn, Sn Zirkonium, Zr 582

8 Inhalt XV 5. Chelatbildner in der Fluorimetrie Allgemeines zur Fluoreszenz Spektrale Verteilung der Fluoreszenzstrahlung Meßmethodik Reagenzien zur Fluorimetrie Bestimmungsverfahren Aluminium, Al Beryllium, Be Bor, B Zirkonium, Zr. : 603 Tabellenanhang Tabelle 30. Übliche Maskierungsmittel Tabelle 31. Übersicht über ArbeitsVorschriften für die einzelnen Elemente 605 Tabelle 32. Komplexbildner für Gravimetrie und Photometrie 612 Tabelle 33. Metallindikatoren 631 Tabelle 34. Chelatbildner für Volumetrie 634 Literatur 635 Sachregister 712