El ácido etilendiaminotetracético es un ácido tetraprótico que se representa convencionalmente por H4Y.
El ácido es poco soluble en agua, pero su sal disódica es moderadamente soluble.
Normalmente al hablar de EDTA para análisis químico, nos referimos a la sal disódica que formalmente sería representada como Na2H2Y.
v Los
distintos complejos metal-EDTA presentan estabilidades que varían en un amplio
margen.
v En general
los cationes de elevada carga iónica forman los complejos más estables y tienen
existencia en disoluciones más ácidas (de pH más bajo).
La
estructura tridimensional de los complejos metal-EDTA indica que este último es
un ligando hexadentado.
La presencia
simultánea de 5 anillos fuertemente quelatantes es un factor importante en la
gran estabilidad de los complejos de EDTA.
Los
indicadores visuales utilizados son diversos compuestos orgánicos que forman
complejos fuertemente coloreados con los iones metálicos.
Los
complejos metal-indicador deben ser estables pero menos que el correspondiente
complejo metal-EDTA.
Así
puede observarse un cambio de color notable por desplazamiento del ligando del
complejo metal-indicador.
Los
compuestos utilizados como indicadores metalocrómicos son colorantes azoicos y
derivados del trifenilmetano.
El
indicador más profusamente usado es el
1-(1-hidroxi-2-naftilazo)-6-nitro-2-naftol-4-sulfonato.
Mejor
conocido como negro de eriocromo T.
También
puede determinarse el punto final por valoración potenciométrica usando un
electrodo de mercurio o uno de platino.
Un
análisis típico es la valoración del Mg2+ con EDTA con negro de
eriocromo T como indicador:
Al
agregar el indicador al inicio se forma una pequeña cantidad de complejo rojo.
Conforme
avanza la reacción, el EDTA adicionado reacciona primero con el Mg2+
libre.
Cuando
se consume la última porción libre de EDTA, este desplaza al indicador del
complejo rojo.
Hay
un amplio intervalo de estabilidades de los diversos complejos metal-indicador
y metal-EDTA.
Además
existe la influencia del pH sobre la ionización del EDTA.
También
deben regularse las concentraciones de los iones metálicos en solución con
distintos agentes enmascarantes (fluoruro, cianuro, fosfato, etc).
En
consecuencia en posible plantear una gran cantidad de métodos de valoración.
Las
disoluciones de los indicadores azo (compuestos con enlaces –N=N-) se alteran
con facilidad.
Muchas
veces se deben preparar de nuevo cada semana o como en el caso de la murexida,
diariamente.
Para
que el indicador sea útil en una valoración con EDTA, el indicador debe ceder
el ion metálico al EDTA.
Cuando
el metal no se libera, se dice que el metal bloquea al indicador.
El
negro de eriocromo T se bloquea por Cu2+, Ni2+, Co2+,
Cr3+, Fe3+ y Al3+ y por eso no se puede usar
en valoraciones directas de estos metales pero si en valoraciones por
retroceso.
Se
añade un indicador del ion metálico a la disolución a valorar, tamponada a un
pH adecuado (con frecuencia a pH 10, con amoniaco-cloruro amónico) y se valora
con EDTA hasta el vire.
El
cambio de color del rojo al azul señala el fin de la valoración.
Valoración por retroceso, se usa para:
Los metales que forman complejos con el EDTA con
lentitud.
Metales que precipitan al pH que exige la
valoración.
Metales que no reaccionan con los indicadores.
Se trata de sales insolubles.
Se determinan por adición de una cantidad medida
en exceso de EDTA estándar,
Luego se valora el exceso de EDTA con disolución
patrón de Mg2+ o Zn2+ hasta la aparición del complejo
coloreado:
Desplazamiento del ion metálico:
Se
usa cuando se tiene una solución de un ion metálico que forma un complejo con
EDTA de mayor estabilidad que el del magnesio o el de zinc.
La
solución se trata con una solución de zinc y el remanente puede valorarse con
EDTA patrón:
Valoración del ion hidrógeno liberado:
La
reacción del EDTA con los iones metálicos libera dos iones hidrógeno por cada
ion metálico reaccionante.
El
hidrógeno puede valorarse con hidróxido sódico, proporcionando de forma
indirecta la cantidad de catión.
Además,
el Na2H2Y 2H2O puro pude servir como patrón
primario ácido para la normalización de las bases.
v Determinación
de aniones:
Algunos
iones que forman sales insolubles o complejos estables con los cationes pueden
determinarse por adición de una cantidad medida de solución patrón del catión
en exceso.
v El
Ni2+ se valora después con EDTA
Un
enmascarante es un reactivo que protege a algún componente que acompaña al
analito, para que no reaccione con EDTA.
E.g.
en una mezcla de Mg2+ y Al3+ se puede enmascarar primero al
Al3+ con F- para permitir que sólo reaccione el
magnesio con EDTA.
El
cianuro enmascara Cd2+, Zn2+, Hg2+, Co2+,
Cu+, Ag+, Ni2+, Pd2+, Pt2+,
Fe2+ y Fe3+.
v El
fluoruro enmascara Al3+, Fe3+, Ti4+ y Be2+.
v La
trietanolamina emascara Al3+, Fe3+ y Mn2+.
El
desenmascaramiento es el proceso por el que se libera un ion metálico que
estaba enmascarado.
Los complejos con cianuro se pueden
desenmascarar con formaldehído. 
La selectividad conseguida por enmascaramiento-desenmascaramiento y control de pH permite determinar por valoración con EDTA cada uno de los componente de mezclas complejas de iones metálicos.
Mediante la regulación del pH se pueden controlar de manera importante las interferencias.
E.g.
los cationes trivalente se valoran sin interferencia de especies bivalentes si
la solución se mantiene a un pH cercano a 1.
En
este valor los quelatos bivalentes son menos estables y no se forman en una
capacidad apreciable.
Determinación de Mg
La
solución que contiene el catión de magnesio se trata con una solución
amortiguadora de amoniaco-cloruro amónico y unas gotas de indicador.
Se
valora con solución estándar de EDTA hasta que el color rojo vino del complejo
Mg-NET vira al azul propio del indicador en solución alcalina.
Determinación
del calcio.
La disolución de la muestra que contiene Ca2+
(y no Mg2+) se alcaliniza con el buffer.
Se añade NET y se valora con una solución de
EDTA a la que se ha añadido una pequeña cantidad conocida de Mg para crear la
acción indicadora.
El complejo CaY2- es más estable que
el MgY2-.
Así, el Ca2+ desplaza al magnesio de
su complejo con el EDTA.
Determinación
de calcio y magnesio en la misma muestra:
La valoración directa con EDTA en medio básico
con indicador NET da la suma de calcio y magnesio (dureza total).
Una segunda muestra, acidulada con HCl, se trata
con un exceso de oxalato amónico.
Después se neutraliza con amoniaco hasta el
viraje del rojo de metilo.
Se separa por filtración y se lava el oxalato de
calcio precipitado.
Se tamponan el filtrado y las aguas de lavado a
pH 10 y se valora la solución con EDTA y NET.
La dureza correspondiente al Mg se resta del
total y se obtiene la correspondiente al calcio.
Bibliografia:
C.Harris, Daniel Análisis químico cuantitativo. Ed. Reverté. 3º Edición.
AYRES, Gilbert H. Análisis Químico Cuantitativo. México: Harla, 1982.
Créditos:
Dr. Rafael Manuel Rios Vera
.
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