Утворення і стійкість комплексонів
У процесі утворення комплексу з йонами металу звільняються гідроген-іони і знижується рН розчину. Якщо розчин не має буферних властивостей, то таке пониження рН розчину може досягти декількох одиниць.
При взаємодії ЕДТА з солями металів у залежності від рН середовища можуть відбуватися наступні реакції:
при рН=7 – 9: Меn+ +HY3– šМеYn–4 + H+ ;
при рН=4 – 5: Меn+ +H2Y2– šМеYn–4 + 2H+ .
Кислотність середовища впливає на стійкість комплексів. Так, лужноземельні метали при додаванні еквівалентної кількості ЕДТА у розчинах з рН>10 повністю зв’язуються в комплекс, але при рН=5 стійкість комплексів настільки мала, що їх більше не можна титрувати, оскільки для цього необхідно, щоб ефективна константа стійкості комплекса була не менше 106. Присутність йонів лужноземельних металів не заважає титруванню двозарядних йонів важких металів при рН=5, так як комплекси важких металів в таких слабкокислих розчинах ще достатньо стійкі; їх константи стійкості порядку 1010–1012. При рН=2 комплекси двозарядних йонів важких металів утворюються вже в незначних кількостях, константа стійкості складає близько 1012. Тому йони Fe3+ і деякі інші тризарядні катіони можна титрувати комплексоном в такому сильнокислому середовищі.
Точного вираження залежності стійкості комплексів від концентрації гідроген-іонів у всьому інтервалі значень рН немає. Це пояснюється тим, що комплекси амінополікарбонових кислот з металами у сильнокислому розчині можуть приєднувати протони, а в лужному розчині – гідроксид-іони. При цьому Н+-іон приєднується до карбоксильної групи, яка не є лігандом, а ОН––іон або витісняє із сфери лігандів карбоксильну групу, або підвищує координаційне число центрального йона до 7 чи 8. Тому стійкість комплексів як при низьких, так і при високих значеннях рН змінюється менше, ніж очікувалось. У комплексів двозарядних йонів металів цей ефект виникає при рН<3 і рН>10.
Комплекси Al3+, Fe3+, Bi3+ значно більш кислі і приєднують ОН– вже в нейтральних розчинах. Комплекси цих металів мають дуже великі значення констант стійкості (КMeY>1020). Ці йони титрують завжди в сильнокислому середовищі, оскільки внаслідок гідролізу тільки в таких умовах не зв’язані у комплекс йони можуть існувати у вигляді вільних катіонів.
У комплексонометрії досліджувані йони металів в розчині, який титрується, можуть знаходитись не тільки у вигляді вільних йонів чи у складі хелатного комплексу з титрантом, а також у вигляді інших комплексів, утворених цими йонами з іншими лігандами, наприклад з амоніаком, який інколи додається до розчину, що титрується, для пониження кислотності середовища. Інші речовини, що використовуються для приготування буферних сумішей, наприклад ацетати, теж утворюють комплекси з йонами досліджуваних металів і тому це треба враховувати, визначати коефіцієнт розподілення досліджуваного йона між комплексами різних типів виходячи із значень константи стійкості комплексів.