Uso del Ácido Etilendiaminotetraacético (EDTA) en Titulaciones

El Ácido Etilendiaminotetraacético (EDTA)

El ácido etilendiaminotetraacético, también llamado ácido etilendinitrilo tetracético, abreviado comúnmente como EDTA, es el titulante complejométrico más utilizado. La molécula de EDTA es un ligando hexadentado con seis sitios posibles para unirse a un ion metálico: los cuatro grupos carboxilo y los últimos grupos amino, cada uno de estos últimos con un par de electrones no compartidos.

Propiedades del EDTA

Las soluciones de EDTA son valiosas como titulante gracias a que el reactivo se combina con los iones metálicos en relación 1:1. El EDTA es un reactivo excepcional no solo porque forma quelatos con todos los cationes, sino también porque la mayoría de estos quelatos son lo suficientemente estables como para formar las bases de un método de titulación. Esta gran estabilidad proviene de los distintos sitios complejantes dentro de la molécula, los cuales le confieren una estructura en forma de jaula en la que el catión se encierra y aisla de manera efectiva de las moléculas del disolvente.

Doble Ion Dipolo

En el caso del EDTA, se forma un doble ion dipolo. La carga neta de esta especie es cero y contiene cuatro protones ácidos, dos asociados a dos grupos carboxilos y los otros dos a los dos grupos amino. Generalmente, se escribe la fórmula del doble ion dipolo como H₄Y, donde Y^4- es el ion totalmente desprotonado.

Etapas de Disociación

La primera y segunda etapa del proceso de disociación comprenden la pérdida sucesiva de protones de los dos grupos carboxílicos ácidos, mientras que en la tercera y cuarta etapa se disocian los grupos amino protonados.

Condiciones de Titulación

Las titulaciones con EDTA siempre se llevan a cabo en soluciones que se regulan a un pH conocido para evitar interferencias por otros cationes o para asegurar el comportamiento adecuado del indicador. Las constantes de formación condicionales o efectivas son constantes de equilibrio dependientes del pH que únicamente se aplican a un solo pH. Además, proporcionan un medio sencillo para determinar las concentraciones de equilibrio del ion metálico y del complejo en el punto de equivalencia y cuando hay un exceso del reactivo quelante.

Métodos de Titulación

Titulación Directa

Los cationes se pueden determinar por titulación directa incluso cuando no se dispone de un indicador adecuado. Por ejemplo, el calcio puede determinarse por titulación directa añadiendo una pequeña cantidad de cloruro de magnesio a la solución de EDTA. Posteriormente, la titulación se lleva a cabo usando como indicador el negro de eriocromo T. Los iones calcio desplazan a los iones magnesio del EDTA debido a que el quelato con calcio es más estable que el complejo con magnesio. Después de que los iones calcio se han complejado totalmente, el EDTA se combina de nuevo con los iones magnesio y, por último, se llega al punto final del negro de eriocromo T. Para emplear este procedimiento, es necesario estandarizar el EDTA que contiene magnesio frente a un patrón primario de carbonato de calcio. La titulación directa también es útil para determinar iones metálicos para los cuales se dispone de electrodos específicos para iones.

Titulación por Retroceso

Son útiles para la determinación de cationes que forman complejos estables con EDTA y para los cuales no se dispone de un indicador adecuado. El método también es aplicable para cationes que solo reaccionan lentamente con el EDTA. También son útiles cuando las muestras contienen aniones que pueden formar precipitados poco solubles con el analito en las condiciones requeridas para la formación adecuada del complejo; en este caso, el EDTA evita la formación de precipitados.

Método por Desplazamiento

Se añade a la solución del analito un exceso no medido de la solución que contiene el complejo Mg-EDTA o Zn-EDTA. Si el analito forma un complejo más estable que el de magnesio o zinc, tiene lugar la reacción de desplazamiento. El magnesio o zinc liberado se titula con una solución patrón de EDTA. Estos métodos son útiles cuando no se dispone de un indicador adecuado para el ion metálico que se está determinando.

Agente Enmascarante

Son utilizados para eliminar las interferencias de un catión en particular, es decir, que se agrega un ligando auxiliar que preferentemente forma un complejo muy estable con la posible interferencia. Es un agente complejante que reacciona de manera selectiva con un componente de la solución y así evita que esta interfiera en el análisis.

Dureza del Agua

La dureza del agua se define como la capacidad de los cationes del agua para reemplazar a los iones de sodio o potasio de los jabones y formar productos poco solubles. La dureza se define ahora como la concentración de carbonato de calcio que equivale a la concentración total de todos los cationes multivalentes de la muestra. Determina una medida de la calidad del agua para uso doméstico o industrial. El calentamiento del agua dura precipita el carbonato de calcio, que luego obtura calderas y tuberías. La dureza se determina titulando la muestra con EDTA después de ajustar el pH a 10.