页数:120页文件大小:1.99 MB来源: 分析化学ppt课件
本课件为第三章络合滴定法,先介绍简单络合物、螯合物与EDTA的结构性质,再推导酸效应、共存离子效应与配位效应等副反应系数,给出条件稳定常数与金属指示剂的作用原理,并结合滴定曲线、终点误差与酸效应曲线说明准确滴定判别。
第三章络合滴定法
第三章络合滴定法
络合滴定法
本章主要内容提要
§3-1 分析化学中常用的络合物
滴定剂只有以CN-为配位剂的氰量法和以H
滴定剂只有以CN-为配位剂的氰量法和以Hg2+为中心离子的汞量法。
二、鳌合物由配位体与中心原子以两个或两个
二、鳌合物由配位体与中心原子以两个或两个以上的配键结合形成环状的化合物。如:
鳌合物的特点
鳌合物的类型:1、OO型鳌合物2、NN型鳌合物3、NO型鳌合物4、含硫鳌合物:有SS型、SO型、SN型鳌合物.
三、乙二胺四乙酸(EDTA)
即:两个双极离子与金属离子形成鳌合物
EDTA为氨羧配位剂
溶液酸度大时
因而有六级解离,7种型体形式存在,不同pH时各型体组分的分布分数不同。
解离平衡图示页
EDTA的解离平衡
EDTA有离解常数
EDTA有离解常数,也可以得到质子成为“形成反应”,其质子化常数表示如下:
EDTA的7种存在形式分布图H6Y2+
EDTA的7种存在形式分布图H6Y2+、H5Y+、H4Y、H3Y-、H2Y2-、HY3-、Y4-pH main pH<1 H6Y pH2.7~6.2 H2Y pH>10.26 Y各种型体都能与金属离子形成络合物,只是Y型体的络合能力更强,最佳配位型体。
EDTA与金属离子形成的螯合物立体结构
EDTA与金属离子形成的螯合物立体结构一个EDTA有(2个氨基、四个羧基)6个可与金属离子形成稳定螯合物的原子,多数金属离子的配位数不超过6,故一个EDTA就可满足金属离子的配位要求。
EDTA螯合物特征
§3-2 络合物的平衡常数总稳定常数lg
二、溶液中各级络合物的分布
设溶液中离子的总浓度为CM,配位体的总浓度为CL,M与L发生逐级络合反应:
根据物料平衡图示页
根据物料平衡
按分布分数δ的定义
按分布分数δ的定义,得到(见教材94页)
§3-3 副反应系数和条件稳定常数
主反应和副反应羟基配位效应辅助配位效应酸效应共存离子效应混合配位效应M(OH) M(L) Y(H) Y(N) MY(H) MY(OH)副反应系数H6Y
注:副反应的发生会影响主反应发生的程度副
注:副反应的发生会影响主反应发生的程度副反应的发生程度以副反应系数加以描述不利于主反应进行利于主反应进行
副反应系数(side
定义(Def)
定义(Def):未参加主反应组分M或Y的总浓度与平衡浓度[M]或[Y]的比值。下面对络合反应中几种重要的副反应及副反应系数分别加以讨论。
Y的副反应及副反应系数Y
金属离子M的副反应及副反应系数M辅助配
金属离子M的副反应及副反应系数M辅助配位效应与配位效应系数M(L)金属离子的水解效应系数M(OH)金属离子的总副反应系数M
配合物MY的副反应及副反应系数MY
配合物MY的副反应及副反应系数MY
EDTA的酸效应Y(H)
EDTA的酸效应Y(H):由于H+存在使EDTA与金属离子配位反应能力降低的现象。
二、Y的副反应及副反应系数Y
1、EDTA的酸效应及酸效应系数(acidiceffectivecoefficient)Y(H):平衡浓度总浓度定义:未与M络合的EDTA的总浓度[Y´]是[Y]的平衡浓度(游离)[Y]的多少倍。
本页源文件未提取到文字内容,仅有图片。位于「二、Y的副反应及副反应系数Y」与「例计算pH=4.00时EDTA的Y」之间,建议对照原课件图片补充本页要点说明。
本页源文件未提取到文字内容,仅有图片。位于「二、Y的副反应及副反应系数Y」与「例计算pH=4.00时EDTA的Y」之间,建议对照原课件图片补充本页要点说明。
例计算pH=4.00时EDTA的Y
Y(H)计算很复杂,为计算方便,前人已总结出不同pH的Y(H)与lg Y(H)见P330表10。M + Y MYH
酸效应曲线acidic
由曲线知滴定M的允许最低pH。
342、共存离子效应
342、共存离子效应:由于其他金属离子存在使EDTA主反应配位能力降低的现象
352、共存离子效应Y(N)
363、Y的总副反应系数Y计算中可忽略
363、Y的总副反应系数Y计算中可忽略次要因素M + Y = MYHN
例5 在pH=6.0的溶液中
例5 在pH=6.0的溶液中,含有浓度均为0.010mol·L-1的EDTA、Zn2+及Ca2+,计算Y(Ca)和Y?解:已知lgKCaY=10.69,pH=6.0时,lg Y(H)=4.65共存离子效应为主Zn + Y ZnYCaH
三、金属离子M的副反应及副反应系数
络合效应系数M(L)可见
水解效应与配位效应类似,金属离子的lg M(OH)见P332附录表12。
例7在0.10mol·L-1的AlF63-溶液中
求溶液中游离的Al3+浓度,指出溶液中主要存在形式?AlF3、AlF4-、AlF52-解:已知AlF63-的lg1-lg6分别为:6.15,11.15,15.00,17.75,19.36,19.84。
412、金属离子的总副反应系数M
例8在pH=
例8在pH=图示页
Zn + Y ZnYNH3OHH
四、配位物MY的副反应及副反应系数MY
酸度较高:M + Y MYHOHMHYMOHY
酸度较低
酸式、碱式配位物的形成有利于主反应的进行,但配位物稳定常数较小,故在多数计算中忽略不计。
五、条件稳定常数K´MY
2、有副反应发生
配位反应M+YMY部分K´MY见P332附录表13。
一定条件下
例10计算在pH=5.00的0.10mo
例10计算在pH=5.00的0.10mol·L-1AlY溶液中,游离F-浓度为0.010mol·L-1时AlY的K´MY?Al + Y AlYFH
§3.4 金属离子指示剂
2、指示剂作用原理
当往溶液中加入指示剂时,金属离子与指示剂络合生成(MIn)
变色实质
变色实质:EDTA置换少量与指示剂配位的金属离子释放指示剂,从而引起溶液颜色的改变.终点前M+InMIn显配合物颜色滴定过程M+YMY终点MIn+YMY+In(置换)显游离指示剂颜色
533、指示剂应具备的条件
533、指示剂应具备的条件2)MIn的稳定性要适当:通常KMIn>104,且KMIn<KMY,要求KMY/KMIn>102a.KMIn太小→置换速度太快→终点提前b.KMIn>KMY→置换难以进行→终点拖后或无终点3)In本身性质稳定,便于储藏使用4)MIn易溶于水,不应形成胶体或沉淀M + In MIn颜色甲颜色乙1)MIn与In颜色明显不同,显色迅速,变色可逆性好
如:铬黑T(EBT)HIn2-(蓝
如:铬黑T(EBT)HIn2-(蓝)MgIn-(红)H2In-H++ HIn2-H++ In3-紫红色蓝色橙色pH<6.3 6.3~11.6 >11.6HIn2-+ Mg2+MgIn-+ H+蓝色红色MgIn-+HY3-MgY2-+ HIn2-红色蓝色
554、金属指示剂的选择
原因:金属离子M与指示剂In形成有色络合
如果M、In有副反应(M与L,In与H+的副反应),那么体系就复杂。M + In MInLH
原因:金属离子M与指示剂In形成有色络合
接上面
原因:金属离子M与指示剂图示页
Mg + EBT MgEBTH
P333附录表14列出EBT和XO的lg
四、指示剂的封闭、僵化现象及消除方法
指示剂的僵化现象
§*3.5络合滴定的基本原理
要求掌握以下内容:
络合滴定曲线图示页
一、络合滴定曲线
络合滴定曲线图示页(续)
续前络合滴定任意阶段金属离子总浓度方程
本页源文件未提取到文字内容,仅有图片。位于「续前络合滴定任意阶段金属离子总浓度方程」与「二、化学计量点时金属离子浓度的计算」之间,建议对照原课件图片补充本页要点说明。
二、化学计量点时金属离子浓度的计算
二、化学计量点时金属离子浓度的计算
例:在PH=10的氨性缓冲溶液中
本页源文件未提取到文字内容,仅有图片。位于「例:在PH=10的氨性缓冲溶液中」与「续前」之间,建议对照原课件图片补充本页要点说明。
例:在PH=10的氨性缓冲溶液中(续)
续前
例:在PH=10的氨性缓冲溶液中(续)
续前
滴定前:[Ca2+]=0.010mol·
滴定前:[Ca2+]=0图示页
sp时:
732、络合滴定曲线与酸碱滴定曲线的比较
732、络合滴定曲线与酸碱滴定曲线的比较
整个滴定过程绘图得:若M
整个滴定过程绘图得:若M、Y或MY有副反应时,计算过程中:KMY用K´MY,[M]用[M´],可得其滴定曲线。
四、影响络合滴定突跃大小的两个因素1.金
四、影响络合滴定突跃大小的两个因素1.金属离子浓度的影响
762.条件稳定常数的影响
762.条件稳定常数的影响
本页源文件未提取到文字内容,仅有图片。位于「762.条件稳定常数的影响」与「影响的几点因素注」之间,建议对照原课件图片补充本页要点说明。
影响的几点因素注
影响的几点因素注:借助调节pH,控制[L],可以增大,从而增大滴定突跃
浓度改变仅影响配位滴定曲线的前侧
浓度改变仅影响配位滴定曲线的前侧,与酸碱滴定中一元弱酸碱滴定情况相似条件稳定常数改变仅影响滴定曲线后侧,化学计量点前按反应剩余的[M’]计算pM’,与K’MY无关
五、终点误差
例12在pH=10.00的氨性缓冲溶液中
例12在pH=10.00的氨性缓冲溶液中,以EBT为指示剂,用0.020mol·L-1EDTA滴定等浓度Ca2+溶液,计算终点误差?若滴定的是等浓度Mg2+溶液,终点误差为多少?Ca + Y CaYHOH
本页源文件未提取到文字内容,仅有图片。位于「例12在pH=10.00的氨性缓冲溶液中」与「例13在pH=10.00的氨性缓冲溶液中」之间,建议对照原课件图片补充本页要点说明。
例13在pH=10.00的氨性缓冲溶液中
例13在pH=10.00的氨性缓冲溶液中,以EBT为指示剂,用0.020mol·L-1EDTA滴定等浓度Zn2+,终点时游离氨的浓度为0.20mol·L-1,计算终点误差?Zn + Y ZnYHOHNH3
例13在pH=10.00图示页
Zn + Y ZnYHOHNH3
本页源文件未提取到文字内容,仅有图片。位于「Zn + Y ZnYHOHNH」与「六、准确滴定判别式」之间,建议对照原课件图片补充本页要点说明。
六、准确滴定判别式
可由Ringbom公式得
可由Ringbom公式得:与酸碱滴定法中酸碱能被准确滴定条件比较!
七、分别滴定判别式
在实际工作中,经常遇到的情况是多种金属离子共存于同一溶液中,而EDTA与很多金属离子生成稳定的络合物,同时它们能否进行分别滴定呢?M + Y MYNG
现以两种金属离子为例M + Y MYHN
设溶液中含有M、N两种金属离子且KMY>KNY,在化学计量点的分析浓度分别为CMsp和CNsp,问能否滴定M,而N不干扰
共存离子M、N
若金属离子M无副反应:
本页源文件未提取到文字内容,仅有图片。位于「共存离子M、N」与「若有其他副反应存在」之间,建议对照原课件图片补充本页要点说明。
若有其他副反应存在
若有其他副反应存在:
例18在pH=10.0的氨缓冲溶液中
解法1:
例18在pH=10.0的图示页
Zn + Y ZnYHOHNH3
例18在pH=10.0的图示页
Mg + Y MgYHOH
例18在pH10.0的氨缓冲溶液中
解法2:
例18在pH10.0的氨图示页
Zn + Y ZnYHOHNH3Mg
§3.6 配位滴定中酸度的控制
最高允许酸度(最低pH值)M + Y MYHOH3.6.1 单一离子配位滴定的适宜酸度范围
§3.6图示页
M + Y MYHOH
酸效应曲线acidic
酸效应曲线的用途
滴定铋时,必须pH>0.8,小于0.8
例15用0.020mol·L-1EDTA
解:
最低允许酸度(最高pH值)
例16用0.020mol·L-1EDTA
解:
例17用0.020mol·L-1EDTA
解:
3.6.2 分别滴定的酸度控制
分不同情况考虑:同单一金属离子滴定;忽略EDTA的酸效应,则:M + Y MYHN
例19用0.02mol·L-1EDTA滴
例19用0.02mol·L-1EDTA滴定0.02mol·L-1Zn2+和0.1mol·L-1Mg2+混合液中的Zn2+,能否准确滴定?若溶液中的共存离子不是Mg2+,而是0.1mol·L-1Ca2+,能否准确滴定Zn2+?若在pH5.5,以XO指示,滴定时发现Ca2+有干扰,而Mg2+没有干扰,为什么?能否不分离Ca2+也不加掩蔽剂来消除Ca2+的干扰?(XO与Ca2+和Mg2+均不显色)
解:由指示剂的酸效应较小引起
解:由指示剂的酸效应较小引起,可提高酸度消除Ca2+的干扰。
§3.7 提高配位滴定选择性的途径
§3.7 提高配位滴定选择性的途径
本页源文件未提取到文字内容,仅有图片。位于「§3.7 提高配位滴定选择性的途径」与「3.7.1 配位掩蔽法」之间,建议对照原课件图片补充本页要点说明。
3.7.1 配位掩蔽法
如Zn2+、Mg2+共存时
在掩蔽干扰离子进行滴定后,如果还要测定被掩蔽的离子,采用适当的方法破坏金属离子与掩蔽剂生成的化合物,将金属离子释放出来,此过程为解蔽(demasking),利用解蔽可进行连续滴定。
3.7.2 沉淀掩蔽法
3.7.3 氧化还原掩蔽法
3.7.4 其他滴定剂的应用
§3.8 配位滴定方式及其应用
置换滴定法
间接滴定法
P90思考题与习题
P90思考题与习题:
下载地址:{{downurl}}
{{{a}}}
{{#b}}{{{b}}}
{{/b}} {{/title}} {{#nolog}}登陆注册
{{/nolog}} {{#djsx}}点我刷新
{{/djsx}} {{#gocz}} {{/gocz}} {{#ffqr}} {{/ffqr}}