第1页：配位滴定法封面
配位滴定法（Coordinate titration）
本章介绍方法简介、EDTA 的性质与应用、配合物的离解平衡、EDTA 酸效应曲线、金属指示剂与应用示例。
第2页：教学指导与学习要点
教学指导
- 方法简介
- EDTA 的性质及其在分析测定中的应用
- 配合物在水溶液中的离解平衡
- EDTA 酸效应曲线
- 金属指示剂
- 应用示例
第3页：配位滴定法的条件
一、方法简介
- 配位滴定法
- 利用形成配合物反应为基础的滴定分析方法。
- 作为配位滴定反应的条件
- 生成的配合物组成一定；
- 配合物稳定；
- 反应快速；
- 终点易观察（有适当的指示剂）。
第4页：EDTA及其性质
二、EDTA 及其特性
- EDTA
- 乙二胺四乙酸（Ethylene-diamine tetraacetic acid），以 H4Y 表示。微溶于水，难溶于酸和一般有机溶剂，易溶于氨性溶液或苛性碱溶液中生成相应的盐溶液。
- 常用试剂
- 乙二胺四乙酸二钠盐 Na2H2Y·2H2O，习惯上也称 EDTA；为白色结晶状粉末，无臭、无味、无毒、稳定、易精制，水溶液近中性。
第5页：EDTA结构式
EDTA 结构式
本页图示乙二胺四乙酸的结构：两个氮原子间以 —CH2—CH2— 相连，每个氮上连有两个 —CH2COOH（或 —CH2COO-）基团，并标出两个可解离的 H+。建议对照原图查看取代基位置。
第6页：EDTA与金属离子配合的特点
EDTA 与金属离子配合的特点
- 几乎能与大部分金属离子配合；
- 形成稳定性较强的配合物，具有五元环结构的螯合物，且部分具有鲜明的颜色；
- 配合比一定，大多数为 1∶1；
- EDTA 与金属离子生成的配合物易溶于水，滴定反应可在水中进行；
- EDTA 与金属离子的配合能力与溶液酸度密切相关。
第7页：配合物的稳定常数
三、配合物在水溶液中的离解平衡——1、配合物的稳定常数
M ＋ Y ⇌ MY
KMY ＝ [MY] /（[M][Y]）
第8页：条件稳定常数
2、配合物的条件稳定常数
- 主反应
- 金属离子与 EDTA 之间的反应。
- 副反应——酸效应
- 由于 H+ 的存在，使 M 与 Y 的主反应的配合能力下降；用酸效应系数表征。
- 条件稳定常数
- 考虑酸效应等副反应后得到的实际稳定常数，用于判断滴定反应的完全程度。
第9页：配合反应的完全程度
3、配合反应的完全程度
判据：lg（c·K′MY） ≥ 6
第10页：EDTA酸效应曲线
四、EDTA 酸效应曲线
- 酸效应曲线
- 金属离子的 lgKMY 值与最小 pH 值的关系曲线，用以确定各金属离子滴定所允许的最高酸度（最低 pH）。
第11页：金属指示剂的变色原理
五、金属指示剂
- 金属指示剂
- 一种能与金属离子生成有色配合物、指示滴定过程中金属离子浓度变化的显色剂。
- 变色原理
- 金属指示剂是一种有机染料，能与被测金属离子生成有色配合物，且配位前后具有不同颜色。
第12页：金属指示剂应具备的条件
金属指示剂应具备的条件
- 指示剂本身的颜色与金属离子-指示剂配合物的颜色有明显区别；
- 指示剂与金属离子生成配合物的稳定性适当小于 EDTA 与金属离子形成配合物的稳定性；
- 指示剂不与被测金属离子产生封闭现象；
- 指示剂的封闭——指示剂与金属离子形成了极稳定的配合物而不能被滴定剂置换；
- 金属指示剂比较稳定，便于储存和使用。
第13页：铬黑T指示剂
常用金属指示剂——铬黑 T（EBT）：黑褐色粉末，略带金属光泽，三元弱酸，在溶液中以 H2In- 存在，在不同 pH 值时呈现不同颜色。
铬黑 T 在不同 pH 下的颜色| 存在形式 | pH | 颜色 |
|---|
| H2In- | ＜6.3 | 红紫色 |
|---|
| HIn2- | 8～11 | 蓝色 |
|---|
| In3- | ＞11.5 | 橙黄色 |
|---|
适宜 pH 范围 9～10，终点由红色变为蓝色。
第14页：钙指示剂
- 铬黑 T 常用于滴定 Zn2+、Mg2+、Cd2+、Pd2+ 等；单独滴定 Ca2+ 时变色不敏锐，常用于滴定钙、镁总量。
钙指示剂（NN）：深棕色粉末，溶于水为紫色，在水溶液中不稳定，通常与 NaCl 固体粉末配成混合物使用；在 pH＝13 时与钙离子络合呈酒红色，用于钙镁混合物中钙的测定。
钙指示剂在不同 pH 下的颜色| 存在形式 | pH | 颜色 |
|---|
| H2In- | ＜7.4 | 粉红色 |
|---|
| HIn2- | 8～13 | 蓝色 |
|---|
| In3- | ＞13.5 | 粉红色 |
|---|
第15页：EDTA标准溶液的配制与标定
六、EDTA 标准溶液的配制与标定
- EDTA 标准溶液由 Na2H2Y·2H2O 配制，浓度为 0.02～0.1 mol/L。
- 标定基准物为 ZnO、CaCO3、MgO 等。
第16页：水总硬度与硬度分类
七、应用示例——水总硬度的测定
- 水总硬度
- 水中含有可溶性钙盐和镁盐的多少。
- 暂时硬度
- 由 Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2 构成。
- 永久硬度
- 由 CaSO4、CaCl2、Ca(NO3)2 等构成。
第17页：硬度的表示方法
硬度的表示方法
- 德国度：1 L 水中含有钙盐及镁盐的总量相当于 10 mg 氧化钙时，称为 1 德国度，即 1 德国度＝1 L 水中含有 10 mg CaO。
- 我国生活饮用水卫生标准规定总硬度以 1 L 水中含有 CaCO3 的 mg 数表示。
第18页：水硬度测定原理
测定原理
- Ca2+ ＋ HIn2- ＝ CaIn- ＋ H+（蓝色 → 红色）
- Mg2+ ＋ HIn2- ＝ MgIn- ＋ H+（蓝色 → 红色）
- H2Y2- ＋ CaIn- ＝ CaY2- ＋ HIn2- ＋ H+（红色 → 蓝色）
- H2Y2- ＋ MgIn- ＝ MgY2- ＋ HIn2- ＋ H+（红色 → 蓝色）
