絡(luò)合物組成及穩(wěn)定常數(shù)測(cè)定

1、實(shí)驗(yàn)五 絡(luò)合物組成及穩(wěn)定常數(shù)測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.用分光光度法測(cè)定絡(luò)合物組成及穩(wěn)定常數(shù)。2.學(xué)會(huì)使用分光光度計(jì)。二、實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)金屬離子M與配位體L形成絡(luò)合物時(shí)，達(dá)到如下平衡： (1)其中：,分別為平衡濃度K定溫下為一常數(shù)，稱(chēng)為絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)，n為配位數(shù)。本實(shí)驗(yàn)采用分光光度計(jì)，用絡(luò)合物的補(bǔ)色單色光對(duì)一系列不同濃度的絡(luò)合物溶液進(jìn)行吸光度測(cè)定，從而可以確定n和K。1.分光光度法原理單色光透過(guò)溶液時(shí)遵從比耳朗白定律： (2)式中：、I0分別為透射光和入射光光強(qiáng) 為溶液濃度 為溶液厚度 為吸收系數(shù)對(duì)(2)式取對(duì)數(shù)可得 (3)其中令，稱(chēng)之為吸光度。而為透光率。分光光度計(jì)可產(chǎn)生一系列不同波長(zhǎng)的單色光，并令每

2、種單色光照射通過(guò)一定厚度的比色皿測(cè)出入射光強(qiáng)和透射光強(qiáng)，指示出透光率和吸光度數(shù)值。對(duì)于一定波長(zhǎng)的單色光，分光光度計(jì)所測(cè)得一種溶液的吸光度由(3)式可以看出僅取決于溶液的濃度且成正比： (4)所以可根據(jù)吸光度測(cè)定確定溶液的濃度。2.等摩爾連續(xù)遞變法測(cè)定絡(luò)合物配位數(shù)每種顏色的溶液對(duì)相應(yīng)于該顏色補(bǔ)色波長(zhǎng)的單色光具有最小的透光率。當(dāng)兩種組分混合時(shí)，若發(fā)生了化合或締合或絡(luò)合，有可能發(fā)生明顯的顏色變化，因?yàn)榛衔?，締合物，絡(luò)合物的顏色一般與原組分不同。當(dāng)二組分的物質(zhì)的量之比，恰與化合物，締合物，絡(luò)合物中二者的計(jì)量比相同時(shí)，后者的濃度最大，所以這種溶液的顏色呈后者的顏色。選擇該顏色的補(bǔ)色波長(zhǎng)的單色光照射溶液

3、，必定較其它配比的溶液具有最小透光率和最大吸光度。于是，配制一系列不同摩爾分?jǐn)?shù)的Fe3+鈦鐵試劑溶液，由于Fe3+鈦鐵試劑絡(luò)合物具特征蘭紫色，以其中顏色最深者（最接近配位比），對(duì)不同波長(zhǎng)的單色光分別測(cè)定其吸光度。繪出吸光度曲線(xiàn)，其最大值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)即為絡(luò)合物顏色的補(bǔ)色波長(zhǎng)。以補(bǔ)色波長(zhǎng)單色光對(duì)上述系列溶液分別測(cè)定其吸光度，繪出吸光度溶液摩爾分?jǐn)?shù)曲線(xiàn)，應(yīng)得如右上圖所示的折線(xiàn)。其中y(Fe3+)為Fe3+摩爾分?jǐn)?shù)，折線(xiàn)最大值對(duì)應(yīng)的溶液中Fe3+與鈦鐵試劑的物質(zhì)的量之比即為絡(luò)合物配位數(shù)： (5)為了保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程中絡(luò)合物穩(wěn)定存在，應(yīng)用醋酸醋酸銨緩沖液以保持溶液PH=4.6。3.測(cè)定絡(luò)合物穩(wěn)定常數(shù)上述系列試

4、樣是在相同室溫條件下測(cè)定其吸光度，而絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)在室溫下為一常數(shù)，與Fe3+和鈦鐵試劑的起始濃度無(wú)關(guān)。設(shè)Fe3+和鈦鐵試劑起始濃度分別為a和b，絡(luò)合物平衡濃度為，則： + 起始濃度 平衡濃度 （6）前已確定了配位數(shù)n，可據(jù)Ay圖確定y后換算出a和b。為了確定K和，可以在Ay圖中作一水平線(xiàn)與Ay折線(xiàn)交于兩點(diǎn)，則對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)的溶液吸光度相等。從而絡(luò)合物平衡濃度也相等。而且兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液的K相等。設(shè)兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的M和L起始濃度分別為a1、b1和a2、b2，該兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液的絡(luò)合物平衡濃度均為X，于是有： （7）可由上式解得X，再代入式(5)可以得出。三、儀器和藥品72G型分光光度計(jì)1臺(tái); 容量瓶（50ml）

5、12個(gè); 刻度吸管： 2ml,5ml,10ml各1支; 0.005mol·dm-3硫酸高鐵銨; 0.005mol·dm-3鈦鐵試劑; 醋酸醋酸銨緩沖液（pH=4.6）四、實(shí)驗(yàn)步驟1.按下列表格配制11份試樣溶液編號(hào)1234567891011硫酸高鐵銨012345678910鈦鐵試劑109876543210緩沖液1010101010101010101010加水至總體積50505050505050505050502.在上述11份試樣中選擇顏色最深的一組，在分光光度計(jì)中選擇入射單色光波長(zhǎng)從480700nm每隔20nm測(cè)一次吸光度，然后繪制A曲線(xiàn)，找出極大值時(shí)的最大。3.以波長(zhǎng)為最

6、大的單色光，分別對(duì)上述11份試樣作吸光度測(cè)定，并繪制Ay(Fe3+)圖。4.另配置空白液一份：緩沖加水至（容量瓶中）每次測(cè)定試樣的吸光度之前，都要用上述空白液調(diào)整吸光度值為零。五、數(shù)據(jù)記錄與處理日期 室溫 大氣壓A試樣編號(hào)A1.繪制A曲線(xiàn)，確定最大值最大。2.繪制AyFe3+曲線(xiàn)，確定AyFe3+（最大），據(jù)(5)式確定絡(luò)合物配位數(shù)。3.在圖AyFe3+圖上選擇以適當(dāng)吸光度值處作一水平線(xiàn)（等吸光度A線(xiàn)），與折線(xiàn)的兩個(gè)分支分別相交，由二交點(diǎn)處溶液的摩爾分?jǐn)?shù)AyFe3+計(jì)算得出對(duì)應(yīng)溶液的Fe3+和鈦鐵試劑濃度a1、b1和a2、b2。代入(7)式，解得X值后代入(6)式而算出K。六、思考題1.如何計(jì)算每種試樣的摩爾分?jǐn)?shù)yFe3+和Fe3+濃度a，鈦鐵試劑濃