絡合物組成和不穩(wěn)定常數的測定-----等摩爾系列法

1、.韓山師范學院化學系化學專業(yè)物化實驗課實驗報告班級 20011312 學號23 姓名高旺珠 同組 陳紅乳、吳和生 評分 實驗日期: 2004年3月10日 室溫21.7 氣壓 101.22*103Pa 教師 實驗題目:絡合物組成和不穩(wěn)定常數的測定-等摩爾系列法實驗目的:1. 學會用等摩爾系列法測定絡合物組成、不穩(wěn)定常數的基本原理和實驗方法。2. 計算絡合反應的標準自由能變化。3. 熟練掌握測定溶液pH值和光密度的操作技術。實驗原理：絡合物MAn在水溶液中的絡合與解離反應式為：M+nA MAn達到平衡時，不穩(wěn)=MAn MAn式中，不穩(wěn)為絡合物不穩(wěn)定常數，、和n分別為絡合平衡時金屬離子、配位體和絡合

2、物的濃度、n為絡合物的配位數。在絡合反應中，常伴有顏色的明顯變化，因此研究這些絡合物的吸收光譜可以測定它們的組成和不穩(wěn)定常數。測定方法較多，本實驗采用應用最廣的等摩爾系列法測定u（）磺基水楊酸絡合物的組成和不穩(wěn)定常數。1、 絡合物組成的測定在維持金屬離子和配位體總濃度不變的條件下，取相同濃度的溶液和溶液配成一系列M（MA）不同的溶液，這一系列溶液稱為等摩爾系列溶液，當所生成的絡合物n的濃度最大時，絡合物的配位數n可按下述簡單關系直接由溶液的組成求得nCAM顯然，通過測定某一隨絡合物含發(fā)生相應變化的物理量，例如光密度的變化，作出組成性質圖，從曲線的極大點便可直接得到絡合物的組成。絡合物的濃度和光

3、密度的關系符合朗伯比爾定律：lg0acl利用分光光度計或光譜儀測定溶液光密度與濃度c的關系，即可求得絡合物的組成，不同絡合物的組成光密度圖具有不同的形式。2、 不穩(wěn)定常數的測定在絡合物明顯解離的情形下，用等摩爾系列法得到的曲線，并作切線交于點。設在點的光密度為0，曲線2的極大的光密度為，則絡合物的解離度為：解離部分總濃度 （總濃度絡合物濃度）總濃度（0）0對于型絡合物的不穩(wěn)c2（），故將該絡合物濃度c及上面求出的代入此式即可算出不穩(wěn)定常數。當絡合物解離度很小時，此法不易得到準備結果，此時，可在M（MM）曲線上找出光密度相等的兩點，在對應兩點的溶液中絡合物濃度必定相等。設對應于兩等光密度點的起始

4、金屬離子濃度和配位體濃度分別為M 、和CA、，x為絡合物平衡時濃度則：不穩(wěn)（Mx）（nx）nx（x）（nx）nx 解上述方程可得x，進而可求得不穩(wěn)值。通常，絡合物溶液的光密度與溫度有關，不過u（）磺基水楊酸絡合物溶液的光密度在2030。隨溫度變化很小，在實驗誤差范圍之內。實驗儀器： pHs3C精密pH計（00308619） 724型微機型可見分光光度計（00313134）吸量管、容量瓶、小燒杯、滴管主要試劑：0.1000molL CuSO4、0.1000mol磺基水楊酸、 0.25molL H2SO4、0.5mol H2SO4、 0.5molH2SO4、 0.5molL NaOH、1molL

5、NaOH H2SO4（pH4.5）操作步驟：1、 等摩爾系列溶液的配制于燒杯中配制下述溶液，各溶液的MA均為0.038mol，并且M（MA）分別為0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9及1.0。用NaOH溶液及H2SO4溶液調整pH至4.5（先用較粗溶液粗調，當接近4.5時，再用較稀溶液細調）。酸度計應先用鄰苯二甲酸氫鉀緩沖溶液校準。然后將被測溶液移入50mL容量瓶中。用少量pH4.5的硫酸沖洗電極及燒杯，沖洗液移入容量瓶中，最后用該硫酸溶液稀釋至刻度。2、 等摩爾系列溶液光密度的測定連接好分光光度計的線路，取光路長度為10mm的比色皿，洗凈后，第一支盛pH

6、4.5的硫酸，其余依次盛放待測溶液（在盛入溶液前應用該溶液將比色皿洗三次）。將波長調至700nm，測定各溶液光密度。數據記錄及處理: 室溫：21.7 氣壓：101.22103Pa 硫酸銅溶液濃度M：0.1000mol 磺基水楊酸溶液濃度A：0.1000mol 溶液的pH4.5 波長：700nm 1、 絡合物組成的確定：CM/(CM+CA)00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0VM/mL01.863.735.597.459.3211.1813.0414.9016.7718.63VA/mL18.6316.7714.9013.0411.189.317.455.593.731.

7、860 在DM(MA)圖上，聯結M(MA)為和1.0時兩點的直線，求得不同組成溶液中，由于金屬離子和配位體吸收所產生的光密度，進 而求得相應的各溶液的（即）。再以對()作圖，由圖確定Cu()與磺基水楊酸在pH4.5時所生成的絡合物的組成。 CM(CM+CA)00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0D10.0130.1260.2380.3190.4030.4420.4320.4200.3740.2400.252D20.0090.1300.2260.3210.3970.4250.4330.4170.3750.2510.264D30.0070.1250.2250.3220.39

8、40.4360.4380.4070.3680.2400.254D0.0100.1270.2300.3210.3980.4340.4340.4150.3720.2440.257D0.0100.0350.0590.0840.1090.1340.1580.1830.2080.2320.2570.0000.0920.1710.2370.2890.3000.2760.2320.1640.0120.000圖1圖2由圖2可以看出當曲線極大點0.3000，與之相應的(CM+CA)0.5，可得1,即該絡合物的組成為型絡合物。2、 絡合物不穩(wěn)定常數的計算在()圖上通過()為0和1.0處分別作曲級的切線，兩切線交于

9、一點，從圖上找到該點相應的光密度0以及曲線上極大點的光密度，由0和計算解離度。(0)0 (0.4800.300)0.4800.375最后計算該絡合物的不穩(wěn)定常數絡合物的濃度c=(0.1000mol7.4510-3L)5010-30.0149molL所以，絡合物的不穩(wěn)定常數為不穩(wěn)C2(1)0.0149molL(0.375)2(10.375)310-3因為不穩(wěn)的文獻值為210-3所以，絕對誤差310-3210-310-3相對誤差10-3(210-3)100%50%3、 絡合反應的標準自由能變化的計算利用ln(1不穩(wěn))計算該絡合物反應的標準自由能變化。ln(1不穩(wěn))8.314294ln1(310-3)14.2KJmol問題討論:1、 怎么確定絡合物的組成？答：在維持金屬離子的和配位體總濃度不變的條件下，取相同濃度的濃度和溶