磺基水楊酸合鐵配合物的組成及其穩(wěn)定常數(shù)的測定

磺基水楊酸合鐵配合物的組成及其穩(wěn)定常數(shù)的測定目前一頁\總數(shù)二十五頁\編于四點1.了解光度法測定配合物的組成及其穩(wěn)定常數(shù)的原理和方法；2.測定pH＜2.5時磺基水楊酸鐵的組成及其穩(wěn)定常數(shù)；3.學(xué)習(xí)分光光度計的使用。實驗?zāi)康哪壳岸揬總數(shù)二十五頁\編于四點磺基水楊酸（，簡式為H3R）與Fe3+可以形成穩(wěn)定的配合物，其組成隨溶液pH值的不同而改變。在pH=2～3、4～9、9～11時，磺基水楊酸與Fe3+能分別形成三種不同顏色、不同組成的配離子：pH=2～3，為紅褐色配合物；pH=4～9，生成紅色配合物；pH=9～11，生成黃色配合物。本實驗將測定pH＜2.5時所形成的紅褐色磺基水楊酸合鐵（Ⅲ）配離子的組成及其穩(wěn)定常數(shù)。實驗原理目前三頁\總數(shù)二十五頁\編于四點

分光光度法（spectrophotometry）是基于物質(zhì)分子對光的選擇性吸收而建立起來的分析方法。按物質(zhì)吸收光的波長不同，分光光度法可分為紫外分光光度法、可見分光光度法、紅外分光光度法。分光光度法的靈敏度較高，適用于微量組分的測定。其靈敏度一般能達(dá)到1～10μg·L-1的數(shù)量級。但該方法的相對誤差較大，一般可達(dá)到2～5%。分光光度法基本原理目前四頁\總數(shù)二十五頁\編于四點當(dāng)一束波長一定的單色光通過有色溶液時，一部分光被溶液吸收，一部分光透過溶液。對于光被溶液吸收和透過程度，通常有兩種表示方法：一種是用透光率T表示。即透過光的強度It與入射光的強度I0之比：T=It／I0另一種是用吸光度A（又稱消光度，光密度）來表示。它是取透光率的負(fù)對數(shù)：A=-lgT=lg(I0／It)A值大表示光被有色溶液吸收的程度大，反之A值小，光被溶液吸收的程度小。目前五頁\總數(shù)二十五頁\編于四點

實驗結(jié)果表明：有色溶液對光的吸收度與溶液的濃度c和光穿過液層厚度d的乘積成正比。這一規(guī)律稱為朗伯—比爾定律：A=εcd式中：A，吸光度，是無量綱的物理量，描述溶液對光的吸收程度；b，液層厚度（光程長度），通常以cm為單位；c，溶液的濃度，mol·L-1；ε稱為摩爾吸光系數(shù)，單位L·mol-1·cm-1，僅與入射光波長、溶液的性質(zhì)及溫度有關(guān)，而與濃度無關(guān)。

目前六頁\總數(shù)二十五頁\編于四點本實驗是測定pH=2～3時所形成的紫紅色磺基水楊酸合鐵（Ⅲ）配離子的組成及其穩(wěn)定常數(shù)。實驗中通過加入一定量的HClO4溶液來控制溶液的pH值。由于所測溶液中，磺基水楊酸是無色的，F(xiàn)e3+溶液的濃度很稀，也可認(rèn)為是無色的。只有磺基水楊酸合鐵配離子（MRn）是有色的。因此，溶液的吸光度只與配離子的濃度成正比。通過對溶液吸光度的測定，可以求出該配離子的組成。

目前七頁\總數(shù)二十五頁\編于四點

本實驗采用等摩爾系列法通過分光光度計測定配合物的組成。等摩爾系列法即用一定波長的單色光，測定一系列組分變化的溶液的吸光度（中心離子M和配體R的總物質(zhì)的量保持不變，而M和R的摩爾分?jǐn)?shù)連續(xù)變化）。顯然，在這一系列溶液中，有一些溶液的金屬離子是過量的，而另一些溶液配體也是過量的；在這兩部分溶液中，配離子的濃度都不可能達(dá)到最大值；只有當(dāng)溶液中金屬離子與配體的摩爾比與配離子的組成一致時，配離子的濃度才能最大。等摩爾系列法目前八頁\總數(shù)二十五頁\編于四點由于中心離子和配體對光幾乎不吸收，所以配離子的濃度越大，溶液的吸光度也越大，總的說來就是在特定波長下，測定一系列的cR／(cM+cR)組成溶液的吸光度A，作A—cR／(cM+cR)的曲線圖，則曲線必然存在著極大值，而極大值所對應(yīng)的溶液組成就是配合物的組成。如圖1所示：圖1A—cR／(cM+cR)曲線圖目前九頁\總數(shù)二十五頁\編于四點但是當(dāng)金屬離子M和配體R實際存在著一定程度的吸收時，所觀察到的吸光度A就并不是完全由配合物MRn的吸收所引起，此時需要加以校正，其校正方法如下：分別測定單純金屬離子和單純配離子溶液的吸光度AM和AN。在A—cR／(cM+cR)的曲線圖上，過cR／(cM+cR)等于0和1.0的兩點作直線MN，則直線上所表示的不同組成的吸光度數(shù)值，可以認(rèn)為是由于cM和cR的吸收所引起的。因此，校正后的吸光度A′應(yīng)等于曲線上的吸光度數(shù)值減去相應(yīng)組成下直線上方吸光度數(shù)值，即A′=A-A0，如圖2所示。目前十頁\總數(shù)二十五頁\編于四點

因此，校正后的吸光度A′應(yīng)等于曲線上的吸光度數(shù)值減去相應(yīng)組成下直線上方吸光度數(shù)值，即A′=A-A0，如圖2所示。最后作A′—cR／(cM+cR)的曲線，該曲線極大值所對應(yīng)的組成才是配合物的實際組成，如圖3所示。圖2圖3MN目前十一頁\總數(shù)二十五頁\編于四點設(shè)X(R)為曲線最大值所對應(yīng)的配體的摩爾分?jǐn)?shù)：則配合物的配位數(shù)為由圖4可看出，最大吸光度A點被認(rèn)為M和R全部形成配合物時的吸光度，其值為ε1。由于配離子有一部分解離，其濃度要稍小一些，所以實驗測得的最大吸光度在B點，其值為ε2，因此配離子的解離度α可表示為目前十二頁\總數(shù)二十五頁\編于四點對于1：1組成配合物，根據(jù)下面關(guān)系式可導(dǎo)出穩(wěn)定常數(shù)K。M+R＝MR平衡濃度cαcαc-cα式中c是相應(yīng)A點的金屬離子的濃度。

圖4目前十三頁\總數(shù)二十五頁\編于四點儀器：722型分光光度計、燒杯、容量瓶（100mL）、吸量管（10mL）、錐形瓶（150mL）試劑：HClO4（0.01mol·L-1）、磺基水楊酸（0.0100mol·L-1）、Fe3+溶液（0.0100mol·L-1）實驗儀器和試劑目前十四頁\總數(shù)二十五頁\編于四點1.配制系列溶液（1）配制（0.00100mol·L-1）Fe3+溶液。準(zhǔn)確吸取10.0mL（0.0100mol·L-1）Fe3+溶液，加入100mL容量瓶中，用（0.0100mol·L-1）HClO4溶液稀釋至刻度，搖勻備用。同樣方法配制（0.00100mol·L-1）磺基水楊酸溶液。（2）用三支10mL吸量管按表一列出的體積，分別吸取0.01mol·L-1HClO4、（0.00100mol·L-1）Fe3+溶液和（0.00100mol·L-1）磺基水楊酸溶液，一一注入11只50mL錐形瓶中，搖勻。實驗內(nèi)容目前十五頁\總數(shù)二十五頁\編于四點序號H3R摩爾分?jǐn)?shù)吸光度110.010.00.0210.09.01.0310.08.02.0410.07.03.0510.06.04.0610.05.05.0710.04.06.0810.03.07.0910.02.08.01010.01.09.01110.00.010.0表1目前十六頁\總數(shù)二十五頁\編于四點2.測定系列溶液的吸光度用722型分光光度計（波長500nm的光源）測系列溶液的吸光度。將測得的數(shù)據(jù)記入表1。以吸光度對磺基水楊酸的分?jǐn)?shù)作圖，從圖中找出最大吸收峰，求出配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)。目前十七頁\總數(shù)二十五頁\編于四點1.溶液的配制2.吸量管的使用3.容量瓶的使用4.722型分光光度計的使用基本操作目前十八頁\總數(shù)二十五頁\編于四點吸量管（移液管）的使用目前十九頁\總數(shù)二十五頁\編于四點容量瓶的使用目前二十頁\總數(shù)二十五頁\編于四點分光光度計主要部件及原理目前二十一頁\總數(shù)二十五頁\編于四點①

在接通電源之前，電表的指針必須位于“0”刻線上，否則應(yīng)旋動電表上的校正螺絲調(diào)節(jié)到位；②打開比色皿室的箱蓋和電源開關(guān)，使光電管在無光照射的情況下預(yù)熱15分鐘以上；③旋轉(zhuǎn)波長調(diào)節(jié)器，選擇測定所需的單色光波長。選擇適當(dāng)?shù)撵`敏度，一般先將靈敏度旋鈕至中間位置，用零點調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)電表指針至T值為0%處。若不能調(diào)到，應(yīng)適當(dāng)增加靈敏度

；④放入空白溶液和待測溶液，使空白溶液置于光路中，蓋上比色皿室箱蓋，使光電管受光，調(diào)節(jié)光量調(diào)節(jié)旋鈕使電表指針在T值為100%處。；722型分光光度計的使用方法目前二十二頁\總數(shù)二十五頁\編于四點⑤打開比色皿室箱蓋（關(guān)閉光門），調(diào)節(jié)零點調(diào)節(jié)旋鈕使針在T值為0%處，然后蓋上箱蓋（打開光門），調(diào)節(jié)光量調(diào)節(jié)旋鈕使指針在T值為100%處。如此反復(fù)調(diào)節(jié)，直到關(guān)閉光門進(jìn)和打開光門時指針分別指在T值為0%和100%處為止；⑥將待測溶液置于光路中，蓋上箱蓋，由此時指針的位置讀得待測溶液的T值或A值；⑦測量完畢后，關(guān)閉開關(guān)取下電源插頭，取出比色皿洗凈擦干，放好。蓋好比色皿暗箱，蓋好儀器；目前二十三頁\總數(shù)二十五頁\編于四點（1）使用比色皿時，只能拿毛玻璃的兩面，并且必須用擦鏡紙擦干透光面，以保護(hù)透光面不受損壞或產(chǎn)生斑痕。在用比色皿裝液前必須用所裝溶液沖洗3次，以免改變?nèi)芤旱臐舛?。比色皿在放入比色皿架時，應(yīng)盡量使它們的前后位置一致，以減小測量誤差。

（2）需要大幅度改變波長時，在調(diào)整T值為0%和100%之后,應(yīng)稍等片刻(因鎢絲燈在急劇改變亮度后,需要一段熱平衡時間)，待指針穩(wěn)定后再調(diào)整T值為0%和100%。

（3）當(dāng)被測溶液濃度太大時，可在空白溶液處加一塊中性濾光片（所謂中性是指它們在很寬的波長范圍內(nèi)的透光率基本相同），其A值有0.5，1，和1.5三種。所謂A值為1是標(biāo)稱值，實際在1左右，須經(jīng)使用的儀器在實際使用的波長下測定其實際數(shù)值，例如：測得吸光片的實際數(shù)值為0.95，在空白溶液處加此吸光片后，被測溶液在電表上的讀數(shù)為0.74，則該溶液的實際值為：0.74+0.95=1.69；注意事項目前二十四頁\總數(shù)二十五頁\編于四點（4）根據(jù)溶液的含量大小選擇不同光程長度的比色