B142-分析化学-第七章 络合滴定法
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配位滴定法(络合滴定法)一、定义以络合反应为基础的容量分析法,称为络合滴定法二、原理1.基本原理乙二胺四乙酸二钠液(EDTA)能与许多金属离子定量反应,形成稳定的可溶性络合物,依此,可用已知浓度的EDTA滴定液直接或间接滴定某些药物,用适宜的金属指示剂指示终点。
根据消耗的EDTA滴定液的浓度和毫升数,可计算出被测药物的含量。
(1)EDTA络合物的稳定性M +Y →←MY[MY]络合物的稳定常数K MY = ———[M][Y](2)酸度对稳定性的影响酸效应系数(α)C EDTAα= ——或C EDTA =α[Y][Y](3)络合物的表观稳定常数[MY] [MY] K MY络合物的表观稳定常数K MYˊ = ———- = ———— = ——[M]C EDTA [M][Y]αα或lgK MYˊ= lgK MY-lgα2.滴定方式(1)直接滴定法Me n++ H2Y2-→←MeY(n-4)+ 2H+与金属离子化合价无关,均以1:1的关系络合。
(2)回滴定法Me n++ H2Y2-(定量过量)→←MeY(n-4)+ 2H+H2Y2-(剩余)+Zn2+→←ZnY2-+ 2H+(3)间接滴定法利用阴离子与某种金属离子的沉淀反应,再用EDTA滴定液滴定剩余的金属离子,间接测出阴离子含量。
三、滴定条件在一定酸度下能否进行络合滴定要用络合物的表观稳定常数来衡量。
一般来说,K MYˊ要在108以上,即lgK MYˊ≥8时,才能进行准确滴定。
(1)络合滴定的最低pH值lgα= lgK MY- 8在滴定某一金属离子时,经查表,得出相应的pH值,即为滴定该离子的最低pH值。
(2)溶液酸度的控制在络合滴定中不仅在滴定前要调节好溶液的酸度,在整个滴定过程中都应控制在一定酸度范围内进行,因为在EDTA滴定过程中不断有H+释放出来,使溶液的酸度升高,因此,在络合滴定中常须加入一定量的缓冲溶液以控制溶液的酸度。
在pH<2或pH>12的溶液中滴定时,可直接用强酸或强碱控制溶液的酸度。
络合滴定法知识简介络合滴定法是以络合反应为基础的一种容量分析方法。
用于络合滴定的络合剂(能与金属离子形成络合物的物质)有无机和有机络合剂两类。
用于络合滴定的络合反应必须具备下列条件:⑴反应必须完全。
即生成的络合物必须相当稳定⑵反应必须按一定的化学反应式定量地进行⑶反应必须迅速并有适当地方法指示反应的等当点。
金属离子指示剂一、金属指示剂的变色原理在络合滴定中,常用一种能与金属离子生成有色络合物的显色剂来指示滴定过程中金属离子浓度的变化,这种显色剂它们一般是有机染料,本身具有颜色,并且能与金属离子络合生成另外一种颜色的络合物。
如果将少量的指示剂加入代测金属离子的溶液时,一部分的金属离子M便与指示剂In反应形成络合物。
即M + ln=M In(颜色I)(颜色H)此时,溶液显指示剂络合物M In的颜色。
现以EDTA滴定Mg2+(PH=7~11用络黑T作指示剂为例,来说明金属指示剂的变色原理。
指示剂络黑T在PH=7~11的溶液中现蓝色,与金属离子Mg2^合生成酒红色的络合物。
即,PH=7~11酒红色)蓝色)Mg2++络黑T呻Mg—络黑T滴定开始时,EDTA首先与游离的皿92+络合生成无色的络合物,即Mg2++EDTA H Mg-EDTA这时溶液仍显Mg—络黑T的颜色(酒红色)。
直到接近等当点,游离的Mg2+几乎全部被EDTA络合后,再加入EDTA时,由于Mg —络黑T络合物不如Mg —EDTA络合物稳定,因此,EDTA便夺取Mg—络黑T中的Mg'+而使络黑T游离出来。
反应如下:Mg —络黑T+ EDTA =Mg —EDTA +络黑T酒红色蓝色所以,当溶液由指示剂—金属络合物的颜色转变为游离指示剂的颜色时即,为滴定终点。
二、金属指示剂应具备的条件⑴ 指示剂应能与金属离子形成足够的稳定的络合物;⑵ 指示剂本身的颜色应与它和金属离子生成的络合物的颜色有显著的差;别⑶M—指示剂络合物的稳定性应比M—EDTA络合物的稳定性小,两者的稳定常数值至少要相差100倍以上。
第七章络合滴定法练习题1. EDTA二钠盐的水溶液的pH的最简式是()(EDTA相当于六元酸)2. 络合滴定中一般不使用EDTA而用EDTA二钠盐(Na2H2Y), 这是由于(); 当在强酸性溶液中(pH<1),EDTA为六元酸, 这是因为()。
3.直接与金属离子配位的EDTA型体为()(A)H6Y2+(B)H4Y (C)H2Y2-(D)Y4-4. 指出下列EDTA络合物的颜色(1) CuY2- ___________(2) MnY2- ___________(3) FeY- ___________(4) ZnY2-___________5.一般情况下,EDTA与金属离子形成的络合物的络合比是()(A)1:1 (B)2:1 (C)1:3 (D)1:26. 金属离子M与络合剂L形成逐级络合物, 溶液中各种存在型体的分布系数与络合剂的平衡浓度(); 与金属离子的总浓度()。
(答有关或无关)7. 已知乙酰丙酮(L)与Al3+络合物的lgβ1-lgβ3分别是8.6、15.5和21.3, 则AlL3为主要形式时的pL范围是(),pL为10.0时铝的主要形式是(),则[AlL]与[AlL2]相等时的pL值为()8. 磺基水杨酸(L)与Cu2+络合物的lgβ1为9.5, lgβ2为16.5,[CuL]达最大的pL 为( )(A) 9.5 (B) 16.5 (C) 7.0 (D) 8.39.αM(L)=1表示()(A)M与L没有副反应(B)M与L的副反应相当严重(C)M的副反应较小(D)[M]=[L]10. 若络合滴定反应为M + Y = MYL│ │H+ML H i Y(i=1~6)则酸效应系数αY(H)的定义式为(),[Y']=()c(Y)=()。
络合效应系数αM(L)的定义式为()。
11. 若EDTA滴定M反应为M+Y=MY↓AMA以下表示正确的是( )(A) c(M)=[M']+[MY] (B) c(M)=[M]+[M']+[MY](C) c(M)=[MA]+[MY] (D) c(M)=[M]+[MA]12. 用EDTA滴定金属M, 若M分别与A,B,C三者发生副反应,此时计算αM的公式是αM = (αM(A)+αM(B)+αM(C)-2 )。
13. 在一定酸度下,用EDTA滴定金属离子M。
当溶液中存在干扰离子N时, 影响络合剂总副反应系数大小的因素是( )(A) 酸效应系数αY(H)(B) 共存离子副反应系数αY(N)(C) 酸效应系数αY(H)和共存离子副反应系数αY(N)(D) 络合物稳定常数K(MY)和K(NY)之比值14. 指出下列叙述中错误的结论( )(A) 络合剂的酸效应使络合物的稳定性降低(B) 金属离子的水解效应使络合物的稳定性降低(C) 辅助络合效应使络合物的稳定性降低(D) 各种副反应均使络合物的稳定性降低15. 在pH为10.0的氨性溶液中, 已计算出αZn(NH3)=104.7, αZn(OH)=102.4, αY(H)=100.5。
则在此条件下lg K'(ZnY)为( )[已知lg K(ZnY)=16.5](A) 8.9 (B) 11.8 (C) 14.3 (D) 11.316. 此图表示各种副反应对Al-EDTA络合物稳定性的影响, 其中各曲线分别代表: (填A,B,C,D)(1) 曲线Ⅰ_____(2) 曲线Ⅱ_____(3) 曲线Ⅲ_____ (4) 曲线Ⅳ_____ (A)lg K(AlY) (B)lg K(Al'Y') (C)lg K(AlY') (D)lg K[Al'Y',(AlY)']17.今有两份相同浓度的Zn2+溶液,分别为pH = 10.0的氨性缓冲溶液和pH = 5.5的六次甲基四胺缓冲溶液。
对pZn值的大小叙述正确的是( ) ( A ) pZn值相等( B ) 前者的pZn值大于后者的pZn值( C )前者的pZn值小于后者的pZn值( D )上述三种情况均不正确18. 在pH=10的氨性缓冲液中用EDTA滴定Zn2+至50%处时( )(A) pZn'值只与[NH3]有关(B) pZn'值只与lg K'有关(C) pZn'值只与c(Zn)有关(D) pZn'值与以上三者均有关19. 在pH = 5.5的六次甲基四胺缓冲溶液中,用EDTA滴定Zn2+至化学计量点时,以下关系正确的是()( A ) [ Zn2+ ] = [ Y4- ] ( B ) [ Zn2+] = [ Y′]( C ) [ Y4- ] = [ ZnY ] / K′(ZnY) ( D ) c(Y) = [ MY ]20. 在pH=5.0的醋酸缓冲液中用0.002 mol/L的EDTA 滴定同浓度的Pb2+。
已知: lg K(PbY)=18.0, lgαY(H)=6.6, lgαPb(Ac)=2.0, 化学计量点时溶液中pPb'应为( )(A) 8.2 (B) 6.2 (C) 5.2 (D) 3.221. 在pH=10的氨性缓冲液中以EDTA滴定Zn2+至150%处时()(A) pZn'只决定于lg K(ZnY) (B) pZn'只决定于lg K'(ZnY)(C) pZn'只决定于c(Y) (D) pZn'与lg K'(ZnY)、c(Y)均有关22. 在含有NH3-NH4Cl的pH=10.0的介质中, 以0.0200 mol/L EDTA 溶液滴定20.0 mL 0.0200 mol/L Zn2+溶液, 当加入40.0 mL EDTA溶液时, 在下列叙述中, 正确的是( )(A) pZn'=lg K'(ZnY) (B) lg[Zn']=lg K ZnY(C) lg[Zn']=lg K'(ZnY) (D) 都不正确23. 以EDTA溶液滴定同浓度的某金属离子, 若保持其它条件不变, 仅将EDTA 和金属离子浓度增大10倍, 则两种滴定中pM值相同时所相应的滴定分数是( )(A) 0% (B) 50% (C) 100% (D) 150%24.含有同浓度的Mg2+溶液A、B两份。
A溶液的pH = 10.0,其中游离氨的浓度为0.1 mol /L;B溶液的pH = 9.5,其中游离氨的浓度为0.02 mol / L。
今以等浓度的EDTA溶液滴定上述溶液至化学计量点时。
对pY'的大小叙述正确的是计()( A ) A溶液的pY'计和B溶液的pY'计相等( B ) A溶液的pY'计比B溶液的pY'计大( C ) A 溶液的pY'计比B溶液的pY'计小( D ) 不能确定25. 在pH为10.0的氨性缓冲液中, 以0.01 mol/L EDTA 滴定同浓度Zn2+溶液两份。
其中一份含有0.2 mol/L 游离NH3; 另一份含有0.5 mol/L 游离NH3。
在上述两种情况下, 对pZn'叙述正确的是( )(A) 在化学计量点前pZn'相等(B) 在化学计量点时pZn'相等(C) 在化学计量点后pZn'相等(D) 在上述三种情况下pZn'都不相等26. EDTA滴定金属离子时, 若仅浓度均增大10倍, pM突跃改变( )(A) 1个单位(B) 2个单位(C) 10个单位(D) 不变化27. EDTA滴定中, 介质pH越低, 则αY(H)值越_____, K'(MY)值越_____, 滴定的pM'突跃越_____,化学计量点的pM'值越_____。
28. 根据下表所给数据推断用EDTA滴定Ca2+(溶液的pH=13)时表中各点的pCa29.30. 试给出铬黑T用于EDTA滴定Mg2+的条件和现象-H+-H+H2In-HIn2-In3-p K a1 =6.3 p K a2 =11.6红色(____色) 橙色+Mg2+|| pH=_MgIn+Mg2+(色)|| +YMgY+HIn (终点_色)31. 铬黑T指示剂在pH=8~11范围使用,其目的是为减少干扰离子的影响()。
32. 铬黑T(EBT)是有机弱酸,其p K a2=6.3,p K a3=11.6,Mg2+-EBT的lg K稳=7.0。
在pH=10时, lg K'(Mg-EBT)的值是()(A) 6.4 (B) 5.4 (C) 4.4 (D) 7.033.配位滴定中,指示剂的封闭现象是由()引起的(A)指示剂与金属离子生成的络合物不稳定(B)被测溶液的酸度过高(C)指示剂与金属离子生成的络合物稳定性小于MY的稳定性(D)指示剂与金属离子生成的络合物稳定性大于MY的稳定性34. 造成金属指示剂封闭的原因是指示剂本身不稳定()。
35.产生金属指示剂的僵化现象是因为()(A)指示剂不稳定(B)MIn溶解度小(C)KˊMIn < KˊMY (D)KˊMIn > KˊMY36. 金属指示剂的僵化现象是指滴定时终点没有出现()。
37. 铬黑T指示剂常配成固体试剂而不是水溶液,其原因是___________, 加入NaCl的目的是____________。
38.金属指示剂PAN 在溶液中有如下平衡:p K a1=1.9 p K a2=12.2H2In+HIn In-黄绿黄粉红它与金属离子形成的络合物MIn为红色, 当使用PAN作指示剂时, pH范围应是( )。
若使用PAN-Cu指示剂以EDTA溶液滴定Ca2+, 化学计量点前溶液是( )颜色, 化学计量点后溶液呈( )颜色。
39. 在pH=10的氨性缓冲溶液中,以铬黑T(EBT)为指示剂, 用EDTA溶液滴定Ca2+时,终点变色不敏锐, 此时可加入少量( )作为间接金属指示剂, 在终点前溶液呈现( )色, 终点时溶液呈现( )色。
40. 在某一pH下,以2.0×10-4mol/L EDTA滴定2.0×10-4mol/L金属离子M, 设其条件稳定常数lg K'(MY)=10.0, 检测终点时的 pM=0.40, 则E t为( )%。
41.配位滴定中加入缓冲溶液的原因是()(A)EDTA配位能力与酸度有关(B)金属指示剂有其使用的酸度范围(C)EDTA与金属离子反应过程中会释放出H+(D)K MY’会随酸度改变而改变42. EDTA的酸效应曲线是()的关系曲线。
43.实际测定某金属离子时,应将pH控制在大于()且()的范围之内。
44. 络合滴定中,溶液的最佳酸度范围是由EDTA决定的()。