下载文档原格式
双等色点分光光度法测定络合物稳定常数梁维安3 秦美芹 张震宇 邹时复(山东大学化学系,济南250100)摘 要 利用两种实验设计方案,获得了连续变化法吸收光谱中两个等色点,由这两个波长下吸光度计算出有关物种的摩尔吸光系数及平衡组份浓度,进而计算出络合物稳定常数。
关键词 双等色点,分光光度法,稳定常数 2001206204收稿;2001212220接受1 引 言当金属离子M 与配位体R 形成络合物MR n 时,若能测定出各个组分的平衡浓度[M]、[R]、[MR n ],则可以直接计算络合物稳定常数。
当R 及MR n 为有色组分(对光有吸收)时,由溶液吸光度A 计算平衡浓度[R]及[MR n ]的前提是要知道R 及MR n 的摩尔吸光系数εR 及ε。
等色点[1]是获得有关物种摩尔吸光系数的有效手段,而且当实验设计不同时,还可以得到不同的等色点,从而得到不同波长处有关物种的摩尔吸光系数。
本文采用两种实验设计方案,获得了两个等色点,测得两个等色点波长处R 及MR n 的摩尔吸光系数,记为εR1、εR2、ε1、ε2。
测定同一溶液在这两个波长处的吸光度值,分别为:A 1=εR1[R]+ε1[MR n ](1)A 2=εR2[R]+ε2[MR n ](2)由(1)、(2)式构成的方程组可解出[R ]及[MR n ],再由物料关系求出[M ],进而计算络合物稳定常数。
2 理论部分———等色点的获得2.1 由等摩尔连续变化法获得第一个等色点等摩尔连续变化法(又称job 法)[2]可用于测定络合物组成,该方法配制的一系列溶液中,金属离子M 及配位体R 的分析浓度同时变化,但二者总和不变,即:C M +C R =C 0(其中C R =C 0X ,C M =C 0(1-X ),X =C R P C 0。
X 为摩尔分数)。
其中一部分溶液(C R >nC M )吸收光谱相交于一点,形成等色点,如图1中曲线1～4所示(λ1=448.2nm ),另一部分溶液(C R >nC M )吸收光谱不交于该点(图1中曲线5～10所示)。
实验一连续变化分光光度法测定配合物组成及其稳定常数一、实验目的1.掌握连续变化分光光度法测定配合物组成及其稳定常数的基本原理及实验方法。
2.熟悉一般分光光度计的使用。
二、实验原理连续变化法是测定配合物组成及其稳定常数最常用的方法之一。
即在金属离子和配合剂的摩尔数之和保持稳定，而连续改变它们之间的相对比率，根据所得的吸光度和这种相对比率关系曲线的极值确定配合物组成，并计算稳定常数。
对反应n M + nR MR ，稳定常数为：[][][]n n MR K M R = 当C M +C R =C 0(常数)时，金属离子及配合剂的摩尔分数分别为：M M M R C f C C =+和R R M RC f C C =+ 而它们的和等于1，极值时配合剂和金属离子摩尔分数的比值，即为配合物的配位数（如图1）。
f M 摩尔分数 f R图1连续变化法示意图如果f M =f R ，即为1︰1型配合物；f R =0.66，n =2，即生成MR 2配合物。
从图1看出，在实验测得最大吸光度A 处，配合剂与金属离子的浓度比与配合物质中的配合比完全相同，此时，配合物有一定程度的离解，配合剂与金属离子在溶液中均不过量，延长线交点的吸光度A 0为配合物完全不离解时应具有的吸光度，因此A 可用以度量配合物实际浓度；而A 0可作为配合物完全不离解时浓度的度量，即：[]n MR =A bε n MR C =0A bε 故配合物的解离度为：00[]n n MR n MR C MR A A C A β--== 由于[]n MR =（1－β）n MR C ，[M ]=βn MR C ，[R ]=n βn MR C 。
故配合物的稳定常数为：()010()n n n M A AK nC A A +=-采用连续变化分光光度法测定配合物组成及其稳定常数，虽然比较简单，但一般只能得到近似的结果。
三、仪器与试剂1．仪器：WFJ7200型可见分光光度计；1cm 比色皿；50mL 容量瓶12个；10mL 吸量管2支。
络合物组成及稳定常数的测定实验探讨络合物是由中心金属离子或原子与周围配体组成的化合物，具有广泛的应用价值。
在化学研究领域中，络合物的组成及其稳定常数的测定是一项重要的实验任务。
1. 组成的测定络合物组成的测定要求使用一定的化学方法和实验手段。
常见的方法有多种，其中最常用的是草酸滴定法和紫外-可见吸收光谱法。
草酸滴定法是指以过量的草酸标准溶液滴定络合物溶液中的剩余未与草酸配位的中心金属离子或原子，并通过计算草酸进口量与滴定过程中消耗的酸量之差计算出络合物的组成比。
紫外-可见吸收光谱法是指使络合物溶液通过吸收特定波长的紫外或可见光线来确定其组成。
通过观察络合物的紫外或可见光谱图谱中的吸收峰位置和强度，可以准确测定络合物的组成。
2. 稳定常数的测定络合物稳定常数是指在固定温度下，在一个特定的溶液中形成络合物的反应体系中，化学反应达到平衡时，反应物和产品之比的平衡常数。
稳定常数的测定是确定化学反应体系稳定性和理解化学反应机理的重要实验探索之一。
常见的稳定常数测定方法包括荧光标记法、紫外-可见光谱法、电化学法以及热化学法等。
荧光标记法是指将荧光染料与络合物配成化合物，通过观察化合物发出的荧光信号，计算出络合物的稳定度。
紫外-可见光谱法是利用络合物溶液的吸收光谱，推算其稳定常数，其方法与确定组成比相似。
电化学法是指在研究的反应体系中加入电极，通过观察电极电位随反应时间的变化，计算出反应体系中的络合物稳定常数。
热化学法是指在测定反应溶液中注入热能，使溶液加热并观察到热反应的速率变化情况，通过计算热反应速率的变化，可以得到反应溶液中络合物的稳定常数。
综上所述，络合物组成及稳定常数的测定实验是化学研究中必不可少的实验之一。
通过合理使用化学实验方法和手段，我们可以准确地测定并描述化学反应体系中络合物的组成及稳定性，从而推进化学研究的发展。
实验六 分光光度法测的配合物的稳定常数一、目的与要求1．掌握连续法测定配合物组成及稳定常数的方法； 2．掌握分光光度计的使用方法； 3．用分光光度法中的连续变化法测的Fe +3与钛铁试剂形成配合物的组成及稳定常数。
二、预习与思考1．了解连续法测的配合物组成及稳定常数的基本原理； 2．预习7200型分光光度计的构造原理和使用方法； 3．思考（1） 怎样求配位数n ？如何计算配合物稳定常数？（2） 测定λmax 的目的是什么？如何决定配合物最大吸收波长？ （3） 使用分光光度计时应注意什么？比色皿大小如何选择？ 三、实验原理溶液中金属离子M 和配位体L 形成配合物，其反应式为：n ML nL M −→←+当达到络合平衡时：n ML n M LC K C C=（6.1）式中：K 为配合物稳定常数；C M 为络合平衡时金属离子的浓度（严格应为活度）；C L 为络合平衡时的配位体浓度；C MLn 为络合平衡时的配合物浓度；n 为配合物的配位数。
配合物稳定常数不仅反映了它在溶液中的热力学稳定性，而且对配合物的实际应用，特别是在分析化学方法中具有重要的参考价值。
显然，如能通过实验测得公式（6.1）中右边各项浓度及n 值，则就能算得K 值。
本实验采用分光光度来测定上列这些参数。
1． 分光光度法的实验原理：让可见光中各种波长单色光分别、依次透过有机物或无机物的溶液，其中某些波长的光即被吸收，使得透过的光形成吸收谱带。
如图П-6-1所示，这种吸收谱带对于结构不同的物质具有不同的特性，因而就可以对不同产物进行鉴定分析。
根据比尔定律，一定波长的入射光强I 0 与透射光强I 之间的关系：kcd e I I -=0 （6.2）式中：K 为吸收系数，对于一定溶质、溶剂及一定波长的入射光K 为常数，C 为溶液浓度，d 为盛样溶液的液槽的透光厚度。
由（6.2）式可得：kcd I I=0ln （6.3） cd k A I I A I I 303.2,lg ,00==则得：令称透射比。
分光光度法测定络合物的组成及稳定常数分光光度法测定络合物的组成及稳定常数（综合型）实验目的1、掌握分光光度法测定络合物组成及稳定常数的基本原理和方法。
2、计算络合反应的标准自由能变化。
3、学会使用分光光度计。
实验原理溶液中金属离子和配位体形成络合物。
其反应式为：，当达到平衡时，其络合稳定常数为：……… （1-1）式中：为络合物的稳定常数，、、分别为络合平衡时络合物、金属离子和配位体的浓度（严格的说（1-1）式中各浓度值应以活度来代替），为络合物的配位数。
显然，如果通过实验能测得（1-1）式中右边各项的浓度及值，则就能算得值。
本实验采用分光光度法来测定这些参数。
1.分光光度法的实验原理让可见光中各种波长的单色光分别地、依次透过溶液，其中某些波长的光即被吸收，使得透过的光形成了吸收谱带（或称吸收曲线），因而可以对不同的物质进行鉴定分析，这是定性分析的基础。
根据朗伯—比耳定律，入射光强与投射光强之间有如下关系： ……… （1-2） ……… （1-3） 式中：D 称为光密度（或吸光度）；为吸光系数，对于一定溶质，溶剂及一定波长的入射光为常数；c 为溶液的浓度；为比色皿（液层）厚度；称透光率。
从（1-3）式看出，在固定液层厚度和入射光波长的条件下，光密度与溶液浓度成正比。
选择入射光波长，使它对被测物质即具有一定的灵敏度，又使溶液中其它物质的干扰为最小，做被测物质的标准工作曲线，然后测定被测溶液的光密度，根据光密度的大小即可在标准工作曲线上求得相应的浓度值，这是定量分析的基础。
2.络合物组成的测定本实验采用等摩尔连续变化法测定络合物的组成，其原理如下：在保持总摩尔数不变的情况下，依次改变体系中两组分摩尔分数的比值，配制一系列摩尔分数不同的溶液，测量这一系列溶液的光密度值。
做光密度-摩尔分数x 曲线如图5-2所示，从曲线上光密度的极大之所对应的摩尔分数值，即可求出值。
M L MLn MLn nL M =+nL M MLn K ]][[][=K ][MLn ][M ][L n n K 0I I klc e I I-=0D klc II ==0lnk k l 0I Il D C D -D D max D n为了配溶液时方便，通常取相同摩尔浓度的溶液和溶液，在维持总体积不变的条件下，按不同的体积比配成一系列混合物溶液。
络合物稳定常数一览表络合物稳定常数一览表是描述化学反应中络合物稳定性的重要工具，它是指在一定温度和浓度条件下，络合物形成与解离的平衡反应的稳定常数。
络合物稳定常数的大小与配体和金属离子之间的相互作用强度有关，它能够提供关于络合物的热力学稳定性信息，并用于判断反应的平衡位置和配体与金属离子的亲和力等。
以下是一些常见络合物的稳定常数及相关内容的介绍。
1. 硝基铜络合物稳定常数硝基铜络合物稳定常数用于描述配体与铜离子形成硝基铜络合物的稳定性。
硝基铜络合物是一种广泛应用于生物医学、磁性材料、催化剂等领域的复合材料。
其稳定常数的大小直接关系到硝基铜络合物的稳定性和应用性能。
硝基铜络合物稳定常数的测定可以使用光谱方法、电化学方法等。
2. 铁氰络合物稳定常数铁氰络合物稳定常数是指在一定温度和浓度条件下，氰配体与铁离子形成铁氰络合物的稳定性常数。
铁氰络合物是一类重要的配位化合物，广泛应用于光敏剂、催化剂、光电材料等领域。
铁氰络合物的稳定常数的大小直接关系到络合物的稳定性和反应速率等。
3. 银胺络合物稳定常数银胺络合物稳定常数是描述银离子与胺配体形成络合物的稳定性常数。
银胺络合物是一类重要的配位化合物，常用于催化剂、气体传感器、抗菌等领域。
银胺络合物稳定常数的测定可以使用光谱方法、电化学方法等。
4. 铜配体络合物稳定常数铜配体络合物稳定常数是指在一定温度和浓度条件下，配体与铜离子形成络合物的稳定性常数。
铜配体络合物是一类重要的配位化合物，常用于超导体、光敏剂、催化剂等领域。
铜配体络合物稳定常数的测定可以使用光谱方法、电化学方法等。
5. 锰络合物稳定常数锰络合物稳定常数用于描述锰离子与配体形成络合物的稳定性。
锰络合物具有广泛的应用领域，包括催化剂、生物学、医学等。
锰络合物稳定常数的测定可以使用光谱方法、电化学方法等。
络合物稳定常数的测定是一项繁琐而复杂的工作，需要采用适当的分析方法和仪器设备。
常见的测定方法包括紫外-可见光谱法、原子吸收光谱法、电导法、电化学方法等。
3.通过阅读教材及查阅相关资料，探讨如何采用紫外-可见分光光度法测定某有色配合物的络合比及其稳定常数？如何测定某染料的离解常数？请各举一例说明！解.1.配合物组分及其稳定性常数的测定分光光度法是测定配合物组成及稳定常数常用及有效的方法之一。
主要有摩尔比法、等摩尔连续变化法等.1. 摩尔比法(也称为饱和法)它是根据金属离子M与配位体R显色过程中被饱和的原则来测定配合物组成及稳定常数的方法。
设配合反应为:M + nR = MR n若M与R均不干扰MR n的吸收，且其分析浓度分别为C M，C R。
那么固定金属离子M的浓度，改变配位体R的浓度，可得到一系列C R/ C M 值不同的溶液。
在适宜波长下测定各溶液的吸光度，然后以吸光度A 对C R/C M作图（图1）。
当加入的配位体R还没有使M定量转化为MR n 时，曲线处于直线阶段；当加入的配位体R已使M定量转化为MR n并稍有了过量时，曲线便出现转折；加入的R继续过量，曲线便成水平直线。
转折点所对应的摩尔比数便是配合物的组成比。
若配合物较稳定，则转折点明显；反之则不明显，这时可用外推法求得两直线的交点。
图1 摩尔比法此法简便，适合于离解度小、组成比高的配合物组成的测定。
若形成的配合物稳定，可得到两条相交于转折点的直线，若稳定性较差，则得图1的曲线。
由于配合物的离解，使吸光度减小A＇至A，A＇减小的程度取决于配合物的稳定性。
稳定常数表示为:设配合物不离解时在转折点处的浓度为C，配合物的离解度为α，则达到平衡时则式中。
在转折点处可求得n，吸光度A由实验测得，A＇由外推法求得，则2. 等摩尔连续变化法（又称Job法）设配合反应为：M + nR = MR n设C M与C R分别为溶液中M与R物质的量浓度(原始浓度)，配置一系列溶液，保持C M＋C R=C(C值恒定)。
改变C M与C R的相对比值，在MR n 的吸收波长下测定各溶液的吸光度A。
当A值达到最大时，即MR n浓度最大，该溶液中C M/C R比值即为配合物的组成比。
实验六 分光光度法测的配合物的稳定常数一、目的与要求1．掌握连续法测定配合物组成及稳定常数的方法； 2．掌握分光光度计的使用方法； 3．用分光光度法中的连续变化法测的Fe +3与钛铁试剂形成配合物的组成及稳定常数。
二、预习与思考1．了解连续法测的配合物组成及稳定常数的基本原理； 2．预习7200型分光光度计的构造原理和使用方法； 3．思考（1） 怎样求配位数n ？如何计算配合物稳定常数？（2） 测定λmax 的目的是什么？如何决定配合物最大吸收波长？ （3） 使用分光光度计时应注意什么？比色皿大小如何选择？ 三、实验原理溶液中金属离子M 和配位体L 形成配合物，其反应式为：n ML nL M −→←+当达到络合平衡时：n ML n M LC K C C=（6.1）式中：K 为配合物稳定常数；C M 为络合平衡时金属离子的浓度（严格应为活度）；C L 为络合平衡时的配位体浓度；C MLn 为络合平衡时的配合物浓度；n 为配合物的配位数。
配合物稳定常数不仅反映了它在溶液中的热力学稳定性，而且对配合物的实际应用，特别是在分析化学方法中具有重要的参考价值。
显然，如能通过实验测得公式（6.1）中右边各项浓度及n 值，则就能算得K 值。
本实验采用分光光度来测定上列这些参数。
1． 分光光度法的实验原理：让可见光中各种波长单色光分别、依次透过有机物或无机物的溶液，其中某些波长的光即被吸收，使得透过的光形成吸收谱带。
如图П-6-1所示，这种吸收谱带对于结构不同的物质具有不同的特性，因而就可以对不同产物进行鉴定分析。
根据比尔定律，一定波长的入射光强I 0 与透射光强I 之间的关系：kcd e I I -=0 （6.2）式中：K 为吸收系数，对于一定溶质、溶剂及一定波长的入射光K 为常数，C 为溶液浓度，d 为盛样溶液的液槽的透光厚度。
由（6.2）式可得：kcd II =0ln（6.3） cd k A I I A I I 303.2,lg ,00==则得：令称透射比。
液体饱和蒸气压的测定（12分/3题）1.测定液体饱和蒸汽压的方法有哪些？答：(1) 饱和气流法：在一定温度、压力下，把干燥气体缓慢通过待测液体，使气流为该液体的蒸汽所饱和。
然后用某种物质将气流中该液体的蒸汽吸收，知道了一定体积的气流中蒸汽的质量，便可计算出蒸汽的分压，这个分压就是该温度下待测液体的饱和蒸汽压。
此法一般适用于蒸汽压比较小的液体。
(2) 动态法：在不同外界压力下，测定液体的沸点。
(3) 静态法：将待测液体放在一个封闭体系中，在不同温度下，直接测量饱和蒸汽压。
此法准确率较高，一般适用于蒸汽压比较大（200×105~1×105）的液体。
本实验采用静态法测定乙醇的饱和蒸汽压。
2．克劳修斯—克拉贝龙方程在什么条件下才适用？答：①：液体的摩尔体积V l与气体的摩尔体积V g相比可略而不计；②：忽略温度对摩尔蒸发热△vap H m的影响，在实验温度范围内可视其为常数；③：气体可视为理想气体。
3. 等压计U型管中的液体起什么作用？冷凝器起什么作用？为什么可用液体本身做U型管封闭系统？答：（1）U型管作用：①封闭气体，防止空气进行AB弯管内；②作等压计用以显示U 型管两端液面上的压力是否相等。
（2）将U型管内封闭液蒸气冷凝，防止其“蒸干”。
（3）封闭液作用是封闭和作等压计，可用液体本身作封闭液。
若用其他液体作封闭液，则平衡时a球上方的气体为封闭液蒸汽和乙醇蒸汽的混合气体，测定结果偏高。
4.开启旋塞放空气入体系内时，放得过多应如何办？实验过程中为什么要防止空气倒灌？答：①：必须重新排除净AB弯管内的空气。
②：AB弯管空间内的压力包括两部分：一是待测液的蒸汽压；另一部分是空气的压力。
测定时，必须将其中的空气排除后，才能保证B管液面上的压力为液体的蒸汽压。
5.如果升温过程中液体急剧气化，该如何处理？缓慢放入空气，使系统压力慢慢升高，以保持等压计两液面平齐，以免使等压计内的乙醇急剧沸腾，使液封量减少。
分光光度法测定化学反应的平衡常数（P71-73）1、比色分析：有色物质溶液颜色的深浅与浓度有关，溶液
越浓，颜色越深，所以可以用比较颜色的深浅测定溶液中该有色物质的浓度，这种测定方法叫做比色分析。
2、分光光度法：用分光光度计进行比色分析的方法叫做分
光光度法。
3、吸光度：有色溶液对光的吸收程度。
4、朗伯-比耳定律：有色溶液的吸光度A与溶液中有色物
质的浓度c和液层厚度b的乘积成正比——A=εbc。
PS：①当c的单位为mol/L,液层厚度单位为cm时，ε叫做摩尔吸光系数。
②若已知标准溶液中有色物质的浓度，并测出其吸光度和未知溶液的吸光度，就可以计算出未知溶液有色物质的浓度。
5、722型分光光度计的使用方法：
(1) 打开电源，预热20分钟。
(2) 设定波长，调节波长选择旋钮至447nm。
(3) 将参比溶液和被测溶液分别倒入比色皿，并放入比色皿槽中。
(4) 按<模式>键至透射比，将黑体（或打开样品室盖)置入光路中，按“0%”键，此时显示器显示“000.0”。
(5)将参比溶液推入光路中，按“100%”键，此时显示器显示“100.0%”;按<模式>键至吸光度，按0%键至显示“000.0”。
(6) 将被测样品推入光路，读出显示器上的吸光度值。
(7)每次换样品重复(3)、(4)和(5)步操作。
6、吸量管的使用方法：
1、洗净：自来水、去离子水、待吸液
2、吸液：左手持洗耳球，右手拿吸量管
3、放液：垂直、靠壁、停留15s、每次从“0”刻度放液PS：①计算公式自己看看教材的相应部分。
物化实验思考题一、燃烧热的测定1．指出ΔrHm=ΔrUm+∑νB(g)RT 公式中各项的物理意义。
在苯甲酸和萘的燃烧反应中∑νB(g)各为多少？2．实验测得的温度差为何要用雷诺作图法校正？除此外，还有哪些误差影响测量的结果？3．详细说明该实验中哪些部分属于体系？二、分光光度法测络合物稳定常数1. 为什么要控制溶液的pH？2. 为什么要在λmax下，测定络合物的消光值D？为什么所测的消光值D要进行校正？详细说明如何校正？3. 溶液的消光值D为负值是否正常现象？哪些因素可能使消光值出现负值？三、金属相图1. 在本实验室的实验条件下，可否用加热曲线作相图，为什么（以自己的实验数据加以说明）？2. 详细说明含20%Sn和含61.9%Sn的样品在冷却过程中的相态变化。
3. 在所测样品中，哪些样品的水平线段不明显，说明出现这种现象的原因。
四、蔗糖水解1. 如何从实验结果，分析说明蔗糖水解反应为一级反应？影响反应速率常数的因素有哪些？2. 本实验中，蔗糖、葡萄糖、和果糖的比旋光度[α]D20分别为+66.6o、+52.5o、-91.9o，随着水解反应的进行，溶液的旋光性以及旋光度数据将如何变化？3. 恒温槽现有水温为32o C，如果要在40 o C恒温，写出详细的操作步骤。
4. 测定旋光度过程中，为什么前10次的时间间隔为2分钟而后10次的时间间隔为5分钟？五、乙酸乙酯皂化反应1. 为什么本实验要在恒温下进行？而且氢氧化钠与乙酸乙酯溶液混合前要预先恒温？2. 如何从实验结果验证乙酸乙酯皂化反应为二级反应？3. 各溶液在恒温和操作过程中为什么要盖好盖子？4. 被测溶液的电导率是哪些离子的贡献?反应进程中溶液的电导率如何变化?为什么？六、BZ振荡反应1. 本实验测得的数据是电动势随时间的周期性变化，其实质主要是什么电对电位随时间的变化？2. 在电势随时间变化的曲线中，波峰和波谷对应的溶液是什么颜色？为什么？3. 在本实验中，控制振荡的物种是什么？在每一个周期中，电势从波谷上升到波峰时，该物种浓度如何变化？。
分光光度法测定络合物的稳定常数一、实验目的：1、掌握用分光光度法测定络合物组成及稳定常数的基本原理和方法；2、学会使用721（722)型分光光度计。
二、实验原理溶液中金属离子M 和配位体L 形成络合物MLn ，其反应式为：M + nL === MLn当达到络合平衡时,其络合稳定常数为： n LM MLn C C C K ⋅= （4-1) 式中：K 为稳定常数；C M 为络合平衡时金属离子的浓度; C L 为络合平衡时配位体浓度; C MLn 为络合平衡时络合物的浓度;n 为络合物的配位数。
在维持金属离子及配位体总摩尔数不变的条件下,改变金属离子和配位体摩尔分数的比值,并测定不同摩尔分数比值时的某一物理化学参量，在本实验中测定吸光度A ，作摩尔分数~吸光度曲线，如图4—1所示。
图4-1 摩尔分数与吸光度图 图4-2 吸光度与溶液组成图从曲线上吸光度的最大值所对应的摩尔分数值可求出n 值.为了配制溶液的方便,通常取相同摩尔浓度的金属离子M 溶液和配位体L 溶液,维持总体积不变，按不同体积比配制一系列混合溶液，则它们的体积比亦为摩尔比，若X V 为A max 时所取L 溶液的体积分数，即:ML L V V V V X += (4-2） VV X X n -=1 （4—3） 络合物在可见光某个波长区域有强烈吸收，而金属离子和配位体几乎不被吸收，那么就可以用分光光度法测定其组成和稳定常数，本实验就是用的这种方法。
根据比耳定律，入射光I 0和透射光强I 之间有下列关系：)ex p(0kcd I I -= （4—4）即 kcd II =0ln 令 kcd I I A ==0lg式中：A 为吸光度；k 为吸收系数，对于一定溶剂、溶质及一定波长的入射光k 为常数；d 为溶液层厚度；c 为样品浓度；I 0/I 为透射比。
在维持总体积不变的条件下，配制一系列体积比不同的溶液，用V L /V M 为7/3的溶液测其最大吸收峰，找出络合物ML n 有最大吸收，而M 和L 几乎不吸收的波长数值。
配合物的组成和不稳定常数的测定（物理化学 李俊）一、目的要求1. 掌握用分光光度法测定配合物组成及稳定常数的基本原理和方法。
2. 通过实验，掌握测量原理和分光光度计的使用方法， 二、实验原理1,用等摩尔连续递变法测定配合物的组成“递变法” 实际上是一种物理化学分析方法。
可用来研究当两个组分混合时， 是否发生化 合，配合，缔合等作用，以及测定两者之间的化学比。
其原理是 :在保持总浓度不变的前提 下，依次逐渐改变体系中两个组分的比值，并测定不同摩尔分数时的某一物理化学参量。
在本实验中就是测定不同摩尔分数时溶液的光密度值 D ，作光密度对摩尔分数的曲线 图，如图 3－ 1,所示。
从曲线上光密度的极大值 D 极大所对应的摩尔分数值，即可求出配位数n 值。
为了配制溶浓时方便，通常取相同摩尔浓度的金属离子 M 溶液和配位体 L 溶液。
在维持总体积不变的条件下， 按不同的体积比配成一系列混合溶液。
这样体积比亦就是摩尔 分数之比。
若溶液中只有配合物 MLn 具有颜色，则溶液的 D 与 MLn 的含量成正比。
从 D-X 图上曲线 的极大位置即可直接求出 n ，但当配制成的溶液中除配合物外， 尚有金属离子 M 及配位体 L 与配合物在同一波长 λ最大 下也存在一定程度的吸收时，所观察到的光密度 D 并不完全由配 合物 MLn 的吸收所引起， 必须加以校正。
所以选择适当的波长范围， 仅使配合物设X L 为D极大时L 溶液的体积分数M 溶液的体积分数为 则配合物的配MLn 有吸收，M 和L 都不吸收或极少吸收。
2.配合物平衡常数的测定假定配合物中心离子浓度不变，而渐增加配位体浓度，随着配位体浓度的改变，中心离子被配成MLn ，溶液的光密度值 D 不断升高。
当中心离子被完全配合后，如继续增加配位体的浓度，则溶液的光密度值 D 趋于恒定，如图3-2。
设配合物在稀溶液中有如下解离平衡存在:最初浓度平衡浓度式中，n-配位数，已由实验确定;a-解离度:C-配合物未解离时的浓度（在本实验中亦为M 完全配合时的配合物浓度）。
实验六 分光光度法测的配合物的稳定常数一、目的与要求1．掌握连续法测定配合物组成及稳定常数的方法； 2．掌握分光光度计的使用方法； 3．用分光光度法中的连续变化法测的Fe +3与钛铁试剂形成配合物的组成及稳定常数。
二、预习与思考1．了解连续法测的配合物组成及稳定常数的基本原理； 2．预习7200型分光光度计的构造原理和使用方法； 3．思考（1） 怎样求配位数n ？如何计算配合物稳定常数？（2） 测定λmax 的目的是什么？如何决定配合物最大吸收波长？ （3） 使用分光光度计时应注意什么？比色皿大小如何选择？ 三、实验原理溶液中金属离子M 和配位体L 形成配合物，其反应式为：n ML nL M −→←+当达到络合平衡时：n ML n M LC K C C=（6.1）式中：K 为配合物稳定常数；C M 为络合平衡时金属离子的浓度（严格应为活度）；C L 为络合平衡时的配位体浓度；C MLn 为络合平衡时的配合物浓度；n 为配合物的配位数。
配合物稳定常数不仅反映了它在溶液中的热力学稳定性，而且对配合物的实际应用，特别是在分析化学方法中具有重要的参考价值。
显然，如能通过实验测得公式（6.1）中右边各项浓度及n 值，则就能算得K 值。
本实验采用分光光度来测定上列这些参数。
1． 分光光度法的实验原理：让可见光中各种波长单色光分别、依次透过有机物或无机物的溶液，其中某些波长的光即被吸收，使得透过的光形成吸收谱带。
如图П-6-1所示，这种吸收谱带对于结构不同的物质具有不同的特性，因而就可以对不同产物进行鉴定分析。
根据比尔定律，一定波长的入射光强I 0 与透射光强I 之间的关系：kcd e I I -=0 （6.2）式中：K 为吸收系数，对于一定溶质、溶剂及一定波长的入射光K 为常数，C 为溶液浓度，d 为盛样溶液的液槽的透光厚度。
由（6.2）式可得：kcd I I=0ln （6.3） cd k A I I A I I 303.2,lg ,00==则得：令称透射比。
从公式可看出：在固定液槽厚度d 和入射光波长的条件下，吸光度A 与溶液浓度c 成正比，选择入射光的波长，使它对物质既有一定的灵敏度，又使溶液中其它物质的吸收干扰为最小。
作吸光度A 对被测物质c 的关系曲线，测定未知浓度物质的吸光度，即能从A~c 关系上求得相应的浓度值，这是光度法的定量分析的基础。
4505005506006507007500.150.200.250.300.350.400.450.50Aλ / nm0.00.20.40.60.81.0Ax V图П-6-1 吸收谱带 图П-6-2摩尔分数—吸光度曲线2． 等摩尔数连续递变法测定配合物的组成连续递变法又称递变法，它实际上是一种物理化学分析方法，可以用来研究当两个组分项混和时，是否发生化合、络合、缔合等作用以及测定两者之间的化学比。
其原理是：在保持总的摩尔数不变的前提下，依次改变体系中两个组分的摩尔分数比值，并测定吸光度A 值，作摩尔分数—吸光度曲线,如图2所示，从曲线上吸光度的极大值，即能求出n 值。
为了配制溶液方便，通常取相同摩尔浓度的金属离子M 和配位体L 溶液，在维持总体积不变的条件下，按不同的体积比配成一系列混和溶液，这样，它们的体积比也就是摩尔分数之比。
设x V 为A 极大 时吸取L 溶液的体积分数。
即：LV L M V x V V =+ (6.4)M 液的体积分数为1- x V 则配位数：V V1x n x =- (6.5)若溶液中只有配合物具有颜色，则溶液的吸光度A 和的含量成正比，作A-x V 图，从曲线的极大值位置即可直接求出n 。
但在配制成的溶液中除络合外，尚有金属离子M 和配体L 与配合物在同一波长λ最大 中也存在着一定程度的吸收。
因此所观察到的吸光度A 并不是完全由配合物ML n 吸收所引起，必须加以校正，其校正方法如下：作为实验测得的吸光度A 对溶液组成（包括金属离子浓度为零和配位体浓度为零两点）的图，联结金属离子浓度为零及配位体浓度为零的二点的直线如图П-6-3所示，则直线上所表示的不同组成吸光度数值A 0 ，可以认为是由于金属离子M 和配位体L 吸收所引起，因此把实验所观察到的吸光度A ＇减去对应组成上的该直线读得的吸光度数值A 0 所得的差值：ΔA=A ’-A 0 ，就是该溶液组成下浓度的吸光度数值。
作此吸光度ΔA-x V 曲线，如图П-6-4所示。
曲线极大值所对应的溶液组成就是配合物组成。
用这个方法测定配合物组成时，必须在所选择的波长范围内只有ML n 一种配合物有吸收，而金属离子M 和配位体L 等都不吸收和极少吸收，只有在这种条件下，A-x V 曲线上的极大点所对应的组成才是所求配合物组成。
0.00.20.40.60.8 1.00.00.20.40.60.81.0D 0Ax VD '0.00.20.40.60.8 1.00.00.20.40.60.81.0∆Ax V图3 A x V 曲线图 图4 ∆A x V 曲线图3． 稀释法测定配合物的稳定常数设开始时金属离子M 和配位体L 的浓度分别为a 和b ，而达到络合平衡时配合物浓度为X ，则：nnX b X a X K ))((--=（6.6）由于吸光度已经过上述方法进行校正，因此可以认为校正后，溶液吸光度正比于配合物浓度，如果在两个不同的金属离子和配位体总浓度（总摩尔数）条件下，在同一坐标上分别作吸光度对两个不同总摩尔分数的溶液组成曲线，在这二条曲线上找出吸光度相同的二点，如图П-6-5所示则在此二点上对应的溶液的配合物浓度应相同。
设对应于二条曲线上的起始金属离子浓度及配位体浓度分别为a 1、b 1，a 2、b 2 。
则：nn nX b X a X nX b X a X K ))(())((2211--=--=（6.7） 解上述方程可得X ，然后即可计算配合物稳定常数K 。
0.00.20.40.60.8 1.00.00.20.40.60.8I∆Ax VII图П-6-5 吸光度—溶液组成图四、仪器与药品仪器：7200型分光光度计；pH 计；试剂：0.0025M 硫酸高铁铵溶液（在1L 溶液中含有2N H 2SO 4 4mL ）；0.0025M 钛铁试剂（1.2—三羟基—3.5二磺酸钠）；pH=4.6的醋酸—醋酸钠缓冲溶液。
五、实验步骤1．按1升溶液含有100g 醋酸铵及100mL 冰醋酸方法配制醋酸—醋酸铵缓冲溶液100mL 。
2．按下表制备11个待测溶液样品，然后依次将各种样品加水稀释至50mL 。
3．用100mL 容量瓶，然后按上表制备第二组待测溶液样品。
4．测上述溶液的pH 值（只选取其中任一样品即可）。
因为硫酸高铁铵与钛铁试剂生成的配合物组成将随pH 改变而改变，故所测配合物溶液需维持pH=4.6。
5．ML n 溶液分光光度曲线—λmax 的选择。
按照[Fe(Ti)2]组成配制溶液如下：取0.005M 硫酸高铁铵溶液3.3mL ，0.005M 钛铁试剂溶液6.7mL，加入缓冲溶液25mL，然后稀释至100mL（维持pH=4.6）把溶液装在1cm 的比色皿内。
先选择某一波长λ，仪器经调0％T后，用蒸馏水调整仪器的100％T（仪器的使用方法参见第三部分第四章），再测溶液吸光度。
测毕后，改变波长λ，重复上述操作程序。
测定该溶液的吸收曲线，找出吸收曲线的最大吸收峰所对应的波长λmax 数值，再取第一组溶液中1号和11号溶液测定λmax下的吸光度数值A，若A值等于零，则λmax 即为所求。
[注]：Ti指钛铁试剂。
6．测定第一组及第二组溶液在波长λmax 下的吸光度数值。
六、实验注意事项1．仪器连续使用不应超过两个小时，若使用时间较久，则中途需歇半小时再使用。
2．比色皿每次使用完毕后，应用蒸馏水洗净，倒置晾干，在日常使用中应注意保护比色皿的透光面，使之不受损坏和产生斑痕，影响它的透光率。
3．FeNH4(SO4)2 溶液易水解，在配制溶液时，稀释前需加1~2滴浓硫酸以防水解。
4．若M、L在λmax 有吸收，应对吸收度A进行校正后，再作A＇~[M]/[L]曲线。
七、数据记录和结果处理1．作二组溶液的吸光度A对溶液组成的A-x曲线；2．按上述方法进行校正，求出二组溶液中配合物的校正吸光度数值（ΔA=A—A0）；3．作第一组溶液校正后的吸光度（ΔA）对溶液组成的图（即ΔA-x）；4．找出曲线最大值下相应于x V /(1—x V)=n的数值，由此即可得到配合物组成ML n ；5．将第一、第二两组溶液校正后的吸光度（ΔA）数值对溶液组成作图于同一坐标系；6．从上图读出二组溶液中任一相同吸光度下二点所对应的溶液组成（即a1、a2、b1、b2 数值）；7．根据方程式（6）求出X数值；8．从X数值算出配合物稳定常数。
八、问题与讨论1．为什么只有在维持[M]+[L]不变的条件下改变[M]和[L]，使[L]/[M]=n时配合物浓度才达到最大？4．在两个[M]+[L]总浓度下作吸光度对[L]/ ([M]+[L])的两条曲线，为什么在这两条曲线上吸光度相同的两点所对应的配合物浓度相同。
5．为什么需控制溶液的pH值？配制硫酸高铁铵溶液为要加入适量的硫酸？6．从测定值误差估算K的相对误差；K与哪些因素有关？九、应用配合物是现今化学界较感兴趣的研究对象之一。
应用分光光度法不仅可以测定配合物的稳定常数，还可以测定配合物的组成。
它既能用来研究双组分配合物，又能研究三组分配合物；既能研究生成单一配合物的反应，还能研究同时生成不同配位的络合反应。
利用分光光度法测定配合物的方法除连续递变法外还有摩尔比率法、直线法、等摩尔系列法、斜率比法、平衡移动法。
同时分光光度法也可用来测定有机化合物的分子量和分子结构；在动力学方面用此法测定反应速率。
