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EDTA的性质及其配合物——配位滴定法(一)一、EDTA的性质简称EDTA或EDTA酸（以H4Y表示），它同时含有羧基和氨基，其结构式如下： EDTA溶解度较小（在22℃时每100mL 水能溶解0.2g)，难溶于酸和普通有机溶剂，易溶于氨水和氢氧化钠溶液，并生成相应的盐。
通常都用它的二钠盐（可用符号Na2H2Y 2H2O 表示），习惯上仍称为EDTA，它在水中溶解度较大，22℃时100mL水中可溶11.1g，此溶液浓度约为0.3mol·L-1,pH约为4.5。
它的两个氨基氮可再接受H+，形成H6Y2+，因此相当于六元酸，有六级离解平衡：可见，EDTA在溶液中可能以H6Y2+、H5Y+、H4Y、H3Y-、H2Y2-、HY3-、HY3-、Y4-7种形式存在。
在不同的pH条件下，7种形式所占的比例不同。
例如，在pH 2的强酸性溶液中，EDTA主要以H4Y形式存在；在pH=2.67~6.16的溶液中，主要以H2Y2-形式存在；在pH=6.2~10.2的溶液中，主要以HY3-形式存在；在pH 10.2的碱性溶液中，主要以Y4-形式存在。
在这7种形式中，惟独Y4-能与金属离子挺直协作。
溶液的酸度越低，Y4-的浓度越大。
因此，EDTA在碱性溶液中配位能力较强。
二、EDTA与金属离子形成协作物的特点在EDTA分子中，2个氨基氮和4个羧基氧均可给出电子对而与金属离子形成配位键，其整合物的结构式见图4-2.该协作物有如下特点；①普遍性。
EDTA能与许多金属离子配位形成鳌合物。
②组成一定。
除极少数的金属离子外，EDTA 与任何价态的金属离子均生成1：1的协作物，即1mol金属离子总是作用1molEDTA。
如：③稳定性强。
EDTA与金属离子形成的赘合物中包含了多个五元环，因此具有高度的稳定性。
④易溶性。
EDTA与金属离子形成的协作物大多易溶于水。
因为这一特点才使配位滴定法在水溶液中举行，不至于形成沉淀干扰滴定。
滴定曲线（ph曲线）分析1．图示强酸与强碱滴定过程中pH曲线(以0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L－1盐酸为例) 2．强酸(碱)滴定弱碱(酸)pH曲线比较氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠、氨水的滴定曲线曲线起点不同：强碱滴定强酸、弱酸的曲线，强酸起点低；强酸滴定强碱、弱碱的曲线，强碱起点高突跃点变化范围不同：强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)特别提醒恰好中和＝酸碱恰好完全反应≠滴定终点≠溶液呈中性。
典例分析1．常温下，用0.10 mol·L－1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.10 mol·L－1 HCl溶液和20.00 mL 0.10 mol·L－1 CH3COOH溶液，得到两条滴定曲线，如图所示，则下列说法正确的是()A．图2是滴定盐酸的曲线B．a与b的关系是a＜bC．E点对应离子浓度由大到小的顺序可能为[CH3COO－]＞[Na＋]＞[H＋]＞[OH－]D．这两次滴定都可以用甲基橙作为指示剂答案C解析如果酸为强酸，则0.10 mol·L－1酸的pH为1，根据酸的初始pH知，图1为盐酸的滴定曲线，故A错误；根据图1知，a点氢氧化钠溶液的体积是20.00 mL，酸和碱的物质的量相等，二者恰好反应生成强酸强碱盐，其溶液呈中性；醋酸溶液中滴入氢氧化钠溶液，醋酸钠溶液呈碱性，所以氢氧化钠溶液的体积小于20.00 mL，a＞b，故B错误；E点溶液的成分为醋酸钠和醋酸，溶液呈酸性，说明醋酸的电离程度大于醋酸钠的水解程度，盐类水解程度较小，则溶液中离子浓度可能为[CH3COO－]＞[Na＋]＞[H＋]＞[OH－]，故C正确；氢氧化钠和盐酸恰好反应呈中性，可以选择甲基橙或酚酞；氢氧化钠和醋酸恰好反应生成醋酸钠溶液呈碱性，只能选择酚酞，故D错误。
酸碱中和反应的中和曲线分析酸碱中和反应是化学中常见的一种类型反应，它涉及溶液中酸和碱的中和过程。
酸碱中和反应中的中和曲线是描述反应过程中溶液pH变化的曲线，它对于确定反应终点、判断酸碱滴定时的等当点以及溶液中酸碱浓度关系的研究具有重要意义。
本文将对酸碱中和反应的中和曲线进行分析。
酸碱中和反应的中和曲线常见于酸碱滴定实验中。
酸碱滴定实验是一种通过滴定法测定溶液中酸碱浓度的常用方法，而滴定过程中的中和曲线则可以帮助实验人员确定滴定反应达到等当点。
中和曲线的形状取决于所滴定的酸碱的性质以及它们的浓度，常见的曲线形状有以下几种：1. 强酸强碱中和曲线：在强酸强碱中和反应中，当滴定强酸和强碱时，中和曲线呈现S 形。
这是因为在强酸和强碱的反应过程中，初始时溶液呈酸性，随着滴定剂的加入，溶液的pH逐渐增加，直到等当点。
在等当点之后，滴定剂的过量使溶液的pH值继续上升。
2. 弱酸强碱中和曲线：在弱酸强碱中和反应中，中和曲线也呈现S形，但相对于强酸强碱反应，曲线的斜率较小。
这是因为弱酸的酸性较弱，需要更多的滴定剂来中和。
当滴定到等当点时，溶液由酸性转变为碱性，pH值快速上升，但斜率较之前较为平缓。
3. 强酸弱碱中和曲线：在强酸弱碱中和反应中，中和曲线也呈现S形。
但由于弱碱的碱性较弱，需要更多的滴定剂来完成中和过程。
当滴定剂与弱碱发生反应时，溶液的pH值逐渐下降，直到等当点出现。
在等当点之后，滴定剂的过量使溶液的pH值继续下降。
4. 弱酸弱碱中和曲线：在弱酸弱碱中和反应中，中和曲线呈现较为平缓的曲线。
这是因为弱酸与弱碱的中和反应相对较慢，等当点出现之前溶液的pH值变化较小。
在等当点之后，会出现酸碱度变化较大的情况。
中和曲线的分析对于酸碱滴定实验的结果判断和溶液酸碱浓度关系的研究具有重要意义。
通过对中和曲线的形状和曲线的斜率变化进行观察和分析，可以确定滴定等当点的位置，从而准确测定酸碱溶液的浓度。
此外，中和曲线的研究还可以揭示酸碱中和反应的机理和动力学过程。
滴定曲线(pH曲线)分析1．图示强酸与强碱滴定过程中pH曲线(以0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L－1盐酸为例) 2．强酸(碱)滴定弱碱(酸)pH曲线比较氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠、氨水的滴定曲线曲线起点不同：强碱滴定强酸、弱酸的曲线，强酸起点低；强酸滴定强碱、弱碱的曲线，强碱起点高突跃点变化范围不同：强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)特别提醒恰好中和＝酸碱恰好完全反应≠滴定终点≠溶液呈中性。
1．(2019·山西大同模拟)常温下，用0.10 mol·L－1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.10 mol·L－1 HCl溶液和20.00 mL 0.10 mol·L－1 CH3COOH溶液，得到两条滴定曲线，如图所示，则下列说法正确的是()A．图2是滴定盐酸的曲线B．a与b的关系是a＜bC．E点对应离子浓度由大到小的顺序可能为c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)D．这两次滴定都可以用甲基橙作为指示剂答案 C解析如果酸为强酸，则0.10 mol·L－1酸的pH为1，根据酸的初始pH知，图1为盐酸的滴定曲线，故A错误；根据图1知，a点氢氧化钠溶液的体积是20.00 mL，酸和碱的物质的量相等，二者恰好反应生成强酸强碱盐，其溶液呈中性；醋酸溶液中滴入氢氧化钠溶液，醋酸钠溶液呈碱性，所以氢氧化钠溶液的体积小于20.00 mL，a＞b，故B错误；E点溶液的成分为醋酸钠和醋酸，溶液呈酸性，说明醋酸的电离程度大于醋酸钠的水解程度，盐类水解程度较小，则溶液中离子浓度可能为c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)，故C正确；氢氧化钠和盐酸恰好反应呈中性，可以选择甲基橙或酚酞；氢氧化钠和醋酸恰好反应生成醋酸钠溶液呈碱性，只能选择酚酞，故D错误。
问答题1．根据EDTA的酸效应曲线（即Ringbom曲线），可获得哪些主要信息？(1)由于H+离子存在使EDTA参加主反应的能力降低的现象，称为EDTA的酸效应。
(2)单独滴定某种金属离子时允许的最低PH2．为什么在络合滴定中要用缓冲溶液控制溶液的pH值？M要准确滴定有一定的PH范围，EDTA的酸效应随PH变化很大，直接影响M能够准确滴定，金属指示剂的使用也有一定的PH范围3.（10分）以2.0×10-2mol/L的EDTA滴定浓度均为2.0×10-2mol/L的Al3+和Zn2+混合溶液中的Zn2+，在pH=5.5时，欲以KF掩蔽其中的Al3+，终点时游离F－的浓度为1.0×10-2mol/L。
计算说明在此条件下能否准确滴定Zn2+？（HF的pKa=3.18，lgKAlY =16.1, lgKZnY =16.5, pH=5.5时, lgαY(H)=5.5, Al3+-F-络合物的lgβ1～lgβ6分别为6.1，11.2，15.0，17.7，19.6，19.7）解：[F-]=1.0×10-2mol/LαAl(F)=1+106.1×10-2.0+1011.2×10-4.0+1015.0×106.0+1017.7×10-8.0+1019.6×10-10.0+1019.7×10-12.0=1010.0[Al3+]=1.0×10-2/1010.0=1.0×10-12.0 mol/Lα Y(Al)=1+1016.1×10-12.0=104.1故αY=αY(H)+ α Y(Al)－1≈αY(H）lgK´ZnY=16.5-5.5=11.0lgc Zn K´ZnY = - 2.0+11.0 = 9lgc Zn K´ZnY﹥6所以在此条件下可以准确滴定Zn2+4．设计铝合金（含有Zn、Mg等杂质）中铝含量的测定分析方案。
