6配位滴定法1
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重点专题4配位滴定法一、基本理论1、掌握EDTA的性质;2、理解配合物逐级形成(解离)常数、累积形成常数、总形成(解离)常数之间的关系;3、掌握副反应系数、条件形成常数的计算。
操作来定量地测定物质含量的方法。
它是滴定分析中重要的方法之一。
氨羧配位剂含有氨基二乙酸[-N(CH 2COOH)2]的有机物就称为氨羧络合剂。
氨氮(:)配位原子:易与Co、Ni、Zn、Cu 、Cd、Hg等金属离子配位。
羧氧( )配位原子:几乎能与一切高价金属离子配位。
(一)EDTA 的性质1、结构式:全称:乙二胺四乙酸简称:EDTA分子式:H 4Y 一、基本理论Y 4-:EDTA阴离子2、电离平衡(六个)pH <0.90.9~1.6 1.6~2.0 2.0~2.67主要结构H 6Y 2+H 5Y +H 4Y H 3Y -pH 2.67~6.16 6.16~10.26 >10.26主要结构H 2Y 2-HY 3-Y 4-(一)EDTA 的性质一、基本理论因为Y 4-与金属离子形成的配合物最为稳定,所以主反应:M n++ Y 4 -= MY -4+n3、溶解性易溶于氨水和NaOH溶液,生成相应的盐溶液。
难溶于酸和一般有机溶剂,但在酸性很强的溶液中,可生成H 6Y 2+。
或M + Y = MY(一)EDTA 的性质2、电离平衡(六个)1、普遍性,EDTA几乎可以和所有的金属离子配位。
2、配位比简单,绝大多数为1:1配位。
3、配位反应的速率快,除Al、Cr、Ti等金属离子外,一般都能迅速地完成。
4、水溶性好,配合物大多带有电荷,水溶性好。
5、颜色,EDTA与金属离子形成的配合物颜色,取决与金属离子本身的颜色。
EDTA与无色的金属离子配合形成无色的配合物,便于使用指示剂确定终点;而与有色的金属离子反应,一般形成颜色更深的配合物。
4、金属离子—EDTA配合物的特点注意:由于EDTA广泛的配位能力,会造成溶液中共存金属离子的相互作用,影响分析结果的准确性。
配位滴定法任务一基础理论基本知识学习目标6.1 配位滴定法概述配位滴定法是以配位反应为基础的滴定分析方法。
配位反应常用的配位剂有无机配位剂和有机配位剂两种。
在配位滴定中常用的配位剂是有机配位剂。
因为配位反应用于配位滴定时必须具备一定的条件。
1.生成的配位化合物必须足够稳定且溶于水,一般要求K稳≥108。
2.配位反应必须按一定的计量关系定量地进行,这是滴定计算的基础。
3.配位反应必须迅速在瞬间完成。
4.有适当的方法确定滴定终点。
由于无机配位剂与金属离子反应生成的配合物稳定常数较小,且配位反应是逐级进行的,难以确定反应的计量关系,因此很难用于滴定分析。
大多数有机配位剂与金属离子反应能够满足配位滴定的反应要求,因为有机配位剂中含有两个以上的配位原子,在与金属离子配位时,形成环状结构的鳌合物,是配位滴定时常用的配位剂。
其中最常用的是乙二胺四乙酸及其二钠盐,它们都可以简称为EDTA。
因此,配位滴定法又称为EDTA滴定法。
知识链接氨羧配位剂氨羧配位剂是一类以氨基二乙酸为基体的一类有机配位剂的总称。
氨基二乙酸的结构式为N CH2CH2COOHCOOH在它的结构中含有配位能力很强的氨基氮和羧基氧两种配位原子,前者易与Co2+、Ni2+、Zn2+、Cu2+、Hg+等金属离子配位,后者几乎能与所有高价金属离子配位,因此氨羧配位剂兼有两者的配位能力,几乎能与所有金属离子配位。
目前氨羧配位剂有几十种,其中应用最广范的是乙二胺四乙酸。
6.2 乙二胺四乙酸6.2.1 乙二胺四乙酸的结构及性质乙二胺四乙酸的结构式为CH2HOOCCH2 HOOC N CH2CH2NCH2CH2COOHCOOH从结构式可知,乙二氨四乙酸分子中有4个羧基,为四元有机弱酸。
可简写成H4Y,简称为EDTA。
EDTA为白色粉末状结晶,微溶于水,在22℃时的溶解度为0.02 g/100 ml,溶液显弱酸性,pH=2.3。
EDTA虽然难溶于水,但易溶于NaOH或氨性溶液中,生成相应的盐,在实际应用中常用其二钠盐。
配位滴定法思虑题6-1 简述金属离子与EDTA 形成的络合物的特色及条件稳固常数的实质意义。
答:金属离子与EDTA 形成的络合物的特色:①与金属离子一般形成五个五元环的络合物;②络合比大多为 1:1;③所形成的络合物大部分带有电荷,显极性,因此易溶于水;④EDTA络合能力极强,能与几乎所有金属离子络合;⑤与金属离子形成的络合物的稳固性高;⑥与无色金属离子往常形成无色络合物,而与有色金属离子形成颜色更深的络合物;⑦在高酸度下,EDTA可与金属离子形成酸式络合物在高碱度下,EDTA 可与金属离子形成碱式络合物。
条件稳固常数的实质意义:表示在特定条件下,某络合物的实质稳固程度,它与溶液中存在的酸效应、共存离子效应、络合效应等要素相关,是办理络合均衡的重要常数。
6-2 依据金属离子形成络合物的性质,说明以下络合物中哪些是有色的?哪些是无色的?Cu2+-乙二胺有色3d94s0有不可对的 d 电子Zn2+ -乙二胺无色3d104s0无不可对的 d 电子TiOY 2-无色3d04s0无不可对的 d 电子TiY -有色3d14s0有不可对的 d 电子FeY2-有色3d54s0有不可对的 d 电子FeY-有色3d54s0有不可对的 d 电子6-3 H2O2能与 TiOY形成三元络合物 TiO(H 2O2)Y ,试问它使 TiOY 的条件稳固常数加大了仍是减少了?为何?答:增大了。
因为形成了TiO(H 22TiOY 的方向挪动,相O )Y ,使溶液中的 [TiOY] 降低使均衡向生成当于生成物 TiOY 有一个副反响αTiOY >1lgK′=lg K-lgα -lg α+lg αTiOY (H O )TiOY TiOY Y TiOY226-4 Hg 2+既能与 EDTA 生成 HgY2-,还可以与NH 3–Hg(NH 32-和 Hg(OH)Y3-。
持续生成、 OH)Y若在 pH=10 的氨性溶液中,用EDTA 滴定 Hg 2+,增大缓冲剂的总浓度(即增大cNH4++NH 3)此时′lgK HgY值是增大仍是减少?滴定的突跃范围是增大仍是减小?试简述其原由。
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。