分析化学5-配位滴定法PPT课件
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分析化学第五章 配位滴定法PPT
NaOH 无蓝色沉淀Cu(OH)2生成
NaS 有黑色沉淀CuS生成
无Cu2+??
有Cu2+??
解离
[Cu(NH3 )4 ] 2
Cu2 4NH3
配合
2022/10/18
四、 配位平衡常数
1. 稳定常数
Cu2 4NH3
[Cu(NH3 )4 ] 2
K0 MY
c([Cu(NH 3
)2 4
])
c(Cu2 ) c4 (NH3 )
（2）配位比简单，EDTA与大多数金属离子形成 配合物的配位比为1:1
（3）反应速率快，符合滴定要求 （4）与无色金属离子配位形成的配合物是无色的，与
有色金属离子配位形成的配合物颜色加深
2022/10/18
例： Cu2+显浅蓝色而CuY2-为深蓝色， Ni2+显浅绿色， 而NiY2-为蓝绿色， Mn2+显粉红色，而MnY2-为紫红色 Fe3+显棕黄色，而FeY-为黄色
2．在一定反应条件下，只形成一种配位数的配合物； 3．配位反应速度要快； 4．有适当的方法确定反应的等量点。
2022/10/18
三、配位剂的分类 无机配位剂（不适合用于配位滴定）
有机配位剂 （易形成具有环状结构的 螯合物，非常稳定。使用最多的是氨羧配 位剂，其中应用最广泛的是EDTA）
2022/10/18
4. 指示剂与金属离子配合物应易溶于水，指示剂比 较稳定，便于贮藏和使用
2022/10/18
三、 常用的金属指示剂
1. 铬黑T（BET）
铬黑T是弱酸性偶氮染料
1－(1－羟基－2萘偶氮)－6硝基－2－萘酚－4－磺酸钠
H
H
H 2 In
(分析化学)第五章配位滴定法
≥12
Y4-
二 EDTA的酸效应及酸效应系数αY(H)
定义： αY(H) = [Y']/[Y] 一定 pH的溶液中，EDTA各种存在形式的总浓度
[Y’]，与能参加配位反应的有效存在形式Y4-的平衡浓 度[Y]的比值。
EDTA的各种存在形式共有几种？ 7种 —— 总浓度[Y’]
酸效应系数αY(H) ——用来衡量酸效应大小的值。
B 1 = K 1=
[M L ] [M ][L ]
B 2= K 1K 2= [M L 2] [M ][L ]2
B n = K 1K 2...K n =
[M L n ] [M ][L ]n
最后一级累积稳定常数为各级络合物的总的 稳定常数.
在分析化学中,列出的经常是各级稳定常数 或累积稳定常数或是它们的对数值,使用时,不 要混淆。
K稳
1 K不稳
2 MLn（1：n）型配合物
M+L＝ML
第一级稳定常数
K1
[ML] [M][L]
ML+L＝ML2 第二级稳定常数
.
K2 =
ML2 ML L
.
MLn-1 +L＝MLn 第n级稳定常数
K不稳
1 K n稳
Kn =
MLn MLn-1 L
若将逐级稳定常数依次相乘,就得到各级累积稳 定常数( B n )
ΔpM= 2.39
当pH=9.0时，用0.01mol/LEDTA溶液滴定0.01mol/L 的20.00mlCa2+溶液，考察pM值的变化范围。 注意：当pH=9.0时, EDTA有酸效应
a KCaY'= KCaY Y(H)
=
1010.69 101.28
=109.41
分析化学课件： 第五章 配位滴定法
5
• 3.EDTA：结构式
• 水溶液：
• 从结构上看EDTA为四元酸，常用H4Y表示，在 水溶液中，两个羧基上的氢原子转移到氮原子 上，形成双偶极离子。它的六个配位原子，能 与金属离子形成稳定的“螯合物”。
分析化学
第五章 配位滴定法
6
• EDTA一般用H4Y表示，当它溶于水时，若溶液 的酸度很高，可形成H6Y2+，相当于六元酸，有 六级解离平衡。记录时省略电荷：H6Y， H5Y，…，Y。
金属离子配位能力降低的现象称为酸效应，其
影响程度可用EDTA的酸效应系数αY(H)来表示：
Y
H
=
Y'
Y
分析化学
第五章 配位滴定法
17
• 酸效应系数表示在一定酸度下，反应达到平衡时， 未参加配位反应的EDTA总浓度[Y´]与能参加配 位反应的Y4-离子的平衡浓度[Y4-]（有效浓度） 之比。
• 酸效应系数等于Y4-的分布系数δY的倒数：
H+ 4
+
Ka6
K K K K K K K K K a6 a5
a6 a5 a4
a6 a5 a4 a3
H+ 5
+
H+ 6
K K K K K K K K K K K a6 a5 a4 a3 a2
a6 a5 a4 a3 a2 a1
分析化学
第五章 配位滴定法
19
• 由上式可知，溶液的H+浓度越大，酸效应系数αY(H)
• ③反应必须迅速。
• ④要有适当的方法确定滴定终点。
• ⑤反应产物最好是可溶的。
分析化学
第五章 配位滴定法
2
三、配合物分类
《配位滴定法》课件
配位滴定法的优点和缺点
1 优点
对于大多数金属离子具有 良好的选择性和灵敏度。
2 优点
操作简单且成本较低。
3 缺点
不能应用于无机离子以外 的其他物质。
配位滴定法和其他滴定法的比 较
配位滴定法与酸碱滴定法和氧化还原滴定法等其他滴定方法相比，具有不同 的适用范围和优势。配位滴定法更适合于测定金属离子的含量，而酸碱滴定 法和氧化还原滴定法则更适合于其他化学物质的测定。
溶液制备
准备待测溶液和滴定剂的溶液。
2
指示剂添加
向待测溶液中加入适当的指示剂。
3
滴定过程
逐滴加入滴定剂到待测溶液中，观察滴定终点。
配位滴定法的设备与试剂
滴定管和滴定管架
用于控制滴定剂的滴加速度。
滴定瓶
容纳待测和滴定剂的溶液。
指示剂
用于指示滴定过程中的终点。
容量瓶
用于准确制备溶液。
配位滴定法的常见误差
配位滴定法可能存ห้องสมุดไป่ตู้几种误差。这包括试剂的误差，如滴定剂和指示剂的纯 度，溶液的误差，如溶液的浓度和纯度，以及操作误差，如溶液的滴定速度 和终点的判定。了解和控制这些误差可以提高滴定结果的准确性。
配位滴定法的精度和准确性
配位滴定法通常具有较高的精度和准确性。但要获得准确和可靠的结果，必须注意实验条件，并使用高纯度的 试剂和良好校准的仪器。校准滴定剂和指示剂的浓度也是确保结果准确性的关键。
配位滴定法的实验操作注意事项
1 实验前准备
2 实验操作
正确校准仪器并准备好所需的试剂。
控制滴定剂的滴加速度，避免过快或过慢。
3 终点判定
仔细观察指示剂的颜色变化或溶解度变化。
配位滴定法的结果计算
配位滴定法-PPT课件全
[Ca’]1 =
0.02
0.1000(初始钙浓度) 20.00+19.98
= 0.02 0.1000(初始钙浓度) / 2 39.98 / 2
0.02
C sp ca2
39.98 / 2
1.0
103
C sp ca2
PCa’1
3.0
log
C sp ca2
滴定至100.1%时
[Ca’]2
=
[CaY [Y’]2 K
sp
100%
cM(SP)
稳定常数定义可知
化学计量点时：
K' MY
[MY ]sp [M ']sp[Y ']sp
滴定终点时：
K' MY
[MY ]ep [M ']ep[Y ']ep
取对数后分别为
pM
' sp
pYs'p
lg
K
' MY
lg[MY ]sp
pM
' ep
pYe'p
lg
K
' MY
lg[MY ]ep
接近化学计量点 [MY ]sp [MY ]ep
pM ' pY ' 0
化学计量点时[MY] sp
CM (sp)
K' MY
[MY ]sp [M ']sp[Y ']sp
所以 [M ']sp =[Y ']sp =
CM (sp) K'
MY
Y' M'
TE(%) ep
ep 100%
cM(sp)
Y' 10pY' M' 10pM'
分析化学第五章配位滴定法PPT
滴定曲线与滴定终点
滴定曲线是指滴定过程中溶液的pH 值随滴定剂加入量的变化曲线。
滴定终点是指滴定过程中指示剂颜色 突变的位置，是滴定的关键点，其准 确判断对于保证滴定结果的准确性至 关重要。
滴定误差与准确度
01
滴定误差是指由于多种因素导致的滴定结果与真实值之间的偏 差。
02
准确度是指滴定结果的可靠性，即多次重复测定结果的平均值
配位滴定法的应用
01
02
03
金属离子分析
配位滴定法广泛应用于金 属离子分析，如铁、钴、 镍、铜、锌等离子的测定。
环境监测
在环境监测中，配位滴定 法可用于测定水体中重金 属离子的含量，评估环境 质量。
食品分析
在食品分析中，配位滴定 法可用于检测食品中微量 元素和重金属离子的含量， 确保食品安全。
配位滴定法的历史与发展
绿色化学在配位滴定法中的应用
无毒或低毒试剂的使用
开发无毒或低毒的配位剂和辅助试剂，减少对环境和人体的危害。
高效分离技术的研发
研究和发展高效、环保的样品前处理和分离技术，降低实验过程中 废液的产生。
循环利用和减少废弃物
优化实验流程，实现试剂和仪器的循环利用，减少废弃物的产生。
THANKS
感谢观看
配制标准溶液和待测溶液
根据实验需要，准确配制标准溶液和 待测溶液。
滴定操作
将待测溶液放入烧杯中，加入缓冲溶 液和指示剂，用标准溶液进行滴定， 并观察颜色变化。
数据记录
记录滴定过程中的数据，如滴定管读 数、实验时间等。
实验数据处理与分析
数据整理
将实验数据整理成表格， 列出各项数据。
数据分析
根据实验数据，计算待测 溶液的浓度、相对误差和 不确定度等。
分析化学课件-配位滴定法
例2 计算pH = 11, [NH3] = 0.1 时的lgZn
解
Zn2+ + Y
ZnY
Zn(NH3)42+ 的lg 1~lg4分
OH-
NH3
别为2.27, 4.61, 7.01, 9.06
Zn(OH) Zn(NH3 )
Zn(NH3) 1 i[NH3]i
Zn
Zn(NH3) 1 102.271.0 104.612.0 107.013.0 109.064.0
（一）配位剂的副反应系数αY
配位剂的副反应系数αY是αY=[Y’]/[Y] 它表示未与M离子配位的配位剂各型体的总浓度[Y’]是游离 配位剂[Y]的多少倍。
1. 滴定剂的副反应系数－ Y(H)
Y(H)
[Y] [Y]
[Y]
[HY]
[H2Y] [Y]
[H6Y]
[Y] [Y][H ]1 [Y][H ]2 2 [Y][H ]6 6
KHMHY=[MHY]/[MY][H] KHMHY是MY和H+形成MHY的稳定常数，副反应系数 αMY（H）=（[MY]+[MHY]）/[MY]=1+[H] KHMHY
（四）配合物的条件稳定常数
当有副反应发生时，应用条件常数K’MY来衡量配合物 的稳定性，即
5.2 配合物的稳定性
K’MY = [（MY）’]/[M’][Y’] = KMY（ αMY / αM αY ）
Zn(NH3 ) 105.10
查附录五表：pH = 11.0
lg Zn(OH) 5.4
Zn Zn(NH 3 ) Zn(OH) 1 105.10 105.40
105.6
lgZn 5.6
5.2 配合物的稳定性
《配位滴定》课件
1 络合滴定法
2 氧化还原滴定法
3 指标选择
该方法适用于分析金属离子 和有机物的含量。
该方法适用于分析药品、食 品、水等含氮、硫。
选择适当的指标对配位滴定 的准确性有很大影响，应根 据待测样品的特点选择合适 的指标。
实验室中的应用案例
医药领域
配位滴定在药物含量的测定、配方 设计等方面发挥着巨大的作用。
《配位滴定》PPT课件
本次课件将为你详细讲解化学配位滴定的原理、步骤、应用案例，以及配位 滴定的误差和解决方法。
定义和背景
什么是配位滴定？
配位滴定是一种通过滴加一种 可形成配合物的试剂来测定待 测物质的含量的方法。
配位滴定的发展历史
配位滴定起源于19世纪，经过 不断的发展和完善，现已成为 一种高效、准确的分析方法。
1
端点误差
应准确判断对应化学反应的真正终点，可
操作误差
2
以通过使用指示剂等方法来解决误差。
操作过程中应准确称量பைடு நூலகம்剂和样品，防止
误差积累。
3
温度误差
应控制滴定温度，避免影响反应速度，从 而减小误差。
结论和展望
配位滴定是一种高效、准确的分析方法，与传统滴定方法相比，更加灵敏、具有更高的选择性。未来，随着科学技 术的不断发展，配位滴定将得到更加广泛的应用和发展。
配位滴定的重要性
配位滴定具有高度的选择性和 灵敏度，广泛应用于医药、食 品、环保等领域。
步骤和原理
1
样品准备
将待测样品制备成滴定所要求的样品状态，如溶于水或稀酸中等。
2
滴定操作
向样品中滴加易形成配合物的试剂，配位反应达到终点时即为滴定完成。
3
计算结果
《 配位滴定法》课件
2
添加指示剂
根据滴定剂的特性选择合适的指示剂，并将其添加到待测样品中。
3
滴定过程
缓慢滴加滴定剂到待测样品中，观察指示剂颜色的变化，直到达到滴定终点。
4
计算结果
根据滴定剂的浓度以及滴定过程中消耗的体积，计算出样品中配位物的浓度或相关参 数。
实验结果及分析
滴定终点的颜色变化
观察滴定过程中指示剂的 颜色变化，确定滴定终点 并记录所消耗的滴定剂体 积。
2 注意实验条件的控制
实验过程中需要控制温度、pH值等条件，确保实验结果的可重复性和准确性。
3 确性。
参考文献
1. 何昊, 张二华, 张家瑞. 分析化学定量分析基础[M]. 高等教育出版社, 2017. 2. Gary D. Christian, Kevin A. Schug, and David H. O’ Hair. Analytical Chem istry[M]. John
2 评估配位物的稳定
性
通过滴定过程中反应的 终点变化，我们可以评 估配位物的稳定性，并 了解其在不同条件下的 反应特性。
3 研究化学反应的动
力学
通过配位滴定法测定配 位物与滴定剂反应的速 率，我们可以探索不同 反应条件下的化学反应 动力学过程。
实验原理
滴定剂与配位物的反应
滴定剂会与待测样品中的配位 物发生反应，滴定剂的浓度可 以通过滴定过程中的体积变化 来确定。
《配位滴定法》PPT课件
通过这个PPT课件，我们将详细介绍《配位滴定法》的实验目的、实验原理、 实验步骤、实验结果及分析、实验注意事项以及参考文献。希望能够清晰明 了地向大家展示这一实验方法的重要性和应用价值。
实验目的
1 确定配位物的化学
分析化学-五配位滴定
图示
浓度改变仅影响配位滴定曲线 的前侧，与酸碱滴定中一元弱 酸碱滴定情况相似
条件稳定常数改变仅影响滴定曲线 后侧，化学计量点前按反应剩余的 [M’]计算pM’，与K’MY无关
配位滴定曲线与酸碱滴定曲线的比较
二、金属离子指示剂及特点：
金属离子指示剂：配位滴定中，能与金属离子生成有 色配合物从而指示滴定过程中金属离子浓度变化的显 色剂（多为有机染料、弱酸） 特点：(与酸碱指示剂比较)
pKa2=6.3 pKa3=11.6 H2InHIn2蓝 橙
（2） 二甲酚橙（XO） 终点：紫红→亮黄 适宜的pH范围 <6.0（酸性区） 缓冲体系：HAc-NaAc 封闭离子：AL3+，Fe2+，（Cu2+，Co2+，Ni2+） 掩蔽剂：三乙醇胺，氟化胺
四、 EDTA与金属离子配位的特点：
1.配位能力强，几乎能与所有的金属离子形成络合物。这是因为 氨氮和羧氧两种配位原子，其中两个氨基N,四个羧基O。
2.与金属离子能形成多个多元环，配合物的稳定性高， lgK > 15 3. 与大多数金属离子1∶1配位， 计算方便； Zr,Mo(2:1)。 4.配位能反应速度快，水溶性好；
解：查表得：lgKZnY=16.5
pH=2.0 时, lgαY(H)=13.51
pH=5.0 时, lgαY(H)= 6.6 由公式： 得： lgK 'MY = lgKMY - lgαY（H） pH=2.0时, lgK 'ZnY =16.5-13.5=3.0 pH=5.0时, lgK 'ZnY=16.5-6.6=9.9 pH=5时，生成的配合物较稳定，可滴定； pH=2时，条件稳定常数降低至3.0，不能滴定。：
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得到
• 条件稳定常数----K ' MY 是考虑了酸效应后 EDTA 与金属 离子配合物的稳定常数。即在一定酸度条件下用 EDTA 溶液总浓度表示的稳定常数。它的大小说明溶液的酸度对 配合物实际稳定性的影响。
2020年9月28日
27
条件稳定常数
• 若明确表示哪些组分发生了副反应，则表示为 仅是 EDTA 发生副反应 仅是 M 发生副反应 综合考虑 EDTA 的酸效应和金属离子的 配位效应
2020年9月28日
11
EDTA 与金属离子的配合物及其稳定性 / 配合物
• EDTA与无色的金属离子生成无色的螯合物与有 色金属离子一般生成颜色更深的螯合物。
有色 EDTA 螯合物
螯合物
颜色
CoY
紫红
CrYCr(OH)Y2CuY2-
深紫 蓝（pH>10） 蓝
螯合物
Fe(OH)Y2FeYMnY2NiY2-
颜色 褐（pH=6） 黄 紫红 蓝绿
2020年9月28日
12
外界条件对 EDTA 与金属离子配合物稳定性的影响
• 主反应与副反应
L20为20年辅9月助28配日 位剂， N 为干扰离子
13
外界条件对 EDTA 与金属离子配合物稳定性的影响
• EDTA 的酸效应及酸效应系数 αY ( H )
• 酸效应----由于 H ＋ 离子与Y 4 - 离子作用而使 Y 4 - 离子参 与主反应能力下降的现象
2020年9月28日
23
金属离子的配位效应及其副反应系数பைடு நூலகம்αM
• 辅助配位效应----金属离子与辅助配位剂的作用 • pH = 10 时滴定 Zn2+ ，加人 NH3 ·H2O - NH4Cl 缓冲溶
液， Zn2+离子与 NH3 配位形成[Zn ( NH3 ) 4 ] 2 + • 辅助配位效应系数
2020年9月28日
2
概述
• 有机配位剂 • 常用---氨羧类配位剂（螯合剂） 特点 • 含有配位能力很强的 氨氮， 羧氧
配位原子
•K稳大 •水溶性好
2020年9月28日
3
概述 / 常用的氨羧类配位剂
• EDTA
2020年9月28日
4
概述 / 常用的氨羧类配位剂
•CyDTA
2020年9月28日
2020年9月28日
28
配位滴定中适宜 pH 条件的控制
• 若仅考虑 Y (H ) 和 M (OH ) • 则 Y (H ) ----决定最低pH
M (OH ) ----决定最高pH
•最低pH的计算 和酸碱滴定相仿，若允许相对误差为士 0 . 1 % ， （配位滴定的目测终点与化学计量点 pM 的差值 △ pM 一般为士（ 0 . 2 一 0 . 5 ) ，即至少为土 0 . 2 ） 金属离子的分析浓度为c，滴定M时应满足：
2020年9月28日
7
EDTA 与金属离子的配合物及其稳定性 / 性质
• 存在形式
2020年9月28日
8
EDTA 与金属离子的配合物及其稳定性 / 配合物
在 EDTA 的结构中，有六个配位原子（两个氨基氮和四个羧 基氧，它们都有孤对电子，可形成配位键），可与金属离 子形成配位数为 4 或 6 的稳定配合物
5
EDTA 与金属离子的配合物及其稳定性
EDTA 的性质
• 溶解度
酸
22 ℃ 0 . 02 g / 100 mL
二钠盐 22 ℃ 11 . 1g / 100 mL
饱和水溶液
pH ~ 4 . 5
2020年9月28日
6
EDTA 与金属离子的配合物及其稳定性 / 性质
• 离解平衡 高酸度时可以再接受 H ＋离子形成六元酸
2020年9月28日
22
金属离子的配位效应及其副反应系数 αM
• 羟基配位效应----金属离子在水中和 OH- 生成各种羟基化 配离子，使金属离子参与主反应的能力下降，这种现象称 为金属离子的羟基配位效应，也称金属离子的水解效应。
• Fe3+在水溶液中能生成 Fe ( OH ) 2＋、 Fe ( OH )＋ • 羟基配位效应系数
2020年9月28日
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外界条件对 EDTA 与金属离子配合物稳定性的影响
2020年9月28日
20
外界条件对 EDTA 与金属离子配合物稳定性的影响
2020年9月28日
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外界条件对 EDTA 与金属离子配合物稳定性的影响
• αY(H)取决于β值和 [H ＋] • β为常数 αY(H)随 pH ↑而↓
• 定义累积稳定常数β为 （把H+看作金属离子）
...... β6=1/（Ka1 Ka2 Ka3 Ka4 Ka5 Ka6）
2020年9月28日
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外界条件对 EDTA 与金属离子配合物稳定性的影响
2020年9月28日
17
外界条件对 EDTA 与金属离子配合物稳定性的影响
2020年9月28日
18
外界条件对 EDTA 与金属离子配合物稳定性的影响
特点 • 多数为 1 : 1 的配合物 • 稳定性好 • 大多带电荷，水溶性好，反应速率较快，无色
2020年9月28日
9
EDTA 与金属离子的配合物及其稳定性 / 配合物
• 稳定性好 / 数据
2020年9月28日
10
EDTA 与金属离子的配合物及其稳定性 / 配合物
• 稳定性好 原因 五个五元环
2020年9月28日
29
2020年9月28日
24
金属离子的配位效应及其副反应系数 αM
• 总副反应系数αM
2020年9月28日
25
条件稳定常数
• 实际滴定中，由于各种副反应存在，需要对M和Y表示的 稳定常数进行修正
• 若仅考虑 EDTA 的酸效应的影响， 定义 • 条件稳定常数
2020年9月28日
26
条件稳定常数
• 由于
配位滴定法
2020年9月28日
1
概述
• 配位滴定法----以配位反应为基础的滴定分析方法 滴定剂（配位剂）的分类 • 无机配位剂 • 特点 和金属离子形成的配合物---• 稳定性差 • 可溶性不确定 • 逐级配位，各级稳定常数相差较小，突跃不明显，终点难
判断，无恒定的化学计量关系 • 只有少数可用于滴定分析
• 酸效应系数 酸效应系数表示在一定 pH 下 EDTA 的各种存在形式的总 浓度[丫’]与能参加配位反应的Y 4 - 的平衡浓度之比
2020年9月28日
14
外界条件对 EDTA 与金属离子配合物稳定性的影响
• 根据各级离解常数的关系
2020年9月28日
15
外界条件对 EDTA 与金属离子配合物稳定性的影响