实验十五-磺基水杨酸和铁(III)配合物的组成及稳定常数的测定

1、实验十五 - 磺基水杨酸和铁 (III) 配合物的组成及稳定常数的测实验十五 磺基水杨酸和铁（ III ）配合物的组成及稳定常数的测定实验目的】了解光度法测定配合物的组分及其稳定常数的原理和方法。测定pH 2.5时磺基水杨酸铁的组成及其稳定常数。学习分光光度计的使用。【实验原理】3R ）与Fe3 可以形成稳定的配合物，因溶液 pH 的不同，形成配合物的组成也不同。本实验将测定pH 2.5 时形成红褐色的磺基水杨酸合铁（ III ）配离子的组成及其稳定常数。测定配合物的组成常用光度法，其基本原理如下。当一束波长一定的单色光通过有色溶液时一部分光被溶液吸收，一部分光 透过溶液。对光的被溶液吸收和投

2、过程度，通常有两种表示方法：一种是同透光率 T表示。即透过光的强度 It 与射入光的强度 I0之比：ItI0另一种试用吸光度 A （又称消光法，光密度）来表示。它是取透光率的负 对数：lgT lg II 0A值大表示光被有色溶液吸收的程度大，反之 A 值小，光被溶液吸收的 程度小。实验结果证明： 有色溶液对光的吸收程度与溶液的浓度 c和光穿过的液层厚 度d 的乘积成正比。这一规律称朗波比耳定律：A cd式中 是消光系数（或吸光系数） 。当波长一定时，它是有色物质的一个特 征常数。由于所测溶液中磺基水杨酸是无色的， Fe3 溶液的浓度很稀，也可认为是 无色的，只是磺基水杨酸铁配合离子（ MR n

3、 ）是有色的，因此，溶液的吸光度 只与配离子的浓度成正比。通过对溶液吸光度的测定，可求出该配离子的组成。面介绍一种常用方法：等摩尔系列法：即用一定波长的单色光，测定一系列组分变化的溶液的吸 光度(中心离子 M 和配体 R 的总物质的量保持不变，而 M 和 R 的摩尔分数连 续变化)。显然，在这一系列溶液中，有一些溶液的金属离子是过量的。而另一 些溶液配体也是过量的；在这两部分溶液中，配离子的浓度都不可达到最大值； 只有当溶液中金属离子与配体的摩尔比与配离子的组成一致时配离子的浓度才 能最大。由于中心离子和配体对光几乎不吸收，所以配离子的浓度越大，溶液 的吸光度也越大，总的来说就是在特定波长下，

4、测定一系列的R /( M R ) 组成溶液的吸光度 A，作 A R /( M R )的曲线图，则曲线必然存在着极大值， 而极大值所对应的溶液组成就是配合物的组成。如图 151 所示。R /( M R )图 151 A R /( M R )曲线但是金属离子 M 和配体 R 实际存在着一定程度的吸收时， 所观察到的吸光 度 A 就并不是完全由配合物 MR n 的吸光所引起，此时需要加以校正，其校正的 方法如下。分别测定单纯金属离子和单纯配离子溶液的吸光度 M 和 N 。在 A R /( M R )的曲线图上，过 R /( M R ) 等于 0 与 1.0的两点做直线 MN 则直 线上所表示的不同组

5、成的吸光数值， 可以认为是由于 M 及 R 的吸收所引起的。 因此，矫正后的吸光度 A 应等于曲线上的吸光数值减去相应组成下直线上的吸 光度树脂，即 A A A0 如图 152 所示。最后作 A R /( M R ) 的曲线， 该区现极大值所对应的组成才是配合物的实际组成。图 153 所示。R /( M R ) 图 152 A R /( M R )曲线R /( M R )图 153 A R /( M R ) 曲线设x（R）为曲线极大值所对应的配体的摩尔分数：RMR则配合物的配位数为：R x( R) nM1-x(R )由图 15 4可看出，最大吸光度 A点可被认为 M 和 R全部形成配合物的吸

6、光度，其值为 1 。由于配离子有一部分解离，其浓度要稍小些，所以实验测得 的最大吸光度在 B点，其值为 2 ，因此配离子的解离度 可表示为图 15 4 等摩尔系数法121对于 11 组成配合物，根据下面关系式即可导出稳定常数 KM R MR平衡浓度 c c c cMR 1M R c式中 c是相应与 A点的金属离子浓度。【思考题】1. 用等摩尔系列法测定配合物组成是，为什么说溶液中金属例子与配 位体的摩尔比正好与配离子组成相同时，配离子的浓度为最大？2. 用吸光度对配体的体积分数作图是否可求得配合物的组成？ 【实验用品】仪器： 721型分光光度计、烧杯、容量瓶（ 100 mL ）、容量瓶（ 10

7、 mL）、锥 形瓶（ 150 mL）药品： HClO 4 （ 0.01 molL-1）、磺基水杨酸（ 0.0100 molL -1）、 Fe3+溶液 （0.0100 molL -1）【实验内容】一、 配制系列溶液（1）配制 0.0010 molL -1 Fe3+溶液。准确吸取 10.0 mL 0.0100 mol L -1 溶液，加入 100 mL 容量瓶中，用 0.01 molL -1 HClO 4 溶液稀释至刻度，摇匀备用。（2）用三支 10 mL 吸量管按下列表列出的体积，分别吸取 0.01 mol L -1 HClO 4 、 0.0100 molL-1 Fe3+溶液和 0.0100 m

8、ol L -1 磺基水杨酸溶液，一一注入 11只 50 mL 锥形瓶中，摇匀。【思考题】1. 在测定中为什么要加高氯酸，且高氯酸浓度比 Fe3+浓度大 10 倍？2. 若 Fe3+浓度和磺基水杨酸的浓度不恰好都是 0.0100 molL -1，如何 计算 H3R 的摩尔分数、二、 测定系列溶液的吸光度用 721 型分光光度计（波长为 500 nm 的光源）侧系列溶液的吸光度。将测得的数据记入下表。序号溶4积 lO的体 C的 H液溶液3+Fe的体积H3H3R 摩 尔分数吸光R溶液积 体. m. mL.m210.09.01.0310.08.02.0410.07.03.0510.06.04.0610.05.05.0710.04.06.0810.03.07.0910.02.08.01010.01.09.01110.00.010.0以吸光度对磺基水杨酸的分数作图，从图中找出最大吸收峰，求出配合物 的组成和稳定常数。【习题】(1) 本实验测定配合物的组成及稳定常数的原理如何？(2) 用等摩尔系列法测定配合物组成时 ,为什么说溶液中金属离子的摩尔数 与配位体的摩