络合物组成及稳定常数测定

1、实验五 络合物组成及稳定常数测定一、实验目的1.用分光光度法测定络合物组成及稳定常数。2.学会使用分光光度计。二、实验原理当金属离子M与配位体L形成络合物时，达到如下平衡： (1)其中：,分别为平衡浓度K定温下为一常数，称为络合物的稳定常数，n为配位数。本实验采用分光光度计，用络合物的补色单色光对一系列不同浓度的络合物溶液进行吸光度测定，从而可以确定n和K。1.分光光度法原理单色光透过溶液时遵从比耳朗白定律： (2)式中：、I0分别为透射光和入射光光强 为溶液浓度 为溶液厚度 为吸收系数对(2)式取对数可得 (3)其中令，称之为吸光度。而为透光率。分光光度计可产生一系列不同波长的单色光，并令每

2、种单色光照射通过一定厚度的比色皿测出入射光强和透射光强，指示出透光率和吸光度数值。对于一定波长的单色光，分光光度计所测得一种溶液的吸光度由(3)式可以看出仅取决于溶液的浓度且成正比： (4)所以可根据吸光度测定确定溶液的浓度。2.等摩尔连续递变法测定络合物配位数每种颜色的溶液对相应于该颜色补色波长的单色光具有最小的透光率。当两种组分混合时，若发生了化合或缔合或络合，有可能发生明显的颜色变化，因为化合物，缔合物，络合物的颜色一般与原组分不同。当二组分的物质的量之比，恰与化合物，缔合物，络合物中二者的计量比相同时，后者的浓度最大，所以这种溶液的颜色呈后者的颜色。选择该颜色的补色波长的单色光照射溶液

3、，必定较其它配比的溶液具有最小透光率和最大吸光度。于是，配制一系列不同摩尔分数的Fe3+钛铁试剂溶液，由于Fe3+钛铁试剂络合物具特征兰紫色，以其中颜色最深者（最接近配位比），对不同波长的单色光分别测定其吸光度。绘出吸光度曲线，其最大值对应的波长即为络合物颜色的补色波长。以补色波长单色光对上述系列溶液分别测定其吸光度，绘出吸光度溶液摩尔分数曲线，应得如右上图所示的折线。其中y(Fe3+)为Fe3+摩尔分数，折线最大值对应的溶液中Fe3+与钛铁试剂的物质的量之比即为络合物配位数： (5)为了保证实验过程中络合物稳定存在，应用醋酸醋酸铵缓冲液以保持溶液PH=4.6。3.测定络合物稳定常数上述系列试

4、样是在相同室温条件下测定其吸光度，而络合物的稳定常数在室温下为一常数，与Fe3+和钛铁试剂的起始浓度无关。设Fe3+和钛铁试剂起始浓度分别为a和b，络合物平衡浓度为，则： + 起始浓度 平衡浓度 （6）前已确定了配位数n，可据Ay图确定y后换算出a和b。为了确定K和，可以在Ay图中作一水平线与Ay折线交于两点，则对应两点的溶液吸光度相等。从而络合物平衡浓度也相等。而且两点对应溶液的K相等。设两点对应的M和L起始浓度分别为a1、b1和a2、b2，该两点对应溶液的络合物平衡浓度均为X，于是有： （7）可由上式解得X，再代入式(5)可以得出。三、仪器和药品72G型分光光度计1台; 容量瓶（50ml）

5、12个; 刻度吸管： 2ml,5ml,10ml各1支; 0.005mol·dm-3硫酸高铁铵; 0.005mol·dm-3钛铁试剂; 醋酸醋酸铵缓冲液（pH=4.6）四、实验步骤1.按下列表格配制11份试样溶液编号1234567891011硫酸高铁铵012345678910钛铁试剂109876543210缓冲液1010101010101010101010加水至总体积50505050505050505050502.在上述11份试样中选择颜色最深的一组，在分光光度计中选择入射单色光波长从480700nm每隔20nm测一次吸光度，然后绘制A曲线，找出极大值时的最大。3.以波长为最

6、大的单色光，分别对上述11份试样作吸光度测定，并绘制Ay(Fe3+)图。4.另配置空白液一份：缓冲加水至（容量瓶中）每次测定试样的吸光度之前，都要用上述空白液调整吸光度值为零。五、数据记录与处理日期 室温 大气压A试样编号A1.绘制A曲线，确定最大值最大。2.绘制AyFe3+曲线，确定AyFe3+（最大），据(5)式确定络合物配位数。3.在图AyFe3+图上选择以适当吸光度值处作一水平线（等吸光度A线），与折线的两个分支分别相交，由二交点处溶液的摩尔分数AyFe3+计算得出对应溶液的Fe3+和钛铁试剂浓度a1、b1和a2、b2。代入(7)式，解得X值后代入(6)式而算出K。六、思考题1.如何计算每种试样的摩尔分数yFe3+和Fe3+浓度a，钛铁试剂浓