第3章络合滴定分析
螯合物:应用最广,稳定性高,有一定的选择性。
控制反应条件,能得到所需要的络合物。作滴定剂和 掩蔽剂等。络合滴定通常指以EDTA络合剂的滴定分 析。
乙二胺四乙酸-EDTA(ethylenediamine tetraacetic acid)
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3.1.3 乙二胺四乙酸
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3.2.2 溶液中各级络合物的分布
设溶液中M离子的总浓度为cM,配位体L的总浓度为Cl,δ 仅仅是[L]的函数,与cM无关。
按分布分数δ的定义,得到
M
[M]
[M]
cM
n
[M](1 i[L]i ) 1
1
n
i [L]i
i1
i1
ML
[ML] cM
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续前
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EDTA的离解平衡:
✓ 水溶液中七种存在型体
H6Y2+ H5Y+
H4Y H3YH2Y2HY3-
H+ + H5Y+ H+ + H4Y H+ + H3YH+ + H2Y2H+ + HY3-
H+ + Y4-
✓ 各型体浓度取决于溶液pH值
pH < 1 强酸性溶液 → H6Y2+ pH 2.67~6.16 → 主要H2Y2pH > 10.26碱性溶液 → Y4-
n
CM [L] CM
i1
1
n
i[L]
i1
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3.3 副反应系数和条件稳定常数
➢1 副反应系数 ➢2 条件稳定常数 ➢3 金属离子缓冲溶液
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EDTA配合物特点:
➢ 1. 广泛配位性→五元环螯合物→稳定、完全、迅速 ➢ 2. 具6个配位原子,与金属离子多形成1:1配合物 ➢ 3. 与无色金属离子形成的配合物无色,利于指示终点与有
色金属离子形成的配合物颜色更深
表3-1 有色EDTA螯合物
1[M][L]
n
[M](1 i[L]i
)
1
1[L]
n
i [L]i
i1
i1
…
MLn
[MLn ] n[M][L]n
cM
n
[M](1 i[L]i )
n[L]n n 1 i[L]i
i1
i1
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用于络合滴定应具备条件
(1)络合物的稳定常数足够大; (2)络合比固定; (3)反应速度快; (4)有适当的方法指示终点。
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3.1 分析化学中常用的络合物
➢ 1 简单络合物 ➢ 2 螯合物(chelate) ➢ 3 乙二胺四乙酸 ➢ 4 乙二胺四乙酸的螯合物
螯合物 颜色
螯合物
CoY
紫红
Fe(OH)Y2-
CrY-
深紫
FeY-
Cr(OH)Y2- 蓝(pH>10) MnY2-
CuY2-
蓝
NiY2-
颜色 褐(pH=6) 黄 紫红 蓝绿
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3.2
络合物的平衡常数
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➢1 络合物的稳定常数 ➢2 溶液中各级络合物的分布 ➢3 平均配位数
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3.1.1简单络合物
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简单络合物:由中心离子和配位体(ligand)形成,分级 络合。逐级稳定常数接近,溶液中有多种络合形式同时存在, 作掩蔽剂、显色剂和指示剂。
例如:Cu2+与NH3的络合。
Cu2++NH3 = Cu(NH3)2+
k1 =2.0×104
当lg[Cl-]约为-5~-3时,可用Hg2+来确定Cl-,计量点时
生成HgCl2。
Hg2Cl 10% 0
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3.2.3 平均配位数
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金属离子配位体的平均数。设金属离子的总 浓度为CM,配位体的总浓度为CL,配位体的平衡 浓度为[L],则
n
ii[L]
材料科学与化学工程学院on
➢3.1 ➢3.2 ➢3.3 ➢3.4 ➢3.5 ➢3.6 ➢3.7 ➢3.8
分析化学中常用的络合物 络合物的平衡常数 副反应系数和条件稳定常数 金属离子指示剂 络合滴定法的基本原理 络合滴定中酸度的控制 提高络合滴定选择的途径 络合滴定方式及其应用
EDTA(乙二胺四乙酸)结构 H
-
OOCH2C H+ N
HO O CH2C
CH2
CH2
H
-
H+ CH2COO N
C H2CO O H
四元酸 H4Y
+ 2 H+
H6Y2+ 六元酸
两个氨氮 四个羧氧
双极离子
EDTA的物理性质
水中溶解度小,难溶于酸和有机溶剂;易溶于NaOH或NH3 溶液—— Na2H2Y•2H2O
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3.2.1 络合物的稳定常数
一、配合物的稳定常数(形成常数)
M+Y
MY
稳定常数
MY KMY MY
讨论:
KMY↑大,配合物稳定性↑高,配合反应↑完全
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二、MLn型配合物的累积稳定常数
M+L
ML
Cu(NH3)2++NH3=Cu(NH3)22+ k2=4.7×103
Cu(NH3)22++NH3=Cu(NH3)32+ k3=1.1×103
Cu(NH3)32++NH3=Cu(NH3)42+ k4 =2.0×102
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3.1.2 螯合物(chelate)
一级稳定常数 K1
ML M L
ML + L
ML2
二级稳定常数
K2
ML2
MLL
MLn-1 + L
一级累积稳定常数 二级累积稳定常数
总累积稳定常数
M
Ln
1
n级稳定常数
ML K1 ML
Kn
MLn MLn1 L
2 K1K2 M M LL22
nK1K2 KnM M LL nn
注:各级累计常数将各级 [MLi]和 [M ]及 [L]联系起来
最佳配位型体
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3.1.4 乙二胺四乙酸的螯合物
EDTA与金属离子形成螯合物的络合比一般为1:1。并 在反应中有H+释放出来.
M++H2Y2-=MY3-+2H+ M2++H2Y2-=MY2-+2H+ M3++H2Y2-=MY-+2H+ M4++H2Y2-=MY+2H+