•
CaY2-的结构
• EDTA与金属离子的配合有以下特点： • • 1.螯合能力强 除碱金属以外，能与几 乎所有的金属离子形成稳定的螯合物。 2.与金属离子形成的螯合物大多带有电 荷，因此易溶于水。
• 3.简单的螯合比 不论几价的金属离子， 它们与EDTA总是1：1螯合。例如： • • • M2++H2Y2--MY2 - +2H + M3++H2Y2--MY - +2H + M4++H2Y2--MY +2H +
• 4.由于EDTA与金属离子螯合可形成5个五元环， 故生成的螯合物十分稳定。常见金属离子的 EDTA螯合物的lgKs • • 见表5-2。 表5-2 EDTA与部分金属离子螯合物的稳定常 数对数值
•
溶液中螯合物的稳定性除决定于螯合 物稳定常数的大小外，还与溶液的pH值 有关。不同的金属离子与EDTA生成的螯 合物的稳定性不同，滴定时所需溶液的 pH值也不同。因此，在两种以上金属离 子的混合溶液中，常可以通过调节溶液 的pH值，用EDTA进行选择滴定。
pH值为9~10.5，一般用NH3-NH4Cl缓冲溶液控 制溶液pH值在10左右进行滴定。
•
对于含有两种或两种以上金属离子的 混合溶液，可以通过调节溶液的pH值，选
择性地滴定其中某一离子。例如，在Mg2+离子 和Zn2+离子的混合溶液中，可首先调节溶液pH
≈ 6.8，用铬黑T作指示剂，用EDTA滴定
•
常用的指示剂有铬黑T，钙指示剂， 二甲酚橙，PAN等。现以铬黑T为例，说 明金属指示剂的变色原理。铬黑T为弱酸 性偶氮染料，能随溶液pH值变化而显示 不同的颜色。如用符号表示铬黑T。 在溶液中有下列平衡：
•
铬黑T能与许多金属离子如Ca2+ Mg2+ Zn2+Cd2+ 等形成红色的配合物。在pH为 7~11时，铬黑T显兰色，与形成配合物的 红色有明显区别，则终点时颜色变化明 显。因此，用铬黑T作指示剂时最适宜的
例如，在Mg2+离子和Zn2+离子的混合溶液 中，调节溶液的pH ≈ 6.8， 这时EDTA仍可与 Zn2+离子完全螯合，而与Mg2+离子则完全不螯 合，即Mg2+离子的存在不会干扰EDTA 对Zn2+ 离子的螯合滴定。 • 由于滴定时不断有离子的生成，为了保持 合适的pH值，使反应进行完全，滴定前必须加 入合适的缓冲溶液控制溶液的pH值。 •
第三节
螯合物
• （一）螯合物和螯合剂的概念
二、氨羧螯合剂及氨羧 螯合滴定
• （一）氨羧螯合剂的结构和特点 • 氨羧螯合剂中最重要同时应用最广 的是乙二氨四乙酸（EDTA）及其二钠盐 （EDTA-2Na），统称为 EDTA。结构如 下：
•
EDTA在水中溶解度小，故配制标准 溶液时，常用它的二钠盐。 EDTA的分 子或离子中含有2个氨基氮和4个羧基氧 可与金属离子配合，生成具有5个五元环 的稳定性很高的螯合物。如下图：
Zn2+离子，此时Mg2+离子不干扰。然后再调节 溶液pH ≈ 10，用EDTA滴定Mg2+离子。
•
可加入某种掩蔽剂（此试剂能与干扰 离子结合成更稳定的配合物，而对被测 离子无影响），把干扰离子掩蔽起来， 再滴定被测离子。例如EDTA滴定Ca2+ Mg2+时，少量Fe3+， Al3+有干扰，可加 入三乙醇胺消除干扰。
• 水的总硬度按下式计算： • 总硬度= • 式中：
C
EDTAV EDTA V水样
×1000
• CEDTA: EDTA 标准溶液的浓度（ mol L-1 ） • VEDTA : 消耗EDTA标准溶液的体积（L） • V: 滴定时水样的体积（L）
• （三）EDTA螯合滴定 • 示例-水的总硬度测定 • 水的总硬度是指水中Ca2 + ， Mg2+的 总硬度（以为mmol L-1单位） • 测定水的总硬度时加NH3-NH4Cl缓冲溶 液调节pH ≈ 10，以铬黑T为指示剂，用 EDTA标准溶液滴定。溶液中有关配合物 的稳定性有如下顺序： • CaY2- ＞ MgY2- ＞MgIn - ＞ CaIn-
• （二）EDTA螯合滴定的基本原理 • EDTA螯合滴定就是基于EDTA与金属
离子螯合反应的一种重要的滴定分析方法，常 用于测定溶液中金属离子的含量。 • •
EDTA螯合滴定的原理和基本过程：
滴定时使用的指示剂叫做金属指示剂。它 们是一类能与金属离子形成有色配合物的水溶 性有机染料。
作为金属指示剂必须具备以下条件：1. 与金属离子形成的配合物的颜色与其本 身（即未配合时）的颜色有明显不同； • 2.与金属离子形成的有色配合物具有足 够的稳定性； • 3.与金属离子形成配合物的稳定性必须 小于EDTA与金属离子形成螯合物的稳定 性。 •
• 反应式如下： • 加指示剂时： • Mg2+ + HIn2- MgIn - + H+ ⇌
• 蓝 • 滴定终点前： • Ca2++H2Y2• + H2Y • 滴定终点时： • MgIn-+ H2Y2• 紫红 Mg2+
2-
紫红 CaY2- +2H+
⇌ Y2- +2H+ Mg ⇌
MgY2- +HIn- +H+ 蓝 ⇌
• • • • • • •
螯合物：由中心原子与多齿配体形 成的环状配合物 螯合剂：能与中心原子形成螯和物 螯合效应：这种由于螯和物的生成 而使配合物的稳定性大大增加的作 用配合物中形成的鏊合环数目越多 其稳定性越强。
•
形成的螯合环以五元环和六元环最稳 定。常见的螯合剂大多是有机化合物，特 别是具有氨基N和羧基O的一类氨羧螯合 剂使用得更广。