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分析化学 第五章 配位滴定法.ppt
如果EDTA与H+及N同时发生副反应,则总的副反应系数Y
可从下式计算:
Y
=
Y Y
= Y HY H2Y H6Y NY Y
= Y HY H2Y H6Y Y NY Y Y
Y =Y(H) Y(N) 1 当 Y(H)与 Y(N) 相差几个数量级时,可以只考虑一项副反应系数
(2)共存离子效应与共存离子效应系数
N+Y NY
NY KNY NY
α
Y(N)
=
Y'
Y
=
Y+ Y
NY
=1+
NY Y
=1+
N
K
NY
可见EDTA与其他金属离子N的副反应系数αY(N) 取决于(1)干扰离子N的浓度(2)N与EDTA的稳
定常数K
。
NY
(3)配位剂的总副反应系数( αY )
1 H H 2 H 3
H 4
H 5
K a6
K K K K K K K K K K K K K K a6 a5
a6 a5 a4
a6 a5 a4 a3
a6 a5 a4 a3 a2
H 6
K K K K K K a6 a5 a4 a3 a2 a1
结论:
*通常αY(H)1,Y Y。 *当αY(H) 1时,Y =Y, 表示EDTA未发生副反应,
全部以Y4形式存在。
*α
愈大,表示酸效应引起的副反应越严重。
Y(H)
*由于αY(H)是 H 的函数,所以 H 愈大,αY(H)值 也越大。
即αY(H)随溶液的酸度增加而增大,随溶液的pH增 大而减小。
⑵ KM Y 的大小表明在一定条件下,配合物的实际稳定程度
lgKM Y lgKMY lgMY lgM lgY
lgK
MY
lgK MY
lgM
lgY
例题: 教材91页例3、例4。
二、配位滴定曲线
㈠滴定曲线
若待测金属离子M的浓度为CM,体积为VM;用浓度为CY的 EDTA滴定,消耗体积为VY;在此条件下,滴定液中M及Y的 总浓度有如下关系:
CM(SP)
K
MY
由上式可知终点误差(1)与CM(SP)和KM Y有关,CM(SP)和KM Y
越大,终点误差越小(2)与有关pM,pM越大,即终点离
化学计量点越远,终点误差也越大。
注:pM
'
pM
' ep
pM
' sp
等浓度滴定时
CMsp
CM 2
二、配位滴定中酸度的选择和控制
㈠单一离子的配位滴定 1.准确滴定的条件
⒊配合物MY的副反应系数
MYH 1 KMHY H MYOH 1 KMOHY OH
㈢配合物的条件稳定常数
定义式:
K
MY
MY MY
KM Y
K MY
MY M Y
⑴ KM Y 表示在一定条件下,有副反应发生时主反应进行的 程度
NY MHY MOHY
ML2 M(OH)2 H2Y2-
¦¦
¦
MLn
辅助配
位效应
M(OH)n H6Y
羟基配
酸效应 共存离子效应
位效应
混合配位效应
1.配位剂的副反应系数(αY):
Y αY= Y
(a)αY表示未与M配位的EDTA的各种型体的总浓度
Y 是游离EDTA(Y4- )浓度Y的αY倍。
(b)配位剂的副反应主要有酸效应和共存离子效应,
其副反应系数则分别表示为酸效应系数α
和共存离
Y(H)
子效应系数α
。
Y(N)
(1)酸效应系数α Y(H): 酸效应:由于H+的存在,在H+与Y之间发生副反应, 使Y参加主反应能力降低的现象。 酸效应的大小用酸效应系数α Y(H)来衡量。 EDTA在水溶液中结构式为:H6Y2+
pKa6 = 10.26
在水溶液中EDTA总是以H 6 Y 2、H 5 Y 、H 4 Y、H 3 Y 、H 2Y 2、 HY3、Y4七种形式存在。真正能与金属离子配位的是Y4。
α Y(H)
1 δY(H)
Y4 HY3 H2Y2 H3Y H4Y H5Y H6Y2 Y4
而忽略另一项。
例1:P89例1
例2:在0.1mol/LHNO3 溶液中,用EDTA滴 定Bi3+,若溶液中同时含0.010mol/LPb2+,
求EDTA的总副反应系数αY。 解: pH=1.0, lgαY(H) =18.01
αY(H)=1018.01
lgKPbY=18.04, [Pb2+]=0.01mol/L αY(Pb)=1+[Pb2+]·KPbY=1+0.01×1018.04=1016.04 αY =αY(H)+αY(N) –1=1018.01+1016.04-1= 1018.02
CM
0
影响配位滴定突跃的因素:
(1)条件稳定常数KMY′。 KMY′越大,pM′突跃也越大。
(2)被滴定金属离子浓度CM。 CM 越大,滴定曲线起点越低,滴定突跃
越大。
如果忽略MY的副反应,在实际滴定中影响
KMY′值大小的只是金属离子和滴定剂的副 反应系数,即α Y、α M,α 值越大, KMY′ 越小,pM ′突越越小。
M MY
VM VM VY
CM
Y MY
VY VM VY
CY
由以上方程组得到配位滴定曲线方程:
K
MY
MY MY
KM Y
M
2
VYCY VMCM VM VY
KM Y
1
M
VM VM VY
H6Y2+ H5Y+ H4Y H3Y H2Y 2 HY 3
H+ + H5Y+ H+ + H4Y H+ + H3Y H+ + H2Y2 H+ + HY3 H+ + Y4
K a1
=
H+ H5Y+ H6Y2+
pKa1 = 0.90
K a2
=
H+ H4Y H5Y+
lgY(H) lg KMY lg KM Y
上式中lg
所对应的酸度为准确滴定金属离
Y(H)
子M的最高酸度,称为滴定该金属离子的最高
允许酸度,简称最高酸度(或最低p H值)。
最高酸度的确定与直接准确滴定的条件是密切相 关的。
当cM、pM和Et不同时,最高酸度也不同, 当cM 2.0102mol L-1,pM= 0.2,Et 0.1%, 用等浓度EDTA准确滴定M时的条件是: lg cMep KM Y 6即lg KM Y 8,此时溶液对应酸度为:
第五章 配位滴定法
概述
⒈配位滴定法(complexometric titration) ⒉配位剂 无机配位剂 ⑴ 配位剂
有机配位剂 ⑵乙二胺四乙酸 EDTA ( H4Y)
(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid)
EDTA与金属离子配位反应的特点:
⒈几乎能与所有金属离子形成配合物; ⒉与金属离子配位时形成稳定性高的五个五员环 配合物; ⒊与金属离子配位时大多数形成1: 1的配合物; ⒋与无色金属离子生成无色配合物。
㈡化学计量点pM′值的计算
化学计量点时: MSP YSP
又因为:
MYSP CM(SP) MSP CM(SP)
K
MY
MY MY
若忽略MY副反应:K
MY
MY MY
将式(1)、(2)代入式(3)得:
lgY(H) lg KMY 8
在最高酸度下,随着酸度的降低,KM Y 值将增
大。对于大多数金属离子来说,当酸度降低到某 一值时,金属离子本身将产生水解效应析出氢氧 化物沉淀,影响配位滴定地进行。
通常将金属离子水解生成氢氧化物沉淀时的酸 度称为最低酸度。在配位滴定中,求最低酸度也 是必要的。一般粗略计算时,可由氢氧化物的溶 度积求得。
[OH ] n Ksp / CM
⑵滴定的最佳酸度
pMt lg KMIn lg KMIn lgIn(H)
选择指示剂pMt与pMsp基本一致时的酸度称为最佳酸度。 例题:
见教材100页例8
由于配位反应常数,特别是金属指示剂常数 尚不齐全,配位滴定最佳酸度的选定必须由实 验检验。
[ML2 ] [ML][L]
ML2
ML2
● ● ●
[ML2] = 2 [M] [L]2
n
K1K2
Kn
[MLn ] [M][L]n
[MLn ]= n [M] [L]n
㈡配位反应的副反应系数
被测金属离子总的平衡关系:
M+
Y
MY
L
OH- H+
N
H+
OH-
ML
MOH HY3-
⒉金属离子M的副反应系数α M(L)
M ML M
=
M
ML
ML2