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第23讲 第六章 络合滴定法 第四讲


有些高价离子,在溶液中以酸根离子形式存在时, 有时不干扰某些组分的滴定,则可将低价氧化为高价 状态,以消除其干扰。
氧化还原掩蔽法,只适用于那些易发生氧化还原
反应的金属离子、并且生成的还原型物质或氧化型物 质不干扰测定的情况。因此目前只有少数几种离子可 用这种掩蔽方法。
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第六章 络合滴定法
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例 6-14 欲用0.02000mol/L EDTA标准溶液连续滴 定混合液中的Bi3+和Pb2+(浓度均为0.020mo/l), 试问(1)有无可能进行?(2)如能进行,能否在pH=1 时准确滴定Bi3+?(3)应在什么酸度范围内滴定Pb2+?
解: 查表lgKBiY=27.94,lgKPbY=18.04, Pb(OH)2的KSp=10-14.93
在滴定Pb2+后的溶液中,加入甲醛或三氯乙醛破 坏[Zn(CN)42-],释放出来的Zn2+,可用EDTA继续滴 定,Cu(CN)32-比较稳定,用甲醛或三氯乙醛难以解蔽。 但是,要注意甲醛的用量(通常1:8甲醛溶液加5毫升), 否 则 , Cu(CN)32- 也 可 能 有 部 分 被 破 坏 , 影 响 Zn2+ 的 测定结果。
[Pb2+]≈cPb,Sp=10-2.00mol/L,最低酸度 [OH-]=(KSp/[Pb2+])½=(10-14.93/10-2.00)½=10-6.46mol/L
pOH=6.46 pH=7.54
由附录一之表6得,pH=7.0,lgαPb(OH)=0.1。 因此可以在pH=4~7的范围内滴定Pb2+。
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利用控制溶液的酸度,是消除干扰比较方便的 方法。这里要问,一般两种离子与EDTA形成络合 物的表现形成常数相差多大时,方能利用上述办法 进行分别滴定呢?也就是说,利用控制溶液的酸度 进行连续滴定的理论根据是什么?下面就来举例讨 论进行连续滴定的理论依据。
如果两种离子与EDTA形成络合物的稳定性相 近时,就不能利用上述办法来进行分别滴定,而必 须采用其他方法。
例如,logKFeY-=25.1, logKFeY2-=14.33
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表明Fe3+与EDTA形成的络合物比Fe2+与EDTA形 成的络合物要稳定得多。在pH=1时,用EDTA滴定 Bi3+、Zr4+、Th4+等离子时,如有Fe3+存在,就会干扰滴 定。此时,如果用羟胺或抗坏血酸(维生素C)等还原剂 将 Fe3+ 还 原 为 Fe2+ , 可 以 消 除 Fe3+ 的 干 扰 , 但 是 , 在 pH=5-6时。用EDTA滴定Pb2+、Zn2+等离子,Fe3+即 使还原为Fe2+仍不能消除其干扰,而需用其他方法消 除其干扰。因为PbY2-、ZnY2-的形成常数与FeY2-的形 成常数相差不大。
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因此在pH=1时Bi3+可以被准确滴定。
(3)计算准确滴定Pb2+的酸度范围,已知cPb,Sp=10-2.00 mol/L,因此,最高酸度
lgαY(H)(max)=lgcPb,SpKPbY -6=-2.00+18.04-6=10.04 查表得知, pH=3.25。 滴定至Bi3+的计量点时,
(1) 首先判断能否分步滴定:因为cBi=cPb, 根据ΔlgK≥6有
ΔlgK =lgKBiY- lgKPbY=27.94-18.04=9.90>6 所以有可能在Pb2+存在下滴定Bi3+。
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(2)判断在pH=1时能否准确滴定Bi3+:Bi3+极易水解, 但BiY-络合物相当稳定,故一般在pH=1进行滴定。 此时 lgαY(H) =18.01, lgαBi(OH) =0.1
一 般 情 况 下 , 如 果 满 足 : ΔlgK≥6 , ΔpM=±0.2,终点误差︱Et︱≤0.1%。这是符 合一般混合离子的滴定分析对准确度的要求 的。
上式即为判别混合溶液中M离子能否准 确滴定的条件之一。
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当用指示剂检测滴定终点时,由于指示剂的广
泛性,它能和多种金属离子形成稳定性不同、但颜
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4、 解蔽作用
在金属离子络合物的溶液中,加入一种试剂(解 蔽剂),将已被EDTA或掩蔽剂络合的金属离子释放出 来的过程,称为解蔽或破蔽。例如,用络合滴定法测 定铜合金中Zn2+和Pb2+。试液用NH3水中和,加KCN掩 蔽Cu2+、Zn2+,此时Pb2+不能被KCN掩蔽,故可在pH =10时,以铬黑T为指示剂,用EDTA标准溶液滴定Pb。
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设滴定在pH=5.0进行,此时lgαY= lgαY(H)=6.45, 由于
lgK'PbY=lgKPb-lgαY=18.04-6.45=11.59 lgcPb,SpK'PbY=-2.00+11.59=9.59>6 因此在pH=5.0时可以准确滴定Pb2+。
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logcNK'NIn≤-1 上式就是金属指示剂与N不产生干扰颜色的判别 式。
在用指示剂检测终点的络合滴定中,要实现混合 离子的分步准确滴定,必须同时满足如下三条件:
I. logcMK’MY-≥6 (M离子准确滴定的条件) II. ΔlgK≥6 (N离子不干扰M离子准确滴定的条件)
III.logcN·K’NIn≤-l(N与In不产生干扰颜色的条件)
利用络合反应降低干扰离子的浓度以消除干扰的 方法,称络合掩蔽法。这是滴定分析中用得最广泛 的一种方法。
例如,用EDTA测定水中的Ca2+、Mg2+时,Fe3+、 A13+等离子的存在对测定有干扰,可加入三乙醇胺作 为掩蔽剂。三乙醇胺能与Fe3+、Al3+等离子形成稳定 的络合物,而且不与Ca2+、Mg2+作用,这样就可以 消除Fe3+和Al3+的干扰。
(1)一些沉淀反应进行得不完全,掩蔽效率不 高。
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(2)由于生成沉淀时,常有“共沉淀现象”,因 而影响滴定的准确度,有时由于对指示剂有吸附作 用,而影响终点的观察。
(3)沉淀有颜色或体积很大,都会妨碍终点的观 察。因此,沉淀掩蔽法的应用不很广泛。
3、 氧化还原掩蔽法 利用氧化还原反应,来改变干扰离子的价态以 消除其干扰的方法,称为氧化还原掩蔽法。
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2、 沉淀掩蔽法
利用沉淀反应降低干扰离子浓度,以消除干 扰离子的方法,称为沉淀掩蔽法。
例 如 , 在 Ca2+ 、 Mg2+ 共 存 的 溶 液 中 , 加 入
NaOH使溶液的pH>12, 不干扰Ca2+的滴定。
Mg2+形成Mg(OH)2沉淀,
应该指出,沉淀掩蔽法,不是理想的掩蔽方 法,因为它尚存在着如下缺点。
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一、分步滴定的可行性分析判据
前面已经讨论过,当用EDTA标准溶液滴定单 独 一 种 金 属 离 子 时 , 如 果 满 足 logcMK’MY≥6( 或 logK’MY≥8) , 就 可 以 准 确 滴 定 , 误 差 ≦ 0.1% 。 但 当溶液中有两种以上的金属离子共存时,情况就比 较复杂,干扰的情况与两者的K’值和浓度c有关。 如浓果度被cN越测小定,的金被属测离离子子的络浓合度物cM的越K大’M,Y越干大扰,离干子的扰 离子络合物的K’NY越小,则滴定M时,N离子的干 扰也就越小。
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1. 在较高的酸度下滴定M离子
酸度较高时,EDTA的酸效应是主要的影响因素, 杂质离子N与EDTA的副反应可以忽略。

αY(H)≧ α Y(N), αY≈αY(H)
㏒KMY′=㏒KMY- lg αY(H)
2. 在较低的酸度下滴定M离子
酸度较低时,杂质离子N与EDTA的副反应是主 要的影响因素,EDTA的酸效应可以忽略。
因为在M的化学计量点附近,N被络合的很少,
所以[N]≈cN,故 cNKNIn=[Nln]/[In]
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一般情况下,当[NIn]/[In]≤1/10时,可以明显地看 到游离批示剂In的颜色,而不致产生干扰终点的络合 物 NIn 的 颜 色 , 因 此 不 干 扰 终 点 的 确 定 , 这 时 logcNKNIn≤-1 若考虑副反应,则上式改写为:
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当用目视法检测滴定终点时,干扰离子可能带
来两个方面的干扰:一是对滴定反应的干扰,即在 M离子被滴定的过程中,干扰离子也发生反应,多
消耗滴定剂造成滴定误差,二是对滴定终点颜色的 干其扰与,ED即TA在的某络些合条物件稳下定,性虽都然足干够扰小离,子在的M浓被度滴cN及定 到化学计量点附近时,N还基本上没有络合,不干
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根据分析要求,络合滴定所使用的掩蔽剂应 具备以下两个条件:
1.与干扰离子形成络合物的稳定性,必须大于 EDTA与该离子形成络合物的稳定性;而且这些络 合物应为无色或浅色,不影响终点的观察。
2.不与被测离子形成络合物,或形成的络合物 的稳定性要比被测离子与EDTA所形成的络合物的 稳定性小得多,这样才不会影响滴定终点。
色相同的络合物,当干扰离子N与指示剂在M离子的 化学计量点附近形成足够稳定的络合物NIn时,就会 干扰M终点的检测,所以,用目视法检测终点时, 仅有上述判别式(ΔlgK≥6)还不能正确选择消除N的干 扰,准确滴定M的适宜条件,还必须有第三个条件— —指示剂条件。
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