第五章 络合滴定法-2
(M 无 副 反 应 )
' ' p M ep p M t' p M t lg M lg K M In lg M
lg K M In lg In ( H ) lg M
(M有副反应)
酸度对变色点的影响:
pH ↑,pMt ↑,指示剂灵敏度 ↑ 高
例 计算pH=10.0 时EBT的pMgt 已知: lgK(MgIn) = 7.0
VY VM [Y ' ] C Y CM [M '] V M VY V M VY
又∵
KMY =
[MY]
[M][Y]
(5)
将 (3) 和 ( 4) 代 入 (5) C M V M C Y VY VM ' 2 ' K MY [M ' ] ( K M Y 1)[ M ' ] CM 0 V M VY V M VY
pMt 可查有关数据表 注意:pMt 即为滴定终点的pMep,多为实验测得。
5.6 络合滴定法的基本原理
1. 络合滴定曲线
2. 化学计量点时金属离子浓度的计算
3. 滴定突跃的计算及影响因素 4. 配位滴定曲线与酸碱滴定曲线比较 5. 滴定终点误差计算(林邦误差公式)
1. 络合滴定曲线 M + Y
pH = 10, lg Y(H) = 0.45 lgKCuY = lgKCuY - lgY(H) - Cu = 18.80 - 0.45 -9.36 =8.99 pCu =1/2 (lgKCuY + pCCusp) = 1/2 (8.99 + 2.00) =5.50 对于Mg2+, lg Mg =0 lgKMgY =lgKMgY -lgY(H)= 8.79 - 0.45 =8.34 pMg =1/2(lgKMgY + pCMgsp) = 1/2(8.34 + 2.00) =5.17
CM 2
终 点 误 差 取 决 于K
K
' M Y
' MY
, C Ms p 和 p M '
大 , C
sp M
大 , TE % 小 ;
p M ' 大 , T E % 大
5.7 络合滴定条件的选择
1. 单一离子测定的滴定条件
(1) 准确滴定的判别式 (2) 滴定的适宜酸度范围 (3) 缓冲溶液的作用
EBT: 1=1011.6 2=1017.9
解:αIn(H) = 1 + 10-10.0+11.6 + 10-20.0+17.9 = 101.6 pMgt = lgK(MgIn) = lgK(MgIn) – lgαIn(H) = 7.0 – 1.6 = 5.4
不同pH下EBT的pMgt
pH pMgt 5.0 0 6.0 1.0 7.0 2.4 8.0 3.4 9.0 10.0 11.0 12.0 4.4 5.4 6.3 6.9
3. 指示剂应具备的条件
1)MIn与In颜色明显不同,显色迅速,变色可逆性好 2)MIn的稳定性要适当(K′MIn < K′MY): a. K′MIn太小→置换速度太快→终点提前,变色不敏锐 b. K′MIn >K′MY→置换难以进行→终点拖后或无终点 3) In本身性质稳定,便于储藏使用 4)MIn易溶于水,不应形成胶体或沉淀
注:借助调节pH,控制[L],可以增大 定突跃
' ,从而增大滴 KM Y
4. 配位滴定曲线与酸碱滴定曲线比较
5. 滴定终点误差计算(林邦误差公式)
由配位滴定计量点与滴定终点不相等产生
TE %
10
pM
'
10
' MY
pM sp M
'
K
C
100
' ' 注 : pM ' pM ep pM sp sp 等浓度滴定时 CM
KMY[Y]
滴定突跃 Байду номын сангаасlg K 'MY 3) ( pCM 3.30) lg K 'MY pCM 6.30
CM :
' KM Y 一 定 时 , C M 大 p M ' 大 C M 10 倍 p M ' 1个 单 位 ' C 一定时, K KMY : M MY 大 pM ' ' K MY 10倍 pM ' 1个单位
KMIn 1.0 104 为宜
一般来说
K MY 1.0 102 K Min
4. 常用金属离子指示剂
铬黑T(EBT)
pKa3=11.60
H2In紫红
pKa2=6.30
HIn2蓝
In3橙
OHO N N
铬黑T与金属离子形成红色络合物 EBT适用pH范围:7~10
-
O3S
HIn2- (蓝)
O Mg
待测离子: KMY < KMIn→ M与In反应不可逆或过慢 消除方法:返滴定法 例如:滴定Al3+定过量加入EDTA,反应完全后再加入 EBT,用Zn2+标液回滴
指示剂的僵化现象:化学计量点时指示剂变色缓慢
产生原因 MIn溶解度小→与EDTA置换速度缓慢→终点拖后 消除方法:加入有机溶剂或加热→提高MIn溶解度 →加快置换速度 例如:PAN溶解度小, 需加乙醇、丙酮或加热
3. 滴定突跃的计算及影响因素
sp前,- 0.1%,按剩余M浓度计算
计量点前,与 金属离子浓度 有关
[M] = 0.1% cM
sp
0.1%cM = ,即:pM = 3.3 + pcM 2
计量点后,与 条件稳定常数 有关
sp后,+ 0.1%,按过量Y浓度计算
[Y] = 0.1% [MY]
[M] = [MY] pM= lgKMY – 3.0
解: S P 时 , C CS uP 1 . 0 1 0 2 m o l / L , [ N H 3 ] s p 0 . 1 0 m o l / L
Cu ( NH 3 ) 1 1 [ NH 3 ] 2 [ NH 3 ] 2 5 [ NH 3 ]5
络合滴定曲线方程 (络合滴定任意阶段金属离子浓度方程)
以 V
Y
~ [ M ']作 图 配 位 滴 定 曲 线
滴 定 突 跃 : 5 .3 7 .6 9
2. 化学计量点时金属离子浓度的计算
等 浓 度 滴 定 达 S P时 V M VY , C
直接带入滴定曲线方程 sp:CYVY-CMVM=0 KMY[M]sp2 +[M]sp -CMsp = 0
+ Mg2+
NO2 缓冲体系:NH3-NH4Cl 封闭离子: Al3+, Fe3+,( Cu2+, Ni2+ ) 掩蔽剂:三乙醇胺,KCN O3S MgIn (红)
O
N N
lgK(MgIn)=7.0
NO2
二甲酚橙(XO)
HO
CH2N(CH2COOH)2 CH2N(CH2COOH)2 OH
终点:紫红→亮黄(XO) 适宜的pH范围 <6.0(酸性区) 缓冲体系:HAc-NaAc
MY
金属离子 M(cM, VM),用 cY 浓度的EDTA滴定,体积为VY
MBE
[M] + [MY] = VM / (VM+VY)cM [Y] + [MY] = VY / (VM+VY)cY
(1) (2)
[ MY ' ] C M
VM [M '] V M VY
(3) (4)
第五章 络合滴定法
5.5 金属离子指示剂
5.6 络合滴定法的基本原理 5.7 络合滴定条件的选择 5.8 络合滴定方式及其应用
5.5 金属离子指示剂
1. 金属离子指示剂及特点
金属离子指示剂 络合滴定中,能与金属离子生成有色络合物从而指 示滴定过程中金属离子浓度变化的显色剂(多为有机染 料、弱酸) 特点:(与酸碱指示剂比较) 金属离子指示剂——通过[M]的变化确定终点 酸碱指示剂——通过[H+] 的变化确定终点
浓度改变仅影响配位滴定曲线的前侧, 与酸碱滴定中一元弱酸碱滴定情况相似
条件稳定常数改变仅影响滴定曲线 后侧
影响
' 的几点因素 KM Y
' K MY K M Y , p M '
' p H 小 , Y (H ) 大 K M Y 小 , p M '
' C L 大 , M ( L) 大 K M Y 小 , p M ' 小
2. 指示剂的作用原理
滴定前 滴定过程 终点 M + In M+Y MIn + Y MIn 显络合物颜色 MY MY + In (置换) 显游离指示剂颜色
变色实质:EDTA置换少量与指示剂配位的金属离子 释放指示剂,从而引起溶液颜色的改变 注: a. In为有机弱酸,颜色随pH值而变化→注意控制溶液的pH值 b. EDTA与无色M→无色络合物;与有色M→颜色更深络合物
H3C
C+ SO3
-
CH3
钙指示剂
终点:酒红→纯蓝 适宜的pH:12~13(碱性区) 缓冲体系:NH3-NH4Cl 测定离子Ca2+
OH -O3S N N OH COOH
5. 使用金属指示剂应注意的问题
指示剂的封闭现象:化学计量点时不见指示剂变色 产生原因: 干扰离子: KNIn > KNY → 指示剂无法改变颜色 消除方法:加入掩蔽剂 例如:滴定Ca2+和Mg2+时加入三乙醇胺掩蔽Fe3+,Al3+ 以消除其对EBT的封闭