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文檔簡介

第七章絡(luò)合滴定法§7-1概述§7-2溶液中各級(jí)絡(luò)合物型體的分布§7-3絡(luò)合滴定中的副反應(yīng)和條件形成常數(shù)§7-4EDTA滴定曲線及其影響因素§7-5絡(luò)合滴定指示劑§7-6終點(diǎn)誤差和準(zhǔn)確滴定的條件§7-7提高絡(luò)合滴定選擇性的方法§7-8絡(luò)合滴定的方式和應(yīng)用2023/2/6§7.1概述Ag++2CN-

[Ag(CN)2]-

ep:[Ag(CN)2]-+Ag+

Ag[Ag(CN)2]↓白以絡(luò)合反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定方法,叫絡(luò)合滴定法。例如:2023/2/6①反應(yīng)進(jìn)行的非常完全,配合物相當(dāng)穩(wěn)定(K值大)。②

反應(yīng)必須按照一定的計(jì)量關(guān)系完成(絡(luò)合數(shù)固定)。③

反應(yīng)速度快。④

有適當(dāng)?shù)姆椒ù_定終點(diǎn)。1、絡(luò)合滴定需具備以下條件:一、絡(luò)合滴定中的滴定劑2023/2/6無機(jī)絡(luò)合物的特點(diǎn):

1、穩(wěn)定性不是太高。

2、各級(jí)絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)彼此相差不大。2023/2/62、氨羧絡(luò)合劑:

以氨基二乙酸基團(tuán)[-N(CH2COOH)2]為基團(tuán)的有機(jī)絡(luò)合劑。最常見:乙二胺四乙酸,EDTA(H4Y)

環(huán)己烷二胺四乙酸(CyDTA)

乙二醇二乙醚二胺四乙酸(EGTA)乙二胺四丙酸(EDTP)2023/2/6二、EDTA及其二鈉鹽的性質(zhì)分子量:292.15,白色晶體。溶解度:0.02g/100mL,溶于NaOH、NH3.H2O。H4Y2023/2/6分子量:372.24,溶解度:11.1g/100mL,0.3mol·L-1,pH≈4.4。Na2H2Y·2H2OKa1Ka2Ka3Ka4Ka5Ka610-0.9010-1.6010-2.0010-2.6710-6.1610-10.262023/2/6EDTA的分布曲線:(1)在pH>12時(shí),以Y4-形式存在;(2)Y4-形式是絡(luò)合的有效形式;2023/2/6

M+Y=MY穩(wěn)定常數(shù)具有以下規(guī)律:堿金屬<堿土金屬<過渡金屬、稀有金屬<高價(jià)金屬lgK:<58~1115~19>20(絕對穩(wěn)定常數(shù))三、金屬離子與EDTA絡(luò)合物的特點(diǎn)2023/2/6EDTA與一些常見金屬離子配合物的穩(wěn)定常數(shù)

(溶液離子強(qiáng)度I=0.1mol·L-1,溫度293K)2023/2/6M-EDTA的特點(diǎn):1、1∶1絡(luò)合;2、絡(luò)合物的穩(wěn)定性高;

3、絡(luò)合反應(yīng)速率快,絡(luò)合物水溶性好;4、廣泛性。5、顏色特征。NiY2-CuY2-CoY2-MnY2-CrY-FeY-藍(lán)深藍(lán)紫紅紫紅深紫黃2023/2/6§7.2溶液中各級(jí)絡(luò)合物

型體的分布一、絡(luò)合物的形成常數(shù)1、ML型絡(luò)合物(1:1)

M+Y=MY2023/2/6

M+L=MLML+L=ML2

…MLn-1+L=MLn…

…2、MLn型絡(luò)合物(1:n)2023/2/6各種型體絡(luò)合物的平衡濃度為:…2023/2/6同樣MLn也存在逐級(jí)離解:MLn=MLn-1+LMLn-1=MLn-2+L…ML=M+L

形成常數(shù)與離解常數(shù)兩者關(guān)系:

2023/2/63、絡(luò)合劑的質(zhì)子化常數(shù)絡(luò)合劑與H+結(jié)合稱為絡(luò)合劑的酸效應(yīng)

Y+H+=HYHY+H+=H2Y

H5Y+H+=H6Y

……2023/2/6二、溶液中各級(jí)絡(luò)合物型體的分布1、絡(luò)合物型體的分布分?jǐn)?shù)

2023/2/6┇δ值的大小與絡(luò)合物本身的性質(zhì)有關(guān),與配體的濃度大小有關(guān)。2023/2/6Cu2+與NH3絡(luò)合2023/2/62、絡(luò)合物各型體濃度的計(jì)算例題7-1:在Zn2+~NH3溶液中,cZn=0.02molL-1,[NH3]=0.10molL-1,計(jì)算[Zn2+]、[Zn(NH3)42+]。

解:已知lgβ1~lgβ4

:2.27、4.61、7.01、9.062023/2/6

2023/2/62023/2/6配位體(絡(luò)合劑)質(zhì)子化常數(shù)的含義;水溶液中EDTA各型體的分布及濃度計(jì)算絡(luò)合物各型體的分布分?jǐn)?shù)和平衡濃度的計(jì)算絡(luò)合物的逐級(jí)形成(解離)常數(shù)、累積形成常數(shù)、總形成(解離)常數(shù)的定義,及其它們之間的關(guān)系復(fù)習(xí)與回顧2023/2/67.3絡(luò)合滴定中的副反應(yīng)和條件形成常數(shù)一、絡(luò)合滴定中的副反應(yīng)和副反應(yīng)系數(shù)M+Y=MY副反應(yīng)OH-MOH●●●M(OH)nLML●●●MLnH+HY●●●H6YNNYH+MHYOH-MOHY主反應(yīng)水解效應(yīng)絡(luò)合效應(yīng)酸效應(yīng)共存離子效應(yīng)2023/2/6(一)滴定劑Y的副反應(yīng)和副反應(yīng)系數(shù)1、EDTA的酸效應(yīng)和酸效應(yīng)系數(shù)滴定劑Y與H+的副反應(yīng)稱為酸效應(yīng),其反應(yīng)程度的大小用酸效應(yīng)系數(shù)aY(H)來衡量2023/2/62023/2/6例:計(jì)算pH等于5.00時(shí)EDTA的酸效應(yīng)系數(shù)aY(H)和lgaY(H)2023/2/6不同pH時(shí)的lgαY(H)

附錄表42023/2/6討論:

a.酸效應(yīng)系數(shù)隨溶液pH增大而減??;b.αY(H)的數(shù)值大,表示酸效應(yīng)引起的副反應(yīng)嚴(yán)重;c.通常αY(H)

≥1,αY(H)=1,表示[Y']=[Y];d.酸效應(yīng)系數(shù)=1/分布系數(shù)。αY(H)=1/δ0

2023/2/62、EDTA與共存離子的副反應(yīng)-共存離子效應(yīng)滴定劑Y與共存離子(干擾離子)的副反應(yīng)稱為共存離子效應(yīng),其影響程度的大小用共存離子效應(yīng)系數(shù)aY(N)來衡量2023/2/6當(dāng)多個(gè)副反應(yīng)同時(shí)存在影響主反應(yīng)時(shí),往往只有少數(shù)個(gè)(1~2)副反應(yīng)起主要影響作用,其它影響可以忽略。2023/2/63、EDTA的總副反應(yīng)系數(shù)如果H+和共存離子(N)的影響同時(shí)存在,則EDTA的總副反應(yīng)系數(shù)為:2023/2/6例7-3:溶液中含有EDTA、Pb2+和(1)Ca2+,(2)Mg2+,濃度為0.010mol/L。在pH=5.0時(shí),對于EDTA與Pb2+的主反應(yīng),計(jì)算兩種情況下的aY和lgaY2023/2/6(二)金屬離子M的副反應(yīng)和副反應(yīng)系數(shù)1、M的絡(luò)合效應(yīng)和絡(luò)合效應(yīng)系數(shù)

M與Y以外的配體(L)的副反應(yīng)稱為絡(luò)合效應(yīng),其反應(yīng)程度的大小用絡(luò)合效應(yīng)系數(shù)aM(L)來衡量2023/2/6不包括主反應(yīng)2023/2/62、金屬離子的水解效應(yīng)和水解效應(yīng)系數(shù)

當(dāng)溶液的酸度較低時(shí),金屬離子可水解而形成各種氫氧基絡(luò)合物,由此引起的副反應(yīng)為水解效應(yīng)。其影響程度的大小用水解效應(yīng)系數(shù)aY(OH)來衡量2023/2/63、M的總副反應(yīng)系數(shù)

如果M和絡(luò)合劑L和OH-均發(fā)生了副反應(yīng),則M總的副反應(yīng)系數(shù)為:當(dāng)多個(gè)副反應(yīng)同時(shí)存在影響主反應(yīng)時(shí),往往只有少數(shù)個(gè)(1~2)副反應(yīng)起主要影響作用,其它影響可以忽略。2023/2/6例7-4:在0.10molL-1NH3-0.18molL-1NH4+溶液中,Zn2+的總副反應(yīng)系數(shù)aZn為多少?鋅的主要型體是哪幾種?如將溶液的pH調(diào)到10.0,aZn

又為多少?(不考慮體積變化)2023/2/6(三)絡(luò)合物MY的副反應(yīng)和副反應(yīng)系數(shù)aMY2023/2/6二、MY絡(luò)合物的條件形成常數(shù)M+Y=MYOH-MOH●●●M(OH)nLML●●●MLnH+HY●●●H6YNNYH+OH-MHYMOHY副反應(yīng)主反應(yīng)2023/2/6

K'MY為條件穩(wěn)定常數(shù),它是考慮各種副反應(yīng)以后,形成配合物的實(shí)際上的穩(wěn)定常數(shù)。它的大小說明了在某一特定溶液中,MY實(shí)際上的穩(wěn)定程度。條件穩(wěn)定常數(shù):K'MY≤KMY

是一個(gè)≥1的數(shù),值越大,K'MY就越小,表明溶液中M與Y參加主反應(yīng)的能力降低,MY的穩(wěn)定性降低。2023/2/6例7-5:求例7-4(在0.10molL-1NH3-0.18molL-1NH4+溶液中,Zn2+的總副反應(yīng)系數(shù)aZn為多少?鋅的主要型體是哪幾種?如將溶液的pH調(diào)到10.0,aZn

又為多少?)中,兩種情況下已知:解:查表得:由7-4題知:2023/2/6M+Y=MYOH-MOH●●●M(OH)nLML●●●MLnH+HY●●●H6YNNYH+OH-MHYMOHY

節(jié)點(diǎn)學(xué)習(xí)本重2023/2/6第四節(jié)EDTA滴定曲線及其影響因素一、滴定曲線的繪制根據(jù)上式計(jì)算出不同階段的金屬離子的濃度。例:0.02000mol/L的EDTA(cY)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定等濃度的Zn2+(cZn)。設(shè)鋅溶液的體積為Zn=20.00mL加入EDTA的體積為VY(mL)。滴定在pH=9.00的氨緩沖溶液中進(jìn)行,計(jì)量點(diǎn)附近游離氨的濃度為0.10mol/L。OH-Zn+YZnYH+1、滴定前2、滴定開始至計(jì)量點(diǎn)前3、計(jì)量點(diǎn)4、計(jì)量點(diǎn)后EDTA滴定Zn2+的pZn′

(pH=9.0,[NH3]=0.10mol·L-1cZn=cY=0.02000mol·L-1)

Y(mL)

f/%pM0.000.001.7010.0050.02.1818.0090.02.9819.8099.004.00*19.9899.905.00

*

20.00100.06.06*20.02100.17.1220.20101.08.1222.00110.09.1240.00200.010.12+0.1%-0.1%滴定突躍滴定曲線的討論:(1)起點(diǎn)的高低與M的濃度有關(guān),在化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前pM與lgK

MY無關(guān)、與濃度大小有關(guān)。(2)從化學(xué)計(jì)量點(diǎn)開始,pM的計(jì)算受到lgKMY

的影響,lgK

MY越大,突躍范圍越大。二影響滴定突躍的主要因素(一)條件常數(shù)的影響Fe3+Hg2+Al3+Zn2+Cu2+Mg2+Ca2+Fe2+Cd2+Ni2+lgK(MY)pH絡(luò)合滴定中常采用緩沖溶液來控制溶液的酸度堿土金屬與Y的絡(luò)合能力一般不大,但其不易水解,所以可以在較低的酸度下進(jìn)行滴定。對于影響因素較多的情況,要全面考慮,盡可能選擇條件形成常數(shù)最大的條件下進(jìn)行滴定。溶液pH對滴定突躍的影響cM對pM′突躍大小的影響(二)金屬離子濃度的影響10-1mol/L10-2mol/L10-3mol/L10-4mol/L總之,突躍范圍的大小與cM、lgKMY

有關(guān),一般認(rèn)為當(dāng),方可以進(jìn)行準(zhǔn)確滴定?!?-5絡(luò)合滴定指示劑(1)金屬指示劑是一些有機(jī)絡(luò)合劑,同時(shí)又是多元弱酸或弱堿。(2)所生成的配合物顏色與游離指示劑的顏色不同。

一、金屬指示劑的作用原理2023/2/61、作用原理:滴定前:

EBT+Mg2+=Mg2+-EBT(■)

(■)滴定后:Mg+Y=MgY

終點(diǎn)時(shí):

Mg2+-EBT+

Y=EBT

+Mg2+-Y(■)(■)

例如:在pH=10.0時(shí),用EDTA滴定Mg2+,以EBT作指示劑。

2023/2/62、適用pH范圍:

金屬指示劑也是多元弱酸(堿),能隨溶液pH變化而顯示不同的顏色;例如:EBT就是一個(gè)三元弱酸。(pKa1=3.0pKa2=6.3pKa3=11.6)

3.9

6.3

11.6

pKa1

pKa2

pKa3

EBT適用pH范圍:8~11藍(lán)

HIn2-

紫紅H2In-

H3InIn3-橙MIn(Ba2+,Ca2+,Mg2+,Zn2+,Mn2+,Cd2+等)紅色

EBT變色靈敏區(qū):9~10.52023/2/63、必備的條件(1)

在滴定的pH范圍內(nèi),In~MIn之間顏色有明顯的差別。(2)顯色反應(yīng)靈敏,迅速。(3)配合物MIn的穩(wěn)定性要適當(dāng)。太大:終點(diǎn)滯后,或難以將滴定劑置換出來;太小,終點(diǎn)提前;(4)指示劑與金屬離子生成的配合物應(yīng)易溶于水。金屬指示劑應(yīng)比較穩(wěn)定,便于儲(chǔ)存和使用2023/2/6二、金屬指示劑變色點(diǎn)的pM(pMt)值只存在酸效應(yīng)

2023/2/6終點(diǎn)誤差小,則ΔpM=pMep–pMsp要小,即選擇指示劑時(shí),使指示劑的2023/2/6例題7-7:在pH=10.0,用0.020mol·L-1的EDTA滴定0.020mol·L-1的Mg2+。選擇下列哪一種指示劑比較合適?終點(diǎn)誤差有多大?:

5.443.137.80指示劑:EBTNNMX(紫尿酸胺)解:2023/2/6ΔpM=ΔpMep–ΔpMsp

=5.44–5.13=0.31(選擇EBT)2023/2/6例7-8:0.02000mol/L的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定0.020mol/L的Zn2+。反應(yīng)在pH=10.00的氨緩沖溶液中進(jìn)行。設(shè)終點(diǎn)時(shí)[NH3]=0.10molL-1,問選擇何種指示劑,?2023/2/6指示劑選擇類型的題的解題思路:2023/2/6三、金屬指示劑在使用中存在的問題(一)封閉現(xiàn)象:指示劑與金屬離子生成了穩(wěn)定的配合物而不能被滴定劑置換。例如:EBTFe3+、Al3+、Cu2+、Ni2+封閉,三乙醇胺掩蔽。原因:1、2、MIn不具備良好的可逆性。2023/2/6被滴定離子自身對某些指示劑具有封閉作用(Al3+對XO具有封閉作用),可采用返滴定法予以消除三、金屬指示劑在使用中存在的問題(一)指示劑的封閉現(xiàn)象(二)僵化現(xiàn)象:滴定時(shí),指示劑與EDTA的置換作用進(jìn)行的緩慢而使終點(diǎn)拖后變長。例:PAN在溫度較低時(shí)易發(fā)生,可加有機(jī)溶劑或加熱的方法解決之。原因:1、指示劑或MIn的溶解度小。

2、MIn的穩(wěn)定性略小于MY的穩(wěn)定性。2023/2/6(三)指示劑的氧化變質(zhì)現(xiàn)象金屬指示劑大多數(shù)是具有許多雙鍵的有色化合物,易被日光,空氣和氧化劑所分解。有些指示劑在水溶液中不穩(wěn)定,日久會(huì)因氧化或聚合變質(zhì)。

鉻黑T或鈣指示劑,1:100(NaCl)固體試劑2023/2/6四、常用的金屬指示劑1.鉻黑T

黑色粉末,有金屬光澤,常在pH范圍9~10滴定Zn2+、Mg2+、Cd2+、Pb2+

時(shí)使用。單獨(dú)滴定Ca2+時(shí),變色不敏銳,常用于滴定鈣、鎂合量。注意:(1)其水溶液易發(fā)生聚合,需加三乙醇胺防止;(2)在堿性溶液中易氧化,加還原劑(抗壞血酸);(3)不宜長期保存。2023/2/62.二甲酚橙(XO)六元弱酸,pH<6.3黃色,pH>6.3為紅色。而M-XO顏色紫紅,只適合pH<6酸性溶液。終點(diǎn)顏色紫紅-亮黃可直接滴定:Bi3+,Pb2+,Zn2+,Cd2+,Hg2+,但Fe3+,Al3+,Ni2+

等離子會(huì)封閉指示劑。2023/2/63.鈣指示劑(NN)

pH=7時(shí),紫色;

pH=12~13時(shí):藍(lán)色;

pH=12~14時(shí),與鈣離子配合呈酒紅色。純品為黑紫色粉末,很穩(wěn)定,其水溶液或乙醇溶液均不穩(wěn)定,故一般取固體試劑,用NaCl(1:100或1:200)粉末稀釋后使用。鈣指示劑與Ca2+形成酒紅色絡(luò)合物,而自身顏色為純藍(lán)色。使用此指示劑測定Ca2+時(shí),如有Mg2+存在,則顏色變化非常明顯。

Fe3+、A13+、Ti(IV)、Cu2+、Ni2+和Co2+等離子能封閉此指示劑。應(yīng)將這些離子分離或掩蔽(三乙醇胺和KCN)2023/2/64.1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)Cu-PAN指示劑(

CuY與少量PAN的混合溶液)滴定前:CuY+PAN

+M→MY+Cu-PAN滴定后:M+Y=MY終點(diǎn)時(shí):Cu-PAN+Y→CuY+PAN

純PAN是橙紅色晶體,難溶于水,可溶于堿或甲醇、乙醇等溶劑中。在pH=1.9-12.2之間呈黃色,與金屬離子的絡(luò)合物呈紅色。由于PAN與金屬離子的絡(luò)合物水溶性差,多數(shù)出現(xiàn)沉淀,因此常加入乙醇或加熱后再進(jìn)行滴定。2023/2/6(五)磺基水楊酸(SSA)無色晶體,可溶于水。在pH=1.5-2.5間接指示劑(MgY-EBT,Cu-PAN)紅色藍(lán)色紫紅色黃綠色紅色亮黃色2023/2/6常見的金屬指示劑2023/2/6絡(luò)合滴定曲線的制作(重點(diǎn)是的計(jì)算);影響滴定突躍的因素金屬指示劑的作用原理;指示劑的理論變色點(diǎn);常用指示劑的使用條件本節(jié)學(xué)習(xí)重點(diǎn)第六節(jié)終點(diǎn)誤差和準(zhǔn)確滴定的條件一、終點(diǎn)誤差林邦(Ringborn)終點(diǎn)誤差公式:滴定突躍的范圍(Et一定時(shí)):終點(diǎn)誤差圖432.521.510.50.30.20.10.05△pM432.521.510.50.30.20.10.05123456789101112131410510.50.10.050.01Et

/%絡(luò)合滴定lg(csp·K′(MY))例7-11:在pH=5.5的六亞甲基四胺-HCl緩沖溶液中,以0.02000mol/L的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定0.020mol/L的Zn2+,(1)計(jì)算滴定突躍(Et=±0.1%)并選擇合適的指示劑(2)計(jì)算滴定誤差滴定突躍的范圍:二、直接準(zhǔn)確滴定金屬離子的條件ΔpM=0.2,Et≤0.1%。ΔpM=0.2,Et≤0.3%,ΔpM=0.5,Et≤0.3%,

在實(shí)際上,能否找到合適的指示劑既滿足ΔpM=0.2,又能在終點(diǎn)時(shí)變色敏銳;操作者能否準(zhǔn)確判斷終點(diǎn);能否有效地控制溶液的酸度和消除共存離子的影響等,都是影響絡(luò)合滴定準(zhǔn)確度的重要因素,必須認(rèn)真考慮。例7-12:用0.02000mol/LEDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定0.020mol/L的Ca2+,必須在溶液pH=10.0(氨性緩沖溶液)而不能在pH=5.0(六亞甲基四胺-HCl緩沖)的溶液中進(jìn)行;但滴定Zn2+則可以,為何?三、絡(luò)合滴定中酸度的選擇與控制(一)緩沖溶液和輔助試劑降低MY的條件常數(shù)、降低反應(yīng)的完全程度影響指示劑的變色點(diǎn)和自身的顏色終點(diǎn),進(jìn)而增大終點(diǎn)誤差,甚至不能準(zhǔn)確滴定產(chǎn)生的影響:常用的緩沖體系:pH<2時(shí),強(qiáng)酸溶液緩沖體系,pH=1.0滴定Bi3+pH:4~6時(shí),HAc-NaAc和(CH2)6N4-HClpH:8~10時(shí),NH3-NH4ClpH>12時(shí),強(qiáng)堿溶液緩沖體系,pH12~13滴定Ca2+(二)單一金屬離子滴定的最高酸度和最低酸度當(dāng)溶液pH值較高時(shí)常用的輔助絡(luò)合劑:氨水、酒石酸、檸檬酸等輔助絡(luò)合劑的作用是為了防止金屬離子的水解。但絡(luò)合效應(yīng),導(dǎo)致條件形成常數(shù)的減小,因此要控制其用量。設(shè)溶液中只有M一種離子,且無水解、絡(luò)合效應(yīng)。H+由得到的lgαY(H),查P402附錄表4,得出對應(yīng)的pH,即為滴定該離子的最高酸度(最低pH)。將各種金屬離子的lgKMY

與其最小pH繪成曲線,稱為EDTA的酸效應(yīng)曲線或林邦曲線。EDTA的酸效應(yīng)曲線(林邦曲線):1、從中查出各離子準(zhǔn)確滴定時(shí)所允許的最低pH值。2、判斷滴定過程中的干擾情況。3、控制溶液酸度,可以在同一溶液中實(shí)現(xiàn)連續(xù)滴定。右下離子干擾左上離子

溶液控制的最高pH一般以不生成水解產(chǎn)物為原則,同時(shí)還應(yīng)考慮指示劑的使用酸度,及絡(luò)合響應(yīng)的影響。解:Zn2++2OH-=Zn(OH)2

Ksp=1.2×10-17pH=6.54

絡(luò)合物滴定允許的最低酸度:在沒有輔助絡(luò)合劑存在的情況下,金屬離子開始生成氫氧化物沉淀時(shí)的酸度

最高酸度和最低酸度之間的酸度范圍稱為絡(luò)合滴定的適宜酸度范圍如果在選擇并控制的酸度下,pMep與pMsp最為接近,就有可能使滴定誤差達(dá)到最小。例如:滴定ZnpH4.55.05.56.0lgαY(H)7.446.455.514.65lgKZnY9.0610.0510.9911.85pZnsp5.536.026.506.92lgKXO(H)4.14.85.76.5pZn-1.43-1.22-0.80-0.42Et%-0.8-0.16-0.02-0.003例7-13計(jì)算用0.02000mol/LEDTA滴定0.020mol/L

Zn2+時(shí)的最高酸度和最低酸度。如欲采用二甲酚橙為指示劑,滴定應(yīng)在什么酸度范圍內(nèi)進(jìn)行?使|Et|不大于0.1%的酸度范圍又是多少?

pH計(jì)算值4.55.05.56.07.446.455.514.659.0610.0510.9911.855.536.026.506.924.14.85.76.5-1.43-1.22-0.80-0.42-0.8-0.16-0.02-0.003第七節(jié)提高絡(luò)合滴定選擇性的方法目測法檢測終點(diǎn)時(shí),共存離子N的干擾表現(xiàn)在:與滴定劑Y的反應(yīng)對滴定終點(diǎn)顏色的影響1.

N不干擾M,應(yīng)考慮KMY>>KNY

。3.當(dāng)M滴定完成后,若此時(shí)的K?NY足夠的大,即可滴定N離子。4、NIn不產(chǎn)生干擾色2.

將N看成干擾離子,計(jì)算滿足lg(cMK?MY)

≥6。一、分步滴定的可行性判據(jù)SP:KMY

與KNY之間的差別應(yīng)該有多大,才可以進(jìn)行分步滴定呢?(只考慮對EDTA的影響。)

(1)在高酸度時(shí),酸效應(yīng)是主要的。即(相當(dāng)于單一離子)(2)酸度低時(shí),忽略酸效應(yīng)。若cM=cN時(shí),上式提供了對混合離子進(jìn)行分步滴定的可能性。NIn顏色不干擾的條件

N+In=NIn終點(diǎn)時(shí):即不產(chǎn)生NIn的顏色,而干擾終點(diǎn)的判斷。例題:有Ag+、Zn2+混合溶液,濃度均為0.02mol·L-1調(diào)節(jié)pH=10.0,終點(diǎn)時(shí)[NH3]=0.10mol·L-1

,測定Zn2+時(shí)Ag+是否干擾?∴Ag+不干擾Zn2+的滴定。二、控制溶液酸度進(jìn)行混合離子的選擇滴定例7-14用0.02000mol/LEDTA連續(xù)滴定混合溶液中Bi3+和Pb2+(濃度均為0.020mol/L)試問:(1)有無可能進(jìn)行?(2)如能進(jìn)行,能否在pH=1時(shí)準(zhǔn)確滴定Bi3+?(3)應(yīng)在什么酸度范圍內(nèi)滴定Pb2+?ΔlgK足夠大時(shí),分步滴定可以通過利用控制酸度進(jìn)行分別滴定。

例7-15有一含有Zn2+、Ca2+的混合溶液,兩者濃度均為0.020mol/L,擬用0.02000mol/LEDTA滴定Zn2+。(1)判斷有無可能分步滴定(2)如能滴定,采用XO作為指示劑,試比較pH=5.0和pH=5.5時(shí)的終點(diǎn)誤差。三、使用掩蔽劑提高絡(luò)合滴定的選擇性(一)絡(luò)合掩蔽法掩蔽法:借助某些試劑與共存離子進(jìn)行反應(yīng)以降低其平衡濃度,由此減小以至消除它們與Y的副反應(yīng),從而達(dá)到選擇滴定的目的。常用的掩蔽法有絡(luò)合掩蔽法、沉淀掩蔽法、氧化還原掩蔽法應(yīng)用條件:多數(shù)金屬離子的KMY相差不大,無法通過控制酸度進(jìn)行選擇滴定時(shí)。對絡(luò)合掩蔽劑的要求:一定條件下與N離子形成較穩(wěn)定的絡(luò)合物KNL>>KNY,絡(luò)合物無色或淺色掩蔽劑基本不與M離子反應(yīng),或KML<<KMYM+Y=MYOH-MOH●●●M(OH)nLML●●●MLnH+HY●●●H6YNNY掩蔽的兩種情況:掩蔽劑對N離子的掩蔽反應(yīng)進(jìn)行的十分完全,N離子的濃度降至很小,致使干擾離子效應(yīng)可以忽略不計(jì),達(dá)到準(zhǔn)度滴定的要求。掩蔽劑對N離子的掩蔽反應(yīng)進(jìn)行的并不完全,干擾離子效應(yīng)不可以忽略,但能滿足準(zhǔn)確定的判別式

解:lgKZnY=16.50,lgKAlY=16.30,lgαY(H)=5.51

例7-16含有Al3+、Zn2+的混合溶液,兩者濃度均為2.0×10-2mol/L,若用KF掩蔽Al3+,并調(diào)節(jié)pH=5.5。已知終點(diǎn)時(shí)[F-]=0.10molL-1,問能否掩蔽Al3+而準(zhǔn)確滴定Zn2+(0.02000mol/LEDTA)可以準(zhǔn)確滴定Zn2+例7-17在pH=5.0時(shí),采用XO為指示劑,用0.02000mol/LEDTA滴定Zn2+、Cd2+混合溶液中的Zn2+(兩者濃度均為0.020mol/L),以KI掩蔽Cd2+,終點(diǎn)時(shí)[I-]=1.0molL-1,問終點(diǎn)誤差為多少?Cd2+是否干擾Zn2+的滴定?(二)沉淀掩蔽法

利用沉淀反應(yīng)降低干擾離子的濃度,不經(jīng)分離沉淀直接進(jìn)行滴定,這種消除干擾的方法稱為沉淀掩蔽法,掩蔽劑為沉淀劑。沉淀掩蔽法的缺點(diǎn):有些沉淀反應(yīng)進(jìn)行不完全,易形成過飽和溶液沉淀過程中的共沉淀現(xiàn)象影響滴定準(zhǔn)確度某些沉淀有色或沉淀體積較大,或沉淀對指示劑有吸附作用會(huì)影響對終點(diǎn)的觀察。(三)氧化還原掩蔽法

利用氧化還原反應(yīng)來改變干擾離子的價(jià)態(tài)以消除干擾的方法稱為氧化還原掩蔽法,掩蔽劑為氧化劑或還原劑。(四)采用選擇性的解蔽劑

加入某種解蔽劑,使被掩蔽的金屬離子從相應(yīng)的絡(luò)合物中解蔽出來的方法成為解蔽在KMY與KNY比較接近,而KML與KNL相差較大時(shí),即可選用L作滴定劑。例如:lgKMgY=8.70lgKCaY=10.70lgKMgL=5.20lgKCaL=11.0(L—EGTA)四、選用其他滴定劑五、預(yù)先分離沉淀法、萃取法、離子交換法、色譜分離法等。例:欲測定混合液中的Co2+、Ni2+,須進(jìn)行離子交換分離。例:磷礦石中含F(xiàn)e3+、Al3+、Ca2+、Mg2+、PO43-及F-,F(xiàn)-,能生成AlF63-,CaF2↓,加酸,加熱,生成HF↑。本節(jié)學(xué)習(xí)重點(diǎn)第八節(jié)絡(luò)合滴定的方式和應(yīng)用一、直接滴定法

直接滴定法是絡(luò)合滴定的基本方法,它具有簡便、快捷、引入誤差小等優(yōu)點(diǎn)。對滴定反應(yīng)的要求:滿足的要求,絡(luò)合反應(yīng)速度快有變色敏銳的指示劑指示終點(diǎn),且不受金屬離子的封閉被測金屬離子不發(fā)生水解和沉淀作用(必要時(shí)先加入輔助絡(luò)合劑予以防止)不能直接滴定的是:1、反應(yīng)速度慢的。2、金屬、堿土金屬M(fèi)Y不穩(wěn)定的。3、無合適的指示劑、對指示劑發(fā)生封閉、僵化現(xiàn)象。4、陰離子。二、返滴定法

在試液中先加入已知量過量的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液,用另外一種金屬離子標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的EDTA,根據(jù)兩種標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和用量,求得被測物質(zhì)的含量應(yīng)用于下列幾種情況:采用直接滴定法時(shí),缺乏符合要求的指示劑,或者被測離子對指示劑有封閉作用

被測離子與EDTA的絡(luò)合速度很慢被測離子發(fā)生水解等副反應(yīng),影響測定。例如:對Al3+的滴定對XO具有封閉作用Al3+與EDTA反應(yīng)緩慢,需要加熱酸度不高時(shí),Al3+水解生產(chǎn)一系列多核氫氧基絡(luò)合物([Al2(H2O)6(OH)3]3+,[Al3(H2O)6(OH)6]3+),在EDTA滴定Al3+的最高酸度時(shí),也無法避免多核絡(luò)合物的形成,而且Al3+的多核絡(luò)合物與EDTA的反應(yīng)緩慢,絡(luò)合比不恒定。三、置換滴定法

利用置換反應(yīng),置換出等物質(zhì)的量的另一種金屬離子,或置換出EDTA,然后滴定之。

被測離子M與EDTA反應(yīng)不完全或形成的絡(luò)合物不穩(wěn)定,可讓M置換出另一絡(luò)合物NL中等物質(zhì)的量

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