磺基水楊酸合鐵Ⅲ配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的測定

磺基水楊酸合鐵III配合

物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的

測定集團(tuán)文件版本號：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-

《工程化學(xué)實(shí)驗(yàn)》備課筆記磺基水楊酸合鐵（|||）配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握用比色法測定配合物的組成和配離子的穩(wěn)定常數(shù)的原理和方法。2.進(jìn)一步學(xué)習(xí)分光光度計(jì)的使用及有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法。實(shí)驗(yàn)原理磺基水楊酸（簡式為H磺基水楊酸（簡式為H3R）的一級電離常數(shù)K『=3X10-3與Fe3+可以形成穩(wěn)定的配合物，因溶液的pH不同，形在配合物的組成也不同磺基水楊酸溶液是無色的，F(xiàn)e3+的濃度很稀時(shí)也可以認(rèn)為是無色的，它們在pH值為2?3時(shí)，生成紫紅色的螯合物（有一個(gè)配位體），反應(yīng)可表示如下:[耽乒。）擊+十[耽乒。）擊+十pH值為4?9時(shí)，生成紅色螯合物（有2個(gè)配位體）；pH值為9?11.5時(shí)，生成黃色螯合物（有3個(gè)配位體）；pH〉12時(shí)，有色螯合物，被破壞而生成Fe(OH)3沉淀。測定配合物的組成常用光度計(jì)，其前提條件是溶液中的中心離子和配位體都為無色，只有它們所形成的配合物有色。本實(shí)驗(yàn)是在pH值為2?3的條件下，用光度法測定上述配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)的，如前所述，測定的前提條件是基本滿足的；實(shí)驗(yàn)中用高氯酸(HC1O4)來控制溶液的pH值和作空白溶液(其優(yōu)點(diǎn)主要是C1O4-不易與金屬離子配合)。由朗伯一比爾定律可知，所測溶液的吸光度在液層厚度一定時(shí)，只與配離子的濃度成正比。通過對溶液吸光度的測定，可以求出該配離子的組成。下面介紹一種常用的測定方法：等摩爾系列法：即用一定波長的單色光，測定一系列變化組分的溶液的吸光度(中心離子M和配體R的總摩爾數(shù)保持不變，而M和R的摩爾分?jǐn)?shù)連續(xù)變化)。顯然，在這一系列的溶液中，有一些溶液中金屬離子是過量的，而另一些溶液中配體是過量的；在這兩部分溶液中，配離子的濃度都不可能達(dá)到最大值；只有當(dāng)溶液離子與配體的摩爾數(shù)之比與配離子的組成一致時(shí)；配離子的濃度才能最大。由于中心離子和配體基本無色，只有配離子有色，所以配離子的濃度越大，溶液顏色越深，其吸光度也就越大，若以吸光度對配體的摩爾分?jǐn)?shù)作圖，則從圖上最大吸收峰處可以求得配合物的組成n值，如圖所示，根據(jù)最大吸收處：等摩爾系列法

配體摩爾分教=酉=0.5總摩爾數(shù)中心離子摩爾心數(shù),中心塑土蔓爾數(shù)=2中心離子摩爾心數(shù),中心塑土蔓爾數(shù)=2總摩爾數(shù)_配體摩希分?jǐn)?shù)"-中心離子摩爾數(shù)-由此可知該配合物的組成（MR）。最大吸光度A點(diǎn)可被認(rèn)為M和R全部形成配合物時(shí)的吸光度，其值D。由于配離子有一部分離解，其濃度再稍小些，所以實(shí)驗(yàn)測1得的最大吸光度在B點(diǎn)，其值為D2，因此配離子的離解度a可表示為：a=（D1-D2）/D1再根據(jù)1：1組成配合物的關(guān)系式即可導(dǎo)出穩(wěn)定常數(shù)K穩(wěn)?；?。平衡濃度 M+R=MRcacac-c?尸 1—ClK繇= = r咨cCM）c（R）cCl^式中是c相應(yīng)于A點(diǎn)的金屬離子濃度（這里的是K穩(wěn)。沒有考慮溶液中的Fe3+離子的水解平衡和磺基水楊酸電離平衡的表現(xiàn)穩(wěn)定常數(shù)）。試劑和儀器儀器：UV2600型紫外可見分光光度計(jì)，燒杯(100mL,3只)，容量瓶(100mL，9只)，移液管(10mL，2只)，洗耳球，玻璃棒，擦鏡紙?jiān)噭┮韵略噭┯山處煖?zhǔn)備酸：1)、HClO4(0.01mol?L-i):將4.4mL70%HClO4溶液加入50mL水中，稀釋到5000mL。2)、磺基水楊酸(0.0100mol?LT)：根據(jù)磺基水楊酸的結(jié)晶水情況計(jì)算其用量(分子式C6H3(OH)(COOH)SOH，無結(jié)晶水的磺基水楊酸分子量為218.2)，將準(zhǔn)3確稱量的分析純磺基水楊酸溶于0.01mol?L-1HClO4溶液中配制成1000mL。鹽：(NH「Fe(SO4)2(0.0100mol?L-1，1000mL):將4.8220g分析純(NH4)Fe(SO4)2-12H2O(分子量為482.2)晶體溶于0.01mol?L-1HClO4溶液中配制成1000mL。實(shí)驗(yàn)步驟溶液的配制配制0.0010mol?L-1Fe3+溶液用移液管吸取10.00mL(NH4)Fe(SO4)2(0.0100mol?L-1)溶液，注入100mL容量瓶中，用HClO4(0.01mol?L-1)溶液稀釋至該度，搖勻，備用。配制0.0010mol?L-1)磺基水楊酸(H3R)溶液用移液管量取10.00mLH3R(0.0100mol?L-1)溶液，注入100mL容量瓶中，用HClO4(0.01mol?L-1)溶液稀釋至刻度，搖勻，備用。系列配離子(或配合物)溶液吸光度的測定用移液管按表的體積數(shù)量取各溶液，分別注入已編號的100mL容量瓶中，用0.01mol?L-1HClO/mL定容到100mL。4用波長掃描方式對其中的5號溶液進(jìn)行掃描，得到吸收曲線，確定最大吸收波長。選取上面步驟所確定的掃描波長，在該波長下，分別測定各待測溶液的吸光度，并記錄已穩(wěn)定的讀數(shù)。表數(shù)據(jù)記錄和處理編號摩爾比0?001mol?L-1Fe3+/mL0.001mol?L-1磺基水楊酸/mL0?01mol?L-1HClO/mL 4 00010用0.01mol?L-1HClO/mL定容4到到100mL10.11.009.0020.22.008.0030.33.007.0040.44.006.0050.55.005.0060.66.004.0070.77.003.0080.88.002.0090.99..001.00101100數(shù)據(jù)記錄及處理(1)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄摩爾比：Fe/(Fe+acid)00.10.20.30.40.50.60.70.80.91A(吸光度)(2)用等摩爾變化法確定配合物組成：根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，作吸光度A對摩爾比(Fe/acid)的關(guān)系圖。將兩側(cè)的直線部分延長，交于一點(diǎn)，由交點(diǎn)確定配位數(shù)希按(3)計(jì)算配合物的穩(wěn)定常數(shù)?；腔畻钏岷翔F(III)配合物的組成及其穩(wěn)定常數(shù)的求得從圖中找出D1和匚，計(jì)算a和穩(wěn)定常數(shù)。K= = 相cCM)c(R)其中C為配合物初始濃度：本實(shí)驗(yàn)條件下，配合物配合比為1:1，即摩爾比為0.5。此時(shí)配合物初始濃度為：C=0.001X5/100(母液濃度為0.001，5mL混合后，變?yōu)?00mL，)思考題本實(shí)驗(yàn)測定配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的原理如何用等摩爾系列法測定配合物組