理学配位滴定法视频

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,郑州市商业技师学院 医药化工系 化工教研室,第四章 配位滴定法,化工分析,课题一 配位滴定法,郑州市商业技师学院医药化工系,化工教研室教师：王丽娟,一、以教材为重点，结合本教学课件，在实际工作中进行校验；,二、充分利用网络媒体的作用，网络中的许多专业视频有利于对知识的理解；,三、设备是实物，而过程是理论。所以要以“设备”为依托来理解“过程”。,（本课件编写的指导思想）,本课程的学习方法建议,六,大课题,一、,EDTA,标准溶液的配置和标定,配位滴定法（第四章）,二、,莫尔法、佛尔哈德法、法杨司法,沉淀滴定法（第五章）,三、,高锰酸钾法、重铬酸钾法,氧化还原滴定法（第六章）,四、,直接电位法,电位分析法（第七章）,五,、分光光度法,比色法及分光光度法（第八章）,六、,气相色谱仪,气相色谱法（第九章）,课题一 滴定分析法,4.1,配位滴定法概述,4.2 EDTA,与金属离子的配合物及其稳定性,4.3,金属指示剂,4.4 EDTA,标准溶液的配置和标定,4.5,配位滴定的方式和应用,重点：,1,、,EDTA,与金属离子的配合物及其稳定性,2,、,EDTA,标准溶液的配置和标定,难点：,1,、配位滴定的方式和应用,课题一 滴定分析法,4-1,配位滴定法概述,一、配位滴定法：,以配位反应为基础建立的滴定分析方法，一般用于滴定金属离子。,+,终点,4-1,配位滴定法概述,配位剂,ligand,：能够提供配位体的物质，一般可分为无机配位剂和有机配位剂。,配合物,complex,（配位物,coordination compound,）,：由中心离子或原子和围绕在它周围的一组负离子或分子，以配位键相结合而成的配位个体。,配位体,ligand,（配体）,：与中心离子直接配位的分子或离子。,配位反应,complexation reaction,：生成物位配合物的化学反应。,基本概念,配位滴定法：,以配位反应为基础的一种,滴定分析法,。可用于对金属离子进行测定。若采用,EDTA,作配位剂，其反应为式中,Mn+,表示金属离子，,Y4-,表示,EDTA,的,阴离子,。,二,.,配位滴定法反应的必备条件,配位反应必须进行,完全,，形成的配合物要有,足够大的稳定常数,，即生成的配合物稳定性必须足够高。,配位反应,定量,进行，,配位比固定,，即只生成一种配位数的配合物。,配合反应,速度快,；要有适当的方法,确定终点,。,什么样的配位反应能用于滴定分析呢？,简单配合物,(simple complex),含有一个配位原子的配体称为,单基配位体,(unidentate),，,具有单基配位体的配位剂一般为,无机配位剂,(inorganic,ligand),，其与金属离子形成的配合物称为,简单配合,物,，常用,ML,n,表示。,三、简单配合物和螯合物,特点,：,1,、与无机配位剂形成的配合物，稳定性较差。,2,、逐级配位，多种配位物形式共存，化学计量关系不恒定。,3,、大多数无机配位反应不适于配位滴定。,以,Cu-NH,3,简单配合物为例,:,配位物的逐级稳定常数,K,i,Cu,2,+,NH,3,NH,3,H,3,N,H,3,N,四氨合铜（,）,配离子,含有两个或两个以上配位原子的配体称为,多基配位体,(multidentate),，具有多基配位体的配位剂一般为,有机配位剂,(inorganic ligand),，其与金属离子形成的配合物具有,环状结构,(circular structure),，称为,鳌合物,。,2.,螯合物,(chelate),特点,：,1,、与有机配位剂形成的配合物，具有环状结构，稳定性高；,2,、配位比恒定；,3,、大多数有机配位反应适于配位滴定。,三乙撑四胺-,Cu,2+,乙二胺-,Cu,2+,配位比与螯合环数,配位比,螯合环,1:4,0,1:2,2,1:1,3,氨羧配位剂,（,EGTA,）,乙二醇二乙醚,二胺四乙酸,（,EDTP,）,乙二胺四丙酸,氨羧配位剂（续）,（,ED,TA,）,乙二胺四乙酸,ethylenediamineter-traacetic acid,（,CyDTA,）,环己二胺四乙酸,H,2,C NH,+,CH,2,COO,-,CH,2,COOH,H,2,C NH,+,CH,2,COO,-,CH,2,COOH,讨论：,是一类以氨基二乙酸基团,N(CH,2,COOH),2,为基体的有机螯合剂，这类试剂中含有配位能力很强的,氨氮（）和羧氧（）这两种基团；,两个羧基上的,H,+,转移到,N,原子上，形成双偶极离子,有六级酸离解常数，有很强的配位能力。,氨羧络合剂的种类很多,(,约三十多种,),，其中最常用的、使用最广泛的是,乙二胺四乙酸（,EDTA),本章中，主要介绍以,EDTA,为标准溶液的,EDTA,配位滴定法。,N,.,C,O,O,4-2 EDTA,与金属离子的配合物及其稳定性,一、,EDTA,的结构,乙二胺四乙酸是多元酸，可用,H,4,Y,表示；,EDTA,难溶于水、酸，易溶于氨溶液和苛性碱溶液，故常用其,二钠盐,Na,2,H,2,Y,2,H,2,O,，也称之为,EDTA,。,EDTA,在水溶液中的离解平衡,离解,常数,pK,a1,pK,a2,pK,a3,pK,a4,pK,a5,pK,a6,0.9,1.6,2.0,2.,67,6.,16,10.,26,EDTA,的分布曲线,0 2 4 6 8 10 12 14,1.0,0.8,0.6,0.4,0.2,0.0,pH,有六级离解常数，七种分布形态。,二、,EDTA,与金属离子形成配合物的特点,EDTA,几乎可以与所有金属,M,配位，配位比大多是1:1，例如：,Zn,2+,+Y,4-,=ZnY,2-,；,Al,3+,+Y,4-,=AlY,-,Zn+Y=ZnY,；,Al+Y=AlY,EDTA,与金属离子反应生成的配合物稳定性好，因为形成五元环或六元环的鳌合物。,若,M,无色，则,MY,无色；,M,有色，,MY,颜色加深。,MY,大多带电荷，,MY,水溶性好，反应速率快。,实验室常用二钠盐的形式。,Ca-EDTA,螯合物的立体构型,五个五元环,各金属离子与,EDTA,的稳定常数,lgK,MY,lgK,MY,lgK,MY,lgK,MY,Na,+,1.7,Li,+,2.79,Ag,+,7.32,Mg,2+,8.7,Ca,2+,10.7,Ni,2,+,18.60,Fe,2+,14.3,La,3+,15.4,Al,3+,16.1,Zn,2+,16.5,Cd,2+,16.5,Pb,2+,18.0,Cu,2+,18.8,Hg,2+,21.8,Th,4+,23.2,Fe,3+,25.1,Bi,3+,27.9,+Y,Y,MY,MY,K,MY,=,一、金属指示剂的性质和作用原理,1.,金属指示剂：,能指示金属离子浓度变化的物质，称之为金属指示剂。,2.,金属指示剂的性质：,金属指示剂是弱的有机酸,(,碱,),，在一定,pH,条件下可与金属离子形成有色配合物,其颜色与游离指示剂的颜色不同，因而它能指示滴定过程中金属离子浓度的变化情况。,3.,金属指示剂的特点：,金属离子指示剂本身也是配位剂，而且多为含双键的物质，不太稳定，故在配制和使用时要特别注意。,4.,作用原,理：,4-3,金属指示剂,metal indicator,In,+M,MIn,+Y MY+,In,EBT,与多种金属离子所形成的配合物,MIn,都呈现,红色。,适用,pH,范围：,8-11,终点：,红色,蓝色,例如：铬黑,T,Eriochrome Black T,（,EBT,）,铬黑,T,指示剂,(,简称,EBT,),是三元酸，在不同,pH,值条件下不同的离解产物呈现不同颜色。以,H,3,In,表示此三元酸，其离解平衡为：,H,3,In,H,2,In,HIn,2,In,3,红色 红色,蓝色,橙色,pH12,-H,+,+H,+,-H,+,+H,+,-H,+,+H,+,(,1)Mg,2+,与,EBT,反应，形成一种与,EBT,本身颜色不同的配合物：,滴定前,Mg,2+,+EBT MgEBT,(,蓝色,)(,红色,),以,EDTA,滴定,Mg,2+,离子(,pH10,)，用,EBT,作指示剂为例，说明金属指示剂的变色原理。,(2),当滴入,EDTA,时，溶液中游离的,Mg,2+,逐步被,EDTA,络合，当达到计量点附近时，已经与,EBT,络合的,Mg,2+,被,EDTA,夺出，释放出指示剂,EBT，,引起溶液颜色的变化：,滴定终点,Mg-EBT+EDTA Mg-EDTA+EBT,（,红色,）（,蓝色,）,二、金属指示剂应具备的条件,在滴定的,pH,范围内，游离指示剂与指示剂,-,金属离子的颜色应有显著的差别；,反应快，可逆性好；,既要有稳定性，又要稳定性适当，必须,K,MIn,K,NY,2.MIn,有色物的颜色变化可逆性差（虽,K,MIn,K,MY,），,MIn,不能很快地被,Y,破坏掉。,消除：,1.,干扰离子引起，加掩蔽剂或分离；,2.M,本身引起可利用其他金属指示剂。,2.指示剂的僵化,(ossicfication of indicator),消除,:,(1),加热,加快速度,(2),有机溶剂相似相溶,原因：,MIn,+Y MY+In,MIn,溶解度小，形成沉淀或是胶体，导致反应慢，终点拖长或颜色变化很不敏锐。,例如：,PAN,难溶于水,3.指示剂的氧化变质等,(oxidation of indicator),（在水溶液中不稳定）,原因：,金属指示剂大多含有双键，易被日光、氧化剂及空气中的氧化还原性物质破坏，在水溶液中不稳定。,消除,：,(1),可配成固体混合物（用,NaCl,固体稀释）,(2),加防止指示剂变质的试剂,（,EBT,中加入三乙醇胺）,三、常用的金属指示剂,1.,铬黑,T(EBT)pH8,11,使用,EBT,与,Al,3+,、,Fe,3+,、,Co,2+,、,Ni,2+,等形成的配合物稳定性超过了,EDTA,与这些离子形成的配合物，故不能用,EBT,指示这些离子的滴定。,2.,二甲酚橙,(XO),pH6,使用,pH12,，,Mg(OH)2,，用,钙指示剂，,测,Ca,2+,量。,4-5,配位滴定的方式及应用,返滴定法,被测,M,与,Y,反应慢，易水解，封闭指示剂,例:,Al,3+,的测定,pH 3,4,pH 5,6,Y（,过,+,定）,冷却,+XO,黄,红,注意：,作为返滴定的金属离子，与,EDTA,配合物的稳定性要适当。,置换滴定法,被测,M,与,Y,的配合物不稳定,例,1,：,Y,例2:,间接金属指示剂,Cu-PAN,指示剂,1.测非金属离子:,PO,4,3-,、SO,4,2-,2.待测,M,与,Y,的配合物不稳定:,K,+,、Na,+,间接滴定法,例,1,：,配位法测定,PO,4,3-,BiPO,4,-,3,4,PO,Bi(NO,3,),3,过量,例,2,：,配位法测定,Na,+,Y,NaOAc,Zn(,OAc),2,3UO,2,(OAc),2,9H,2,O,Na,+,醋酸铀锌钠,溶解,Zn,2+,H,+,本课小结,1,、,EDTA,滴定法中的,滴定反应,。,2,、,金属指示剂,种类。,3,、,金属指示剂,指示终点的,原理,。,4,、配位滴定的方式和应用。,请将你的答案注明 专业、姓名并发送至电子邮箱。,郑州市商业技师学院 电 视 台郑州市商业技师学院 教务委员会联合出品,