络合物组成和不稳定常数的测定--等摩尔系列法

精品文档韩山师范学院化学系化学专业物化实验课实验报告班级20011312学号 23姓名 高旺珠同组陈红乳、吴和生评分实验日期 : 2004 年 3 月 10 日 室温 21.7气压101.22*10 3Pa教师实验题目 :络合物组成和不稳定常数的测定- 等摩尔系列法实验目的 :1. 学会用等摩尔系列法测定络合物组成、不稳定常数的基本原理和实验方法。2. 计算络合反应的标准自由能变化。3. 熟练掌握测定溶液 pH 值和光密度的操作技术。实验原理：络合物 MA n 在水溶液中的络合与解离反应式为：M+nAMA n=MAnn达到平衡时，不稳MA 式中， 不稳 为络合物不稳定常数， 、和n分别为络合平衡时金属离子、配位体和络合物的浓度、n 为络合物的配位数。在络合反应中， 常伴有颜色的明显变化，因此研究这些络合物的吸收光谱可以测定它们的组成和不稳定常数。测定方法较多， 本实验采用应用最广的等摩尔系列法测定u（）磺基水杨酸络合物的组成和不稳定常数。1、 络合物组成的测定在维持金属离子和配位体总浓度不变的条件下，取相同浓度的溶液和溶液配成一系列 M （ M A）不同的溶液， 这一系列溶液称为等摩尔系列溶液，当所生成的络合物 n 的浓度最大时， 络合物的配位数 n 可按下述简单关系直接由溶液的组成求得n CA M显然，通过测定某一随络合物含发生相应变化的物理量，例如光密度的变化，作出组成性质图，从曲线的极大点便可直接得到络合物的组成。络合物的浓度和光密度的关系符合朗伯比尔定律： lg 0 acl利用分光光度计或光谱仪测定溶液光密度与浓度c 的关系，即可求得络合物的组成，不同络合物的组成光密度图具有不同的形式。2、 不稳定常数的测定在络合物明显解离的情形下，用等摩尔系列法得到的曲线，并作切线交于点。设在点的光密度为 0 ，曲线 2 的极大的光密度为，则络合物的解离度为：解离部分总浓度（总浓度络合物浓度）总浓度（ 0）0对于型络合物的 不稳 c 2（），故将该络合物浓度 c 及上面求出的代入此式即可算出不稳定常数。当络合物解离度很小时，此法不易得到准备结果，此时，可在M（ M M）曲线上找出光密度相等的两点，在对应两点的溶液.精品文档中络合物浓度必定相等。设对应于两等光密度点的起始金属离子浓度和配位体浓度分别为M、 CM 和 CA、 C A ，x 为络合物平衡时浓度则：不稳 （ M x）（ nx）nx（ CM x）（ C M nx）nx解上述方程可得x，进而可求得 不稳 值。通常，络合物溶液的光密度与温度有关，不过 u（）磺基水杨酸络合物溶液的光密度在2030。 随温度变化很小，在实验误差范围之内。实验仪器：pHs 3C 精密 pH 计（ 00308619）724 型微机型可见分光光度计（ 00313134）吸量管、容量瓶、小烧杯、滴管主要试剂：0.1000mol L CuSO 4、0.1000mol 磺基水杨酸、0.25mol L H 2SO4、0.5mol H 2SO4、0.5mol H2SO4、0.5mol L NaOH 、1mol LNaOHH 2SO4（ pH 4.5）操作步骤：1、 等摩尔系列溶液的配制于烧杯中配制下述溶液，各溶液的M A均为0.038mol ，并且 M （ M A ）分别为 0、 0.1、 0.2、0.3、 0.4、 0.5、 0.6、 0.7、 0.8、 0.9及 1.0。用 NaOH 溶液及 H2SO4 溶液调整 pH 至 4.5（先用较粗溶液粗调，当接近 4.5 时，再用较稀溶液细调） 。酸度计应先用邻苯二甲酸氢钾缓冲溶液校准。然后将被测溶液移入 50mL 容量瓶中。用少量 pH 4.5 的硫酸冲洗电极及烧杯，冲洗液移入容量瓶中，最后用该硫酸溶液稀释至刻度。2、 等摩尔系列溶液光密度的测定连接好分光光度计的线路，取光路长度为10mm 的比色皿，洗净后，第一支盛 pH 4.5 的硫酸，其余依次盛放待测溶液（在盛入溶液前应用该溶液将比色皿洗三次） 。将波长调至 700nm，测定各溶液光密度。数据记录及处理 :室温： 21.7气压： 101.22× 103Pa硫酸铜溶液浓度M ：0.1000mol 磺基水杨酸溶液浓度A ：0.1000mol 溶液的 pH 4.5波长： 700nm1、 络合物组成的确定：CM /(C M+C A)00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0V M /mL01.863.735.597.459.3211.1813.0414.9016.7718.63V A /mL18.6316.7714.9013.0411.189.317.455.593.731.860在 D M ( M A) 图上，联结 M ( M A )为和 1.0 时两点的直线，求得不同组成溶液中，由于金属离子和配位体吸收所产生的光密度，进而求得相应的各溶液的 （即）。再以 对 ( )作图，由图确定 Cu( )与磺基水杨酸在 pH 4.5时所生成的络合物的组成。.精品文档CM 00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0(CM +CA )D10.0130.1260.2380.3190.4030.4420.4320.4200.3740.2400.252D20.0090.1300.2260.3210.3970.4250.4330.4170.3750.2510.264D30.0070.1250.2250.3220.3940.4360.4380.4070.3680.2400.254D0.0100.1270.2300.3210.3980.4340.4340.4150.3720.2440.257D0.0100.0350.0590.0840.1090.1340.1580.1830.2080.2320.2570.0000.0920.1710.2370.2890.3000.2760.2320.1640.0120.000图 1DD0.50.40.30.2D0.1000.10.20.30.40.50.60.70.80.91CM(CM+CA)图 2由图 2 可以看出当曲线极大点 0.3000，与之相应的 (CM +CA )0.5，可得 1,即该络合物的组成为型络合物。2、 络合物不稳定常数的计算在 ( )图上通过 ( )为 0 和 1.0 处分别作曲级的切线，两切线交于一点，从图上找到该点相应的光密度0 以及曲线上极.精品文档大点的光密度，由0 和计算解离度。 ( 0 ) 0 (0.480 0.300) 0.4800.375最后计算该络合物的不稳定常数络合物的浓度 c=(0.1000mol × 7.45× 10-3 L) 50× 10-3 0.0149mol L 所以，络合物的不稳定常数为 不稳 C 2(1 ) 0.0149mol L × (0.375)2 (1 0.375) 3× 10-3因为 不稳 的文献值为2× 10-3所以，绝对误差3× 10-3 2× 10-3× 10-3相对误差× 10-3 (2×10-3)× 100% 50% 3、 络合反应的标准自由能变化的计算利用 ? ln(1 不稳 )计算该络合物反应的标准自由能变化。 ? ln(1 不稳) 8.314× 294× ln1 (3× 10-3) 14.2KJmol问题讨论 :1、 怎么确定络合物的组成？答：在维持金属离子的和配位体总浓度不变的条件下，取相同浓度的浓度和溶液配成一系列 (CM +CA )不同的溶液，称为等摩尔系列溶液。当所生成的络合物 n 的浓度最大时， 络合物的配位数 n 可按下述简单关系直接由溶液的组成来求得：n CA CM显然，通过测定某一随络合物含量发生相应的变化的物理量，例如光密度的变化，作出组成性质图，从曲线上的极大点便可以直接得到络合物的组成。.