《工程化学实验》备课笔记
磺基水杨酸合铁(Ⅲ配合物的组成及稳定常数的测定
实验目的
1.掌握用比色法测定配合物的组成和配离子的稳定常数的原理和方法。2.进一步学习分光光度计的使用及有关实验数据的处理方法。实验原理
磺基水杨酸>>>>(,简式为H3R的一级电离常数K1θ=3×10-3与
Fe3+可以形成稳定的配合物,因溶液的pH不同,形在配合物的组成也不同。
磺基水杨酸溶液是无色的,Fe3+的浓度很稀时也可以认为是无色的,它们在pH值为2~3时,生成紫红色的螯合物(有一个配位体,反应可表示如下:>>>>
pH值为4~9时,生成红色螯合物(有2个配位体;pH值为9~11.5时,生成黄色螯合物(有3个配位体;pH>12时,有色螯合物,被破坏而生成Fe(OH3沉淀。测定配合物的组成常用光度计,其前提条件是溶液中的中心离子和配位体都为无色,只有它们所形成的配合物有色。本实验是在pH值为2~3的条件下,用光度法测定上述配合物的组成和稳定常数的,如前所述,测定的前提条件是基本满足的;实验中用高氯酸(HClO4来控制溶液的pH值和作空白溶液(其优点主要是ClO4-不易与金属离子配合。由朗伯—比尔定律可知,所测溶液的吸光度在液层厚度一定时,只与配离子的浓度成正比。通过对溶液吸光度的测定,可以求出该配离子的组成。下面介绍一种常用的测定方法:
等摩尔系列法:即用一定波长的单色光,测定一系列变化组分的溶液的吸光度(中心离子M和配体R的总摩尔数保持不变,而M和R的摩尔分数连续变化。显然,在这一系列的溶液中,有一些溶液中金属离子是过量的,而另一些溶液中配体是过量的;在这两部分溶液中,配离子的浓度都不可能达到最大值;只有当溶液离子与配体的摩尔数之比与配离子的组成一致时;配离子的浓度才能最大。由于中心离子和配体基本无色,只有配离子有色,所以配离子的浓度越大,溶液颜色越深,其吸光度也就越大,若以吸光度对配体的摩尔分数作图,则从图上最大吸收峰处可以求得配合物的组成n值,如图所示,根据最大吸收处:
等摩尔系列法>>>>
>>>>
>>>>
由此可知该配合物的组成(MR)。
最大吸光度A点可被认为M和R全部形成配合物时的吸光度,其值D1。由于配离子有一部分离解,其浓度再稍小些,所以实验测得的最大吸光度在B点,其值为D2,因此配离子的离解度α可表示为:
α=(D1-D2/D1
再根据1∶1