磺基水杨酸合铁(Ⅲ)配合物的组成及稳定常数的测定

1、工程化学实验备课笔记磺基水杨酸合铁( )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 K 1 =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 1

2、1.5 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(OH) 3 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 23 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 ClO 4-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

3、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

4、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 可表示为： =(D1-D2)/D 1再根据 1 1 组成配合物的关系式即可导出稳定常数K 稳 或 。式中是c 相应于A 点的金属离子浓度( 这里的是K 稳 没有考虑溶液中的Fe3+离子的水解平衡和磺基水杨酸电离平衡的表现稳定常数试剂和仪器) 。1仪器：UV2600型紫外可见分光光度计，烧杯(100mL ， 3 只)，容量瓶(100mL ，9 只 )，移液管(10mL ， 2 只

5、) ，洗耳球，玻璃棒，擦镜纸2试剂以下试剂由教师准备-1溶液加入 50mL水中，稀酸： 1）、 HClO 4(0.01mol L·)：将 4.4mL70%HClO 4释到 5000mL 。2）、磺基水杨酸 (0.0100mol L·-1) ：根据磺基水杨酸的结晶水情况计算其用量（分子式 C6H 3（ OH ）（ COOH ） SO3H，无结晶水的磺基水杨酸分子量为 218.2），将准确称量的分析纯磺基水杨酸溶于 0.01mol ·L-1HClO 4 溶液中配制成 1000mL 。盐： (NH4)Fe(SO4)2-1， 1000mL) ：将 4.8220g 分析纯(

6、0.0100mol L·(NH 4)Fe(SO4) 2·12H2O(分子量为482.2)晶体溶于0.01mol L·-1HClO 4 溶液中配制成1000mL 。实验步骤1. 溶液的配制(1) 配制 0.0010mol ·L-1 Fe3+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-1HClO 4(0.01 mol L ·)溶液稀释至该度，摇匀，备用。(2) 配 制 0.0010 mol·L-1 ) 磺 基 水 杨 酸 (H3R) 溶 液用移液管

7、量取10.00mLH3R(0.0100mol L·-1)溶液，注入 100mL 容量瓶中，用HClO4(0.01mol·L-1) 溶液稀释至刻度，摇匀，备用。2. 系列配离子 (或配合物 )溶液吸光度的测定(1) 用移液管按表的体积数量取各溶液， 分别注入已编号的 100mL 容量瓶中，用 0.01mol ·L-1 HClO 4/mL 定容到 100mL 。(2) 用波长扫描方式对其中的号溶液进行扫描，得到吸收曲线，确定最大吸收波长。(3) 选取上面步骤所确定的扫描波长，在该波长下，分别测定各待测溶液的吸光度，并记录已稳定的读数。表 数据记录和处理-1-10.01

8、mol L·磺基水杨-10.001mol L·HClO 4/mL编号0.001mol L·摩尔比Fe3+ /mL酸 /mL0001010.11.009.0020.22.008.0030.33.007.00用 0.01mol ·L-140.44.006.0050.55.005.00HClO 4 /mL 定容到60.66.004.00100mL70.77.003.0080.88.002.0090.99.001.00101100数据记录及处理（ 1）实验数据记录摩尔比： Fe/ (Fe+acid）00.10.20.30.40.50.60.70.80.91A( 吸光度)（ 2）用等摩尔变化法确定配合物组成：根据表中的数据，作吸光度A对摩尔比（ Fe/acid ）的关系图。将两侧的直线部分延长，交于一点，由交点确定配位数n。3（ 3）磺基水杨酸合铁（）配合物的组成及其稳定常数的求得从图中找出 D1 和 D2，计算 和稳定常数。其中 C 为配合物初始浓度：本实验条件下，配合物配合比为1:1，即摩尔比为0.5。此时配合物初始浓度为：C=0.001× 5/100 （母液浓度为0.001 ， 5 mL 混合后，变为100mL，）思考题(1) 本实验测定配合物的组成及稳定常数的原理如何(2) 用等摩尔系列法测定配合物组成时 ,为什么说溶液