络合物组成和不稳定常数的测定等摩尔系列法

1、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*103Pa 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MAn在水溶液中的络合与解离反应式为：M+nA MAn达到平衡时，不稳=MAn MAn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

2、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（MA）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nCAM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

3、度的关系符合朗伯比尔定律：lg0acl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c2（），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（MM）曲线上找出光密度相等的两点，在对应两点的溶液中络合物浓度必定相等。设对应于两等光密度点的起始金

4、属离子浓度和配位体浓度分别为M 、和CA、，x为络合物平衡时浓度则：不稳（Mx）（nx）nx（x）（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： pHs3C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：0.1000molL CuSO4、0.1000mol磺基水杨酸、 0.25molL H2SO4、0.5mol H2SO4、 0.5molH2SO4、 0.5molL NaOH、1molL N

5、aOH H2SO4（pH4.5）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MA均为0.038mol，并且M（MA）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pH4.5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pH4

6、.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pH4.5 波长：700nm 1、 络合物组成的确定：CM/(CM+CA)00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0VM/mL01.863.735.597.459.3211.1813.0414.9016.7718.63VA/mL18.6316.7714.9013.0411.189.317.455.593

7、.731.860 在DM(MA)图上，联结M(MA)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pH4.5时所生成的络合物的组成。 CM(CM+CA)00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0D10.0130.1260.2380.3190.4030.4420.4320.4200.3740.2400.252D20.0090.1300.2260.3210.3970.4250.4330.4170.3750.2510.264D30.0070.1250.2250.32

8、20.3940.4360.4380.4070.3680.2400.254D0.0100.1270.2300.3210.3980.4340.4340.4150.3720.2440.257D0.0100.0350.0590.0840.1090.1340.1580.1830.2080.2320.2570.0000.0920.1710.2370.2890.3000.2760.2320.1640.0120.000图1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，

9、两切线交于一点，从图上找到该点相应的光密度0以及曲线上极大点的光密度，由0和计算解离度。(0)0 (0.4800.300)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×7.45×10-3L)50×10-30.0149molL所以，络合物的不稳定常数为不稳C2(1)0.0149molL×(0.375)2(10.375)3×10-3因为不稳的文献值为2×10-3所以，绝对误差3×10-32×10-3×10-3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