磺基水杨酸合铁溶液组成及稳定性的研究

磺基水杨酸合铁溶液组成及稳定性的研究

光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立的分析方法。不同的物质吸收不同的波长光，即物质吸收选择性，物质表现出黄色光的互补色彩。例如，当cuso4溶液中的光被cuso4选择性吸收时，cuso4溶液会呈现出黄色光的互补颜色。溶液的颜色取决于溶液吸收的光的深度，即取决于吸收物质的浓度。例如，cuso4溶液的浓度越高，吸收黄色光的量越多，这意味着引入的蓝色光越强，溶液的蓝色光越深。因此，可以通过比较溶液中吸收的光量来确定溶液中吸收的光含量。当一束波长一定的单色光通过有色溶液时,一部分光被吸收,一部分光透过溶液.光被溶液吸收的程度,可用吸光度A来表示,吸光度A越大表示光被有色溶液吸收的程度越大.物质对光吸收的定量关系,可用朗伯-比尔定律来表示:磺基水杨酸是分光光度法测定铁的有机显色剂之一,本文用H3R表示.在pH1.8~2.5时与铁生成紫红色的FeR:在pH4~8时生成红色的FeR23-;PH8~11.5时生成黄色的;pH大于12时,有色配合物被破坏而生成Fe(OH)3沉淀.本文用722型分光光度计在pH1.8~2.5时,采用不同的测定方法,测定了不同温度、不同浓度磺基水杨酸铁配合物的稳定常数,对浓度、温度对磺基水杨酸合铁的组成及稳定常数的影响进行了初步探索.1测定波长的选择在室温下(15℃)以0.0100mol·L-1HClO4溶液为介质,用1cm吸收池,蒸馏水作参比液,测量可见光区0.00100mol·L-1Fe3+、磺基水杨酸、磺基水杨酸合铁(Ⅲ)的吸光度A,以波长为横坐标,吸光度A为纵坐标,作吸光度—波长曲线图(图1).吸收曲线显示,Fe3+和磺基水杨酸在PH为2的溶液中,在波长400~600nm区间吸光度值不大,其影响可以用Fe3+或磺基水杨酸溶液作参比液消除.磺基水扬酸合铁(Ⅲ)的吸光度在500~510nm之间有最大值.因此测定波长选择为500nm.2配合物的浓度对金属离子的影响摩尔比法是配制一系列溶液,各溶液中金属离子的浓度、酸度、离子强度及温度都相同,只改变配位体的浓度,在配合物最大吸收波长处测定各溶液的吸光度,以吸光度A为纵坐标,配体的[R]/[M]为横坐标作图(见图2).当配体的量较小时,金属离子没有完全被配合,随着配体的量逐渐增加,生成的配合物便不断增多.吸光度不断增大,当配体增加到一定浓度时,吸光度不再增大,如图2所示.图中曲线转折点不敏锐,是由于配合物解离造成的.运用外推法将曲线的线性部分延长相交于一点Amax,该点对应的[R]/[M]值即为配合物的组成比n.利用曲线弯曲处求K稳的近似值方法如下:可以认为Amax为100%完全配位时的吸光度,由于配离子有一部分解离,其浓度要稍小一些,所以实验测得的最大吸光度为A值.则离解度α实验数据处理:取9个50mL烧杯,编号,按表1配制溶液,摇匀.用1cm比色皿,以1号试剂作参比液,在500nm处测各溶液的吸光度A,以A对[R]/[M]作图(图3),确定n.计算平衡常数.3配合物的等摩尔比法等摩尔连续变化法是配制一系列溶液,保持溶液中酸度、离子强度、温度和金属离子与配体的总物质的量不变,改变金属离子cM和配体的摩尔分数使之连续变化,在最大吸收波长处测定各溶液的吸光度,以吸光度A对配体的摩尔分数xR作图(图4),根据两边线性部分的延长线相交之点所对应的配体摩尔分数值xR,即可求出配合物的组成比n:可以认为相交之点Amax为配合物以n完全配位而不离解的吸光度,而实验测得值为A,两者之差就是由配合物离解所造成的.由此可求K稳,相应计算同摩尔比法.按表2配制溶液,用1cm比色皿,以1号试剂作参比液,在500nm处测各溶液的吸光度,以A对xR作图,确定n.并求K稳.实验数值表明,摩尔比法和等摩尔连续变化法两种测定方法的配位数相同,最大吸光度偏差为0.002,实验测量值偏差为0.003,解离度偏差为0.028,平衡常数数值相对偏差为2.5%.考虑误差来源,认为两种分析方法无显著性差异.4磺基水杨酸溶液浓度对fe3+溶液和磺基水杨酸溶液k稳的影响把表2中的Fe3+溶液和磺基水杨酸溶液的浓度改为0.010mol·L-1,其它不变,用1cm比色皿,以1号试剂作参比液,在500nm处测定各溶液的吸光度,以A对xR作图,确定n.并求K稳.实验结果表明,增大Fe3+溶液和磺基水杨酸溶液的浓度,平衡常数显著减小.5温度对磺基水扬酸合铁配合物溶液解离度的影响按表2配制溶液,用1cm比色皿,以1号试剂作参比液,在500nm处,在6℃、40℃时测量溶液的吸光度A,以A对xR作图,确定n.并求K稳.计算结果表明,温度升高,磺基水扬酸合铁(Ⅲ)配合物溶液的解离度增大,平衡常数显著变小.15℃实验数据比较,温度降低配合物的解离度也增大,平衡常数减小.6摩尔吸光系数测定根据朗伯-比尔定律:A=εcd,计算表2(曲线B)、表3(曲线C)、表4(曲线D、E)中溶液的摩尔吸光系数,以ε为纵坐标,配体摩尔分数为横坐标作图(图8).图8表明:1)比较曲线(E)和曲线(D)说明同种溶液温度升高摩尔吸光系数增大.2)比较曲线(B)和曲线(C)说明溶液的浓度越大,摩尔吸光系数越小.3)四条曲线的最低点在xR等于0.5处,验证了其它条件不变时,浓度越大,摩尔吸光系数越小的结论.摩尔吸光系数常用来衡量光度法灵敏度的高低,摩尔吸光系数越大,表明测定该物质的灵敏度越高.升温和降低溶液的浓度可提高测定结果的灵敏度,但温度升高配合物的解离度加大,稳定常数减小,且温度不好控制恒定.降低溶液的浓度可提高测定结果的准确度.7磺基水杨酸铁配合物的稳定性本实验没有进行仪器、酸效应和配位效应的校正.没有控制离子强度.测定的只是条件稳定常数.而溶液吸光度曲线绘制的准确性及Amax的确定对磺基水扬酸配合物的解离度和平衡常数的计算有很