第四章-EDTA配位滴定法-课件

第四章 配位滴定法4.1EDTA的性质及MY配合物常用的配位滴定剂—氨羧配位剂以氨基二乙酸为基体的螯合剂N(CH2COOH)2

含两种配位原子本教材主要讨论乙二氨四乙酸(简称EDTA)1.结构式、分子简式ppt课件1分子简式

H4Y2.M与Y形成MY配合物,稳定性高∵MY配合物中有五个五员环,所以稳定性高从lgKMY(查表8-11)可知,①碱金属不稳,碱土金属稳定性低;②过渡元素、稀土稳定性较高；➂3，4价金属离子和Hg2+lgKMY>203.配位比恒定nM

:

nEDTA=

1

:

1ppt课件24.溶解性H

Y6六元弱酸溶于强酸ppt课件3H

Y4微溶易溶于NaOH或NH3·H2O中Na2H2Y0.02g/100ml水市售Na2H2Y·2H2O11g/100ml(EDTA二钠盐)5.存在型体EDTA酸为六元弱酸,由于存在逐级离解∴溶液中可有七种型体存在.pH≥10时,主要型体Y4-,详见图8-2§4-2影响MY配合物稳定性的因素一.副反应和副反应系数MYppt课件4L主反应

M

+

Y

OH-H+N副反应M(OH)ML

NY副反应系数αM(OH)αM(L)αY(N)HY,H2Y…H6YαY(H)EDTA的副反应

αY＝

αY(N)金属离子M的副反应αM

＝

αM(OH)

＋＋αM(L)αY(H)无副反应发生时，MY稳定常数－KMYº称为绝对稳定常数－－查表８-８有副反应发生时，MY稳定常数－K´MY称为条件稳定常数，它与KMYº的关系：•lg

K´MY=

lg

KMYº

-

lg

αM-

lg

αY••∴

K´MY<<

KMYº由于副反应的发生，使MY稳定性大大降低．ppt课件5∵在一般的配位反应中,M主要发生配位效应,EDTA主要发生酸效应;∴重点研究这两种效应对MY配合物稳定性的影响.ppt课件6(一)EDTA的酸效应系数αY(H)显然,C(H+)↑,αY(H)↑，酸效应越严重。ppt课件7•ppt课件8pH≥12αY(H)

≈1无酸效应由上式可以做出:①EDTA的αY(H)

–pH曲线；从曲线中可以看出，pH>10时主要型体是Y4-②表8-10列出EDTA在不同pH时酸效应系数∴酸效应系数仅需查表即可.（二）金属离子的配位效应系数αM(L)ppt课件9结论：C(L)↑,αM(L)↑，配位效应越严重。ppt课件10（三）条件稳定常数K´MYppt课件11若只考虑EDTA酸效应，M配位效应：lg

K´MY

=

lg

KMYº

-

lg

αM（L）

-

lg

αY（H）例题:

计算pH=9.0,氨性缓冲溶液中C(NH3)=0.10mol/L,Zn2+与EDTA的lg

K´ZnY2-解:+

ZnY2-Zn2+

Y4-

NH3H+[Zn(NH3)]2+[Zn(NH3)2]2+...3

4[Zn(NH

)

]2+αZn(NH3)12HYH2Y...H6YαY（ppHt课）件∴

lgK´ZnY2-

=

lgKºZnY2-

-

lgαZn(NH3)

-

lgαY（H）pH=9.0时,lgαY（H）=1.28C(NH3)=0.10mol/LαZn(NH3)=1

+β1C(NH3)+β2C2(NH3)+β3C3(NH3)+β4C4(NH3)αZn(NH3)

≈β4C4(NH3)

=

2.88×105

(3.11×105)

(5.49)lgαZn(NH3)

=

5.46lgK´ZnY2-

=

16.50

–

5.46

–

1.28

=

9.76ppt课件13三.准确滴定M的条件允许滴定M的RE≤│±0.1%│lgCM0·K´MY

≥

6若CM0=0.010mol/L

lgK´MY≥8ppt课件14四.配位滴定中酸度的控制1.最低pH值—EDTA的酸效应曲线若只考虑酸效应,根据准确滴定条件ppt课件15•lgK´MY=

lgKMY

-

lgαY(H)

≥8 lgαY(H)

≤

lgKMY

-

8pH≥某一定值例如:EDTA滴定Bi

3+lgαY(H)

≤

28

–8=

20pH

≥

0.8同理,EDTA滴定Fe2+ppt课件16••lgαY(H)

≤

14–8

=

6pH

≥

5.4此pH值即滴定某一金属离子允许的最低pH值.总结:MY的lgKMYº越大,允许滴定M的pH值越低.将EDTA滴定各种金属离子允许的最低pH值对

lgKMYº做关系曲线,此曲线称为EDTA的酸效应曲线.可见,lgKMYº越高,滴定M允许的pH值越低.2.最高pH值为防止pH值过高,造成M水解.根据

C(M)·C(OH-)n

≤Kºsp,M(OH)n•pH≤某一定值ppt课件17∴配位滴定的pH范围酸效应曲线的

pH

≤pH≤

M水解的pHMn+2•

+ H

Y2-3.缓冲溶液控制酸度∵随着滴定进行pHppt课件18MY

(n-4)+

2H+C(H+)↑，pH↓，lg

αY（H）↑，对MY稳定性影响越大。∴要用缓冲溶液控制酸度，例如：控制pH=10控制pH=5氨性缓冲溶液HAc-NaAc缓冲溶液§4-3

金属离子指示剂能指示溶液中金属离子浓度变化的指示剂.一.变色原理例如:铬黑T指示剂(简称EBT),以EDTA滴定Mg2+为例.pH=10ppt课件19Mg-EBT(紫红色)滴定前:Mg2+(少量)

+ EBT(少量)纯兰色滴定中:

Mg2+(游离)

+

EDTApH=10pH=10Mg-EDTA(无色)Mg-EDTA+EBT(无色)

纯兰色终点:

Mg-EBT +

EDTA紫红色∴金属指示剂变色原理的本质是：1.金属离子M与指示剂In生成有色配合物MIn（KMIn<KM-EDTA）;2.终点时，EDTA将MIn中的In置换出来;3.MIn与In颜色必须明显不同。ppt课件20二.指示剂使用中应注意的三个问题1.封闭现象终点时,指示剂无颜色变化.干扰离子封闭指示剂—加掩蔽剂消除干扰.2.僵化现象终点时,指示剂变色不敏锐,终点拖长.消除方法:将溶液加热或更换指示剂.3.氧化变质现象金属指示剂不稳定,易被日光,氧化剂,金属等分解.∴不宜久存.ppt课件21三.指示剂使用的pH范围例如:铬黑T(简称EBT)为三元弱酸:H

In-pKa26.3pKa311.6ppt课件222紫红HIn2-兰色In3-橙色从以上离解平衡可以看出，在pH=6.3-11.6范围内，铬黑T指示剂主要以蓝色HIn2-型体存在。∴铬黑T指示剂最适宜使用的pH=9-11四.常用的金属指示剂(详见教材)指示剂 简称ppt课件23MIn色 直接滴定磺基水杨酸

Ssal二甲酚橙铬黑TXOEBT酸性铬蓝K-萘酚绿B钙指示剂

NNK-B

8-138-13使用的pH范围

HIn色1.5--3

浅黄色<6.3

亮黄色7-11

兰色兰色兰色红色Fe3+紫红色pb2+,Bi3+Cu2+紫红色Ca2+,Mg2+酒红色单滴Ca2+灵敏红色Ca2+§4-4

配位滴定的方式和应用一.直接滴定法测定水样中Ca2+,Mg2+总量Ca2+•

+

EDTAMg2+

+

EDTApH=10ppt课件24

pH=10EBT指示剂Ca-EDTAMg-EDTA（CV)EDTA注：水中的少量Fe3+，Al3+将干扰Ca

2+,Mg

2+的滴定，故采取在pH=10时，加入三乙醇胺掩蔽。具体内容详见教材p236计算水硬时，将Ca2+,Mg2+总量折算成

CaO含量：注：实验中取100mLp水pt课件样测定。25二.返滴定法—测定Al3+Al3+①Al3+与EDTA反应缓慢—不符合滴定分析要求；②Al3+在滴定的pH条件下易发生水解—妨碍滴定进行③Al3+对指示剂XO有封闭作用—无法指示终点到达。∴EDTA不能直接滴定Al3+，可用返滴定法测定。已知过量EDTA（CV）EDTApH=3.5Δ煮沸3-5minAlY-,EDTA（余）Zn

2+标准溶液返滴定（CV)ZnXO指示剂，终点紫红→亮黄ppt课件26AlY-

lgKº=16.30ZnY2-

lgKº=16.50用此法可测胃舒平片剂中Al2O3%.ppt课件27练习题:测定水样的总硬度.取100ml水样,在pH=10的氨性缓冲溶液中,以EBT为指示剂用0.010mol·L-1EDTA标准溶液滴定,终点时消耗EDTA21.35ml,求水样的总硬度.以ρCaO(mg/L)和度（º）两种方式表示.已知MCaO

=56.08,ppt课件28本章学习要求:1.掌握EDTA配合物的特点.2.理解影响