磺基水杨酸合铁(Ⅲ)配合物的组成及稳定常数的测定报告方案.doc

《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(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11组成配合物的关系式即可导出稳定常数 K稳θ 或β。　　　　　　 　式中是c相应于A点的金属离子浓度(这里的是 K稳θ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：　　分光光度计，烧杯(0mL，只)，容量瓶(100mL，)，移液管 (10mL，只)，洗耳球，玻璃棒，擦镜纸 2．试剂　　酸：HClO4(0.01mol·L-1)：将4.4mL70%HClO4溶液加入50mL水中，稀释到500mL。磺基水杨酸(0.0100mol·L-1)磺基水杨酸将分析纯磺基水杨酸溶于0.01mol·L-1HClO4溶液中配制成。盐： (NH4)Fe(SO4)2(0.0100mol·L-1，1000mL)：将分析纯(NH4)Fe(SO4)2·12H2O晶体溶于0.01mol·L-1HClO4溶液中配制成。实验步骤 1. 溶液的配制　(1) 配制0.0010mol·L-1Fe3+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HClO4(0.01 mol·L-1)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，分别注入已编号的中，0.01mol·L-1 HClO4/mL定容到100mL。　(2) 。　(3) ，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 编号0.001mol·L-1 Fe3+/mL 0.001mol·L-1 磺基水杨酸/mL0.01mol·L-1 HClO4/mL 0 0 0 10 用0.01mol·L-1 HClO4/mL定容到100mL 1 0.1 1.00 9.00 2 0.2 2.00 8.00 3 0.3 3.00 7.00 4 0.4 4.00 6.00 5 0.5 5.00 5.00 6 0.6 6.00 4.00 7 0.7 7.00