课程教学教案周次章节名称第9讲配位滴定法5153.DOC

课 程 教 学 教 案 周 次 章 节 名 称 第9讲 第五章 配位滴定法§5.1~§5.3 授 课 方 式 课堂讲授 教 学 时 数 2学时 教 学 目 的 要 求 了解EDTA 的性质及其与金属离子的配位能力和特点，熟悉副反应系数与条件稳定常数的关系，条件稳定常数的含义、副反应对络合平衡的影响和计算方法。理解络合物平衡体系中的形成常数和离解常数，逐级形成常数和逐级离解期数，积累形成常数和积累离解常数，总形成常数和总离解常数的意义。 教 学 重 点 难 点 重点：熟悉副反应系数与条件稳定常数的关系，条件稳定常数的含义、副反应对络合平衡的影响和计算方法。 难点：熟悉副反应系数与条件稳定常数的关系和计算方法。 教 学 方 法 手 段 教学方法：讲授 教学手段：多媒体 教学过程（包含教学基本内容、过程、学时分配；课堂讨论、练习、作业）： 备注 导入 前面讲了酸碱滴定法及其应用，在高中化学学过配位化合物。配位化合物的形成是通过配位键的作用—配位反应。利用配位反应进行滴定，是否和酸碱滴定一样呢？ 教学基本内容 第五章 配位滴定法 第一节 概述 配合滴定条件 配合滴定法是以形成配合物的反应为基础的滴定分析方法。配合滴定的反应是金属离子和阴离子（或分子）以配位键结合生成络离子的反应。 能用于配合滴定的反应必须具备以下几个条件： ①形成的络合物（或络离子）要相当稳定； ②在一定的反应条件下，必须生成配位数一定的络合物； ③络合反应速度要快； ④要有适当的指示剂或其它方法，简便、正确地指出反应等量点的到达。 二、滴定剂的选择 1.单基配位体(无机滴定剂) 无机配位反应中，除个别反应（如Ag+与CN -，Hg2+与Cl-等反应）外，大多数不能用于络合滴定。 2.多基配位体(有机滴定剂) 有机配位剂分子中常含有两个以上的可键合的原子，与金属离子配位时形成低配位比的具有环状结构的螯合物。有机配位反应广泛用于配位滴定分析中。不稳定；逐级配位 广泛用作配位滴定剂的有机物质，是含有“—N(CH2COOH)2”集团的有机化合物，称为氨羧配位剂。其分子中含有氨氮（图1）和羧氧（图2）配位原子。 稳定性好；组成一定 氨羧配位剂兼有氨氮与羧氧的配位能力，几乎能与所有金属离子配位。 目前研究过的氨羧配位剂有几十种，其中应用最广的就是乙二胺四乙酸，简称EDTA。 用EDTA作标准溶液进行滴定的方法，称为EDTA滴定法。EDTA与金属离子形成的配合物及其稳定性 一、EDTA的性质 DTA在水中的溶解度较小（22℃，0.02g/100ml水），难溶于酸和有机溶剂，易溶于NaOH或NH3水中，形成相应的盐溶液。 通常用的是EDTA二钠盐（Na2H2Y·2H2O），一般也简称EDTA或EDTA二钠，它的溶解度较大，在22℃时，每100ml水可溶解11.1g，约0.3mol/L，pH=4.8 根据红外光谱研究，EDTA具有偶极离子结构： ?其中在羧酸上的两氢离子容易释出，与氮原子结合的两个氢离子不易释出，此外，两个羧酸根还可以接受质子，当酸度高时，EDTA转变为6元酸的形式H6Y2+，在水溶液中存在以下一系列的酸、碱平衡： EDTA以H6Y2+、H5Y+、H4Y、H3Y-、H2Y2-、HY3-、Y4-种型体存在，它们的分布与pH值有关。 Ka1 pKa2 pKa3 pKa4 pKa5 pKa6 0.9 1.6 2.0 2.67 6.1 10.26 pH ＜1 ~1.6 1.6~2 2~2.7 2.7~6.2 6.2~10.3 ＞10.3 主要存在型体 H6Y2+ H5Y+ H4Y H3Y- H2Y2- HY3- Y4- 只有Y4-能与金属离子直接配位。二、EDTA与金属离子配位物 （1）EDTA与金属离子形成具有多个环状结构的鏊合物。EDTA与金属离子形成五个五元环：四个┌─M─┐五元环及一个┌─M─┐五元环，具有这类环状结构的螯合物是很稳定的。 （2）绝大部分金属离子均可与EDTA络合（除1A外）且由于多数金属离子的配位数不超过6，所以EDTA与大多数金属离子可形成 1∶1 型的配合物，只有极少数金属离子，如锆(Ⅳ)和钼(Ⅵ)等例外。反应中有H+释放出来。 （3）EDTA与无色金属离子生成无色的螯合物，与有色金属离子一般生成颜色更深的螯合物。 三、配合物稳定性 1. 表示方式 在配合反应中，配合物的形成和离解是一个反应的相互对立而又相互依赖的两个方面，一方面是中心离子与配合体之间的相互吸附，通过配位键形成配合物；另一方面由于溶液中溶剂分子（水溶液中主要是水分子）的作用，以及配合物内部的排斥作用，使配合物又离解，在一定条件下（T、℃一定