螯合物和螯合剂的概念

可加入某种掩蔽剂（此试剂能与干 扰离子结合成更稳定的配合物，而 对被测离子无影响），把干扰离子 掩蔽起来，再滴定被测离子。例如 EDTA滴定Ca2+ Mg2+时，少量Fe3+， Al3+有干扰，可加入三乙醇胺消除 干扰。
（三）EDTA螯合滴定
示例-水的总硬度测定
水的总硬度是指水中Ca2 + ， Mg2+ 的总硬度（以为mmol ·L-1单位）
第三节 螯合物
（一）螯合物和螯合剂的概念
螯合物：由中心原子与多齿配体形
成的环状配合物
螯合剂：能与中心原子形成螯和物 螯合效应：这种由于螯和物的生成 而使配合物的稳定性大大增加的作 用配合物中形成的鏊合环数目越多 其稳定性越强。
形成的螯合环以五元环和六元环 最稳定。常见的螯合剂大多是有机 化合物，特别是具有氨基N和羧基O 的一类氨羧螯合剂使用得更广。
（二）EDTA螯合滴定的基本原理
EDTA螯合滴定就是基于EDTA与
金属离子螯合反应的一种重要的滴定分 析方法，常用于测定溶液中金属离子的 含量。
EDTA螯合滴定的原理和基本过程：
滴定时使用的指示剂叫做金属指示剂。 它们是一类能与金属离子形成有色配合 物的水溶性有机染料。
作为金属指示剂必须具备以下条件： 1.与金属离子形成的配合物的颜色 与其本身（即未配合时）的颜色有 明显不同；
CaY2-的结构
EDTA与金属离子的配合有以下特点： 1.螯合能力强 除碱金属以外，能与 几乎所有的金属离子形成稳定的螯 合物。
2.与金属离子形成的螯合物大多带 有电荷，因此易溶于水。
3.简单的螯合比 不论几价的金属离子， 它们与EDTA总是1：1螯合。例如：
M2++H2Y2--MY2 - +2H + M3++H2Y2--MY - +2H + M4++H2Y2--MY +2H +
铬黑T能与许多金属离子如Ca2+ Mg2+ Zn2+Cd2+ 等形成红色的配合物。 在pH为7~11时，铬黑T显兰色，与 形成配合物的红色有明显区别，则 终点时颜色变化明显。因此，用铬 黑T作指示剂时最适宜的pH值为
9~10.5，一般用NH3-NH4Cl缓冲溶液 控制溶液pH值在10左右进行滴定。
对于含有两种或两种以上金属离子 的混合溶液，可以通过调节溶液的
pH值，选择性地滴定其中某一离子。例 如，在Mg2+离子和Zn2+离子的混合溶液
中，可首先调节溶液pH ≈ 6.8，用铬黑
T作指示剂Βιβλιοθήκη Baidu用EDTA滴定Zn2+离子，
此时Mg2+离子不干扰。然后再调节溶液
pH ≈ 10，用EDTA滴定Mg2+离子。
二、氨羧螯合剂及氨羧 螯合滴定
（一）氨羧螯合剂的结构和特点 氨羧螯合剂中最重要同时应用最
广的是乙二氨四乙酸（EDTA）及其 二钠盐 （EDTA-2Na），统称为 EDTA。结构如下：
EDTA在水中溶解度小，故配制 标准溶液时，常用它的二钠盐。 EDTA的分子或离子中含有2个氨基 氮和4个羧基氧可与金属离子配合， 生成具有5个五元环的稳定性很高的 螯合物。如下图：
2.与金属离子形成的有色配合物具 有足够的稳定性；
3.与金属离子形成配合物的稳定性 必须小于EDTA与金属离子形成螯合 物的稳定性。
常用的指示剂有铬黑T，钙指示 剂，二甲酚橙，PAN等。现以铬黑T 为例，说明金属指示剂的变色原理。 铬黑T为弱酸性偶氮染料，能随溶液 pH值变化而显示不同的颜色。如用 符号NaH2ln表示铬黑T。在溶液中 有下列平衡：
Ca2++H2Y2- ⇌ CaY2- +2H+ Mg2+ + H2Y2- ⇌MgY2- +2H+
滴定终点时：
MgIn-+ H2Y2- ⇌MgY2- +HIn- +H+
紫红
蓝
水的总硬度按下式计算：
总硬度= 式中：
CEDTVAEDTA V水样 1000
CEDTA: EDTA 标准溶液的浓度（ mol ·L-1 ） VEDTA : 消耗EDTA标准溶液的体积（L） V: 滴定时水样的体积（L）
测定水的总硬度时加NH3-NH4Cl缓 冲溶液调节pH ≈ 10，以铬黑T为指 示剂，用EDTA标准溶液滴定。溶液 中有关配合物的稳定性有如下顺序：
CaY2- ＞ MgY2- ＞MgIn - ＞ CaIn-
反应式如下：
加指示剂时：
Mg2+ + HIn2- ⇌ MgIn - + H+
蓝 紫红
滴定终点前：
例如，在Mg2+离子和Zn2+离子的混合
溶液中，调节溶液的pH ≈ 6.8， 这时
EDTA仍可与 Zn2+离子完全螯合，而与 Mg2+离子则完全不螯合，即Mg2+离子 的存在不会干扰EDTA 对Zn2+离子的螯 合滴定。
由于滴定时不断有离子的生成，为了 保持合适的pH值，使反应进行完全，滴 定前必须加入合适的缓冲溶液控制溶液 的pH值。
4.由于EDTA与金属离子螯合可形成5个五 元环，故生成的螯合物十分稳定。常见 金属离子的EDTA螯合物的lgKs 见表5-2。 表5-2 EDTA与部分金属离子螯合物的稳 定常数对数值
溶液中螯合物的稳定性除决定于螯 合物稳定常数的大小外，还与溶液 的pH值有关。不同的金属离子与 EDTA生成的螯合物的稳定性不同， 滴定时所需溶液的pH值也不同。因 此，在两种以上金属离子的混合溶 液中，常可以通过调节溶液的pH值， 用EDTA进行选择滴定。