EDTA与螯合剂
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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
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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。
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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。
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CaY2-的结构
Fra Baidu bibliotek
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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。
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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 +
滴定终点前:
Ca2++H2Y2- ⇌ CaY2- +2H+ Mg2+ + H2Y2- ⇌MgY2- +2H+
滴定终点时:
MgIn-+ H2Y2- ⇌MgY2- +HIn- +H+
紫红
蓝
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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)
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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。
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(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)
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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。
第三节 螯合物
(一)螯合物和螯合剂的概念
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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。
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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。
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-
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反应式如下:
加指示剂时:
Mg2+ + HIn2- ⇌ MgIn - + H+
蓝 紫红
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(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。
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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;
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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:
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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:
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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,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。
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。
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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: