配位平衡及其影响因素
工业分析技术专业《配位解离平衡及影响因素教案》
工业分析技术专业《配位解离平衡及影响因素教案》教案章节：一、教学目标1. 理解配位解离平衡的概念及意义。
2. 掌握配位解离平衡的数学表达式及平衡常数。
3. 了解配位化合物的主要类型及性质。
4. 掌握影响配位解离平衡的因素及其作用机理。
5. 能够运用配位解离平衡知识解决实际问题。
二、教学内容1. 配位解离平衡的概念及意义配合物的定义及特点配位解离平衡的表示方法配位解离平衡在工业分析中的应用2. 配位解离平衡的数学表达式及平衡常数平衡常数的定义及计算方法平衡常数与反应进行方向的关系平衡常数在工业分析中的应用3. 配位化合物的主要类型及性质配位化合物的分类及特点配位化合物的命名规则配位化合物的性质及应用三、教学重点与难点1. 配位解离平衡的概念及意义2. 配位解离平衡的数学表达式及平衡常数3. 配位化合物的主要类型及性质四、教学方法与手段1. 讲授法：讲解配位解离平衡的概念、数学表达式及平衡常数，配位化合物的主要类型及性质。
2. 案例分析法：分析实际案例，让学生了解配位解离平衡在工业分析中的应用。
3. 讨论法：组织学生讨论影响配位解离平衡的因素，培养学生的思考能力。
4. 借助多媒体教学手段：使用PPT、图片等展示配合物结构、反应过程等，提高学生的学习兴趣。
五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对配位解离平衡概念、数学表达式及平衡常数的掌握程度。
2. 练习题：布置相关练习题，检验学生对配位化合物类型及性质的理解。
4. 期末考试：设置有关配位解离平衡及影响因素的题目，全面评估学生的学习效果。
六、教学过程1. 引入新课：通过简单的化学反应引出配位解离平衡的概念，激发学生的兴趣。
2. 讲解配位解离平衡的概念及意义：解释配合物的定义，阐述配位解离平衡在工业分析中的重要性。
3. 讲解配位解离平衡的数学表达式及平衡常数：详细解释平衡常数的计算方法，结合实际例子让学生理解平衡常数与反应进行方向的关系。
4. 介绍配位化合物的主要类型及性质：讲解配位化合物的分类，举例说明不同类型配位化合物的特点及应用。
溶液中的化学平衡-配位平衡
工业废水中的重金属离子常通过配位反应进行沉 淀或吸附，从而达到净化废水的目的。
环境化学中的配位平衡问题
土壤污染修复
土壤中的重金属离子与有机配体发生配位反应，影响重金属的迁移 和生物有效性，从而影响土壤污染修复效果。
水质监测与净化
水体中的重金属离子、有机污染物等可通过配位反应进行转化和去 除，确保水质安全。
02
在化学分析中，可以利用配位平衡常数来计算溶液中各组分的浓度。
03
在生物学中，配位平衡常数可以用来描述生物体内的金属离子与蛋白 质、酶等生物大分子之间的相互作用。
04
在环境科学中，配位平衡常数可以用来研究重金属离子在土壤、水等 环境介质中的迁移转化行为。
04
配位平衡在化学反应中的作 用
配位反应的速率影响
由能变化等参数，从而预测反应结果。
05
实际应用中的配位平衡问题
工业生产中的配位平衡问题
1 2 3
金属冶炼
在金属冶炼过程中，配位平衡对于控制金属离子 的溶解度和稳定性至关重要，直接影响金属的提 取率和纯度。
化学品的合成与分离
许多化学品的合成和分离涉及到配位平衡，如利 用配位反应合成有机金属化合物、分离稀有元素 等。
03
配位平衡的计算与表示方法
配位平衡的计算
配位平衡是溶液中一种重要的化学平衡， 主要涉及配位体和中心离子之间的相互 作用。
配位平衡的计算通常需要使用平衡常数，如 稳定常数和不稳定常数，来描述配位体和中 心离子之间的结合和解离程度。
平衡常数的值取决于温度、压力和 溶液的组成，可以通过实验测定或 计算得出。
形成配合物的条件
金属离子和配位体需要在一定的条件下形成配合物，如温度、压 力、浓度等。
配位平衡与沉淀平衡的关系_概述及解释说明
配位平衡与沉淀平衡的关系概述及解释说明1. 引言1.1 概述:在化学反应中，配位平衡和沉淀平衡是两个重要的概念。
配位平衡是指当配位物与金属离子形成络合物时，附近的其他物质对于该反应中产生的络合物是否会形成影响。
沉淀平衡则是指当反应涉及到产生固体沉淀时，溶液中各组分之间达到平衡的状态。
本文旨在探讨配位平衡和沉淀平衡之间的关系，并解释它们之间的相关性。
1.2 文章结构:本文共分为五个部分进行描述和讨论。
首先，在引言部分将简要介绍配位平衡和沉淀平衡以及本文研究的目的。
接下来，将详细探讨配位平衡和沉淀平衡各自的概念、影响因素以及相应的特点。
然后，我们将解释说明这两者之间存在着何种关联性，并详细讨论一些实际应用案例。
最后，通过总结我们得出结论，并列出参考文献供读者进一步了解相关领域研究。
1.3 目的:本文旨在帮助读者全面了解配位平衡和沉淀平衡的概念，并探讨这两者之间的关系。
通过解释说明它们之间的相关性以及实际应用案例分析，本文旨在加深对配位平衡和沉淀平衡原理的理解，提供对相关领域研究的启示，并探索更多新的应用前景。
2. 配位平衡与沉淀平衡的关系：2.1 配位平衡的概念和影响因素：配位平衡是指在溶液中，配位物（通常为阴离子）与金属离子形成络合物的过程。
在配位平衡中，存在着一种特殊的化学吸引力作用，使得金属离子与配位物之间形成稳定的络合结构。
配位平衡受多种因素影响，包括温度、压力、pH 值、配体浓度等。
2.2 沉淀平衡的概念和影响因素：沉淀平衡是指在溶液中溶解度产生了反应，并导致沉淀形成的过程。
当某个化合物的溶解度达到饱和时，就会发生沉淀反应。
沉淀平衡同样受到多个因素影响，如温度、压力、pH 值、其他化学物质浓度等。
2.3 配位平衡与沉淀平衡之间的关系：配位平衡和沉淀平衡密切相关，二者有着互相影响的关系。
首先，配位物对金属离子是否形成络合物，会影响溶液中其他化合物的溶解度。
配位物与金属离子形成络合物后，会减少金属离子的有效浓度，从而降低了其他化合物溶解度和沉淀反应的速率。
影响EDTA配合物稳定性的主要因素.
影响EDTA 配合物稳定性的主要因素关键词：酸效应，酸效应系数，配位效应，配位效应系数1. 影响配位平衡的主要因素在配位滴定中，除待测金属离子M 与Y 的主反应外，反应物M 和Y 及反应产物MY 都可能因溶液的酸度、试样中共存的其他金属离子、加入的掩蔽剂或其他辅助配位剂的存在发生副反应，从而影响主反应的进行。
其综合影响如下式所示：上面综合反应式中：L 为其他辅助配位剂，N 为共存干扰离子。
除主反应外，其他反应皆称为副反应。
由综合反应式可以看出，若反应物M 或Y 发生了副反应，则不利于主反应的进行；若反应产物MY 发生了副反应，则有利于主反应的进行。
下面主要讨论对配位平衡影响较大的EDTA 的酸效应和金属离子M 的配位效应。
(1) EDTA 的酸效应及酸效应系数 如前所述，在EDTA 的七种型体中，只有Y 能与金属离子直接配位，Y 的浓度越小，越不利于MY 的形成。
而Y 的浓度受H +的影响，其配位能力随H +浓度的增加而降低。
这种由于溶液中H +离子的存在，使配位剂EDTA 参加主反应的能力降低的现象称为EDTA 的酸效应。
其影响程度的大小可用酸效应系数来衡量。
酸效应系数为EDTA 的总浓度c Y 与游离Y 的平衡浓度[Y]的比值，用符号αY （H ）表示，即：αY （H ）） ═ ][Y Y c (7-2) 式中c Y 为EDTA 的总浓度，即：c Y ═ [ Y]+[ HY]+[ H 2Y]+…+[ H 6Y] 可见αY （H ） 表示在一定pH 下，未与金属离子配位的EDTA 各种型体的总浓度是游离Y 平衡浓度的多少倍，显然αY （H ）是Y 的分布分数δY 的倒数，并可根据EDTA 的各级解离常数及溶液中的H + 浓度计算出来。
αY （H ） ═ [][][]][ 6Y Y H ++H Y +Y ═ Y δ1 经推导、整理即可得出 ：αY （H ） ═ 1+6][a K H + 562][a a K K H + … +1566][a a a K K K H 显然αY （H ））值与溶液酸度有关，它随溶液pH 增大而减小，αY （H ）越大，表示参加配位反应的Y 的浓度越小，酸效应越严重。
12配位平衡的移动
溶液的酸碱平衡与配位平衡的相互影响 （1）配合物的生成对溶液 pH 的影响
如：在La3+离子与 HAc 中Ac-发生的配位反应中，随 着配合物的生成，消耗了醋酸根 Ac-的同时而释放出 H+ 离子，从而使溶液的 pH 降低。
La3+ + 3HAc = [La(Ac)3] + 3H+ [H+]↑ → pH↓
[Ca-EDTA]2+ + Pb2+
[Pb-EDTA]2+ + Ca2+
此为临床上用依地酸钙 ([Ca-EDTA]2+) 对铅中毒的 病人进行解毒治疗的原理。依地酸钙在体内与 Pb2+反应， 生成更稳定的依地酸铅，依地酸铅是一种无毒可溶于水 的配离子，经由肾脏排出体外，达到解毒目的。
例题、在含有 Hg2+、I- 和 NH3 的溶液中，I- 和 NH3 两 者浓度相等，判断配位转化反应的方向，该溶液中 Hg2+
[Hg(NH3)4]2+ + 4I－
该反应的平衡常数为：
K
=
c ([Hg(NH3)4]2+) ·c (I-)4 c ([HgI4]2-) ·c (NH3)4
=
Kf ([Hg(NH3)4]2+) Kf ([HgI4]2-)
= 1.95×1019 5.66×1029
=
3.45×10-11
K 值很小，说明反应向左进行的趋势很大。
主要以哪种配离子形式存在，c[Hg(NH3)42+] / c[HgI42-] 为 多少？已知：Kf ([Hg(NH3)4]2+) = 1.95×1019
配位平衡的影响因素
配位平衡的影响因素主要包括以下几种：
1. 中心金属离子的空轨道状况和配体的配位能力。
2. 溶液酸度的选择和控制，因为配位滴定的关键问题通常与溶液酸度有关。
3. 沉淀平衡的影响。
4. 氧化还原平衡的影响。
5. 其他配位平衡的影响，如其他配离子的存在等。
此外，温度、搅拌速度和过冷程度等物理因素也可能影响配位平衡。
在实际应用中，了解这些因素有助于更准确地预测和控制配合物的稳定性、反应方向和限度等。
如需更多信息，建议阅读化学书籍或请教专业人士。
配位平衡及其影响因素
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7.2.1配位平衡与平衡常数
配离子的稳定性:
7.2.1配位平衡与平衡常数
如[Cu(NH3)4]2+的第一级形成平衡: Cu2+ + NH3 ⇌ [Cu(NH3)]2+ [Cu(NH3)2+] K 稳1 = =104.27 [Cu2+] [NH3] 再如[Cu(NH3)4]2+的第四级形成平衡: [Cu(NH3)3]2+ + NH3 ⇌ [Cu(NH3)4]2+ [Cu(NH3)42+] 2.18 K 稳4 = =10 [Cu(NH3)32+] [NH3] 另2级形成常数分别为:K 稳2 = 103.55;K
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7.2.1配位平衡与平衡常数
配离子转化,通常是稳定性小的向稳定性大的 转化.转化的完全程度可用转化反应常数衡量. 如:[Ag(NH3)2]+ + 2CN- ⇌ [Ag(CN)2]- + 2NH3 K =
[Ag(CN)2-][NH3]2 [Ag+]
[Ag(NH3)2+][CN-]2 [Ag+] = K 稳([Ag(CN)2]-)/K 稳([Ag(NH3)2]+)
[NH3] = [Ag(NH3)2+]≈0.010 mol· L-1
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7.2.1配位平衡与平衡常数
(2)判断两种配离子间转化的可能性: 例2:在含有NH3和CN-的溶液中加入Ag+,可能会形 成[Ag(NH3)2]+和[Ag(CN)2]-. 试问哪种配离子先 形成? 若在[Ag(NH3)2]+溶液中加入KCN,问否能 发生配离子的转化? 解: 由附录可查得: [Ag(NH3)2]+ K 稳 = 107.40 [Ag(CN)2]- K 稳 = 1021.1 同型配离子,一般是稳定性大的配离子先形成. 故[Ag(CN)2]-会先形成.
工业分析技术专业《配位解离平衡及影响因素教案》
工业分析技术专业《配位解离平衡及影响因素教案》教案章节：一、课程介绍1.1 课程背景1.2 课程目标1.3 课程内容1.4 教学方法二、配位解离平衡基本概念2.1 配位化合物2.2 配位解离平衡的定义2.3 配位离子和配位体2.4 配位键的形成与断裂三、配位解离平衡的原理3.1 配位解离平衡常数3.2 配位化合物的稳定性3.3 配位化合物的平衡转化3.4 影响配位解离平衡的因素四、影响配位解离平衡的因素4.1 配位原子和配位数的改变4.2 配位体和金属离子的电荷变化4.3 温度的影响4.4 配位化合物的浓度变化五、配位解离平衡在工业分析中的应用5.1 配位滴定法5.2 配位化合物在工业分析中的应用5.3 配位化合物的分析测定5.4 实际案例分析六、配位解离平衡的数学表达6.1 配位解离平衡常数表达式6.2 配位化合物稳定常数表达式6.3 配位滴定的反应方程式6.4 配位解离平衡的计算方法七、配位滴定法的基本原理7.1 配位滴定的定义7.2 配位滴定的基本步骤7.3 配位滴定的类型及特点7.4 配位滴定的应用范围八、配位滴定的操作技术8.1 滴定仪器的选用及操作8.2 标准溶液的制备及标定8.3 滴定终点判断及误差分析8.4 配位滴定的数据处理及结果表示九、影响配位滴定的因素9.1 滴定剂的选择及浓度9.2 指示剂的选择及滴定终点判断9.3 温度对配位滴定结果的影响9.4 反应时间对配位滴定结果的影响十、配位滴定在工业分析中的应用实例10.1 金属元素的测定10.2 络合物中金属离子含量的测定10.3 工业废水中有害金属离子的检测10.4 配位滴定在工业生产中的应用案例分析十一、配位化合物在工业分析中的应用11.1 概述配位化合物在工业分析中的重要性11.2 配位化合物在金属离子分析中的应用11.3 配位化合物在环境监测中的应用11.4 配位化合物在其他工业分析领域的应用十二、现代分析技术在配位解离平衡中的应用12.1 原子吸收光谱法在配位解离平衡中的应用12.2 原子发射光谱法在配位解离平衡中的应用12.3 质谱法在配位解离平衡中的应用12.4 X射线荧光光谱法在配位解离平衡中的应用十三、配位解离平衡实验操作指导13.1 实验目的与要求13.2 实验原理与步骤13.3 实验注意事项13.4 实验数据处理与分析十四、配位解离平衡实验案例分析14.1 实验案例一：配位化合物稳定性常数的测定14.2 实验案例二：配位滴定法测定金属离子含量14.3 实验案例三：络合滴定的应用14.4 实验案例四：配位化合物在环境监测中的应用十五、课程总结与展望15.1 课程主要内容回顾15.2 配位解离平衡在工业分析技术中的应用前景15.3 配位解离平衡领域的研究动态与发展趋势15.4 课程学习效果评估与反馈重点和难点解析本文教案主要涵盖了配位解离平衡及影响因素的内容，重点包括配位化合物的定义、配位解离平衡的原理、影响配位解离平衡的因素、配位滴定法的基本原理及操作技术、配位化合物在工业分析中的应用等。
无机化学中四大平衡相互影响的问题探讨
无机化学中四大平衡相互影响的问题探讨无机化学是化学的一个重要分支，研究的是无机物质的结构、性质、反应和应用。
在无机化学中，平衡是一个重要的概念，平衡的相互影响是无机化学研究的一个重要课题。
在无机化学中，存在着四大平衡相互影响的问题，即配位平衡、溶解平衡、氧化还原平衡和酸碱平衡。
这些平衡相互影响的问题对于理解无机化学的基本原理和应用具有重要意义。
一、配位平衡在无机化学中，配位平衡指的是金属离子与配体之间的配位反应。
金属离子通过配位反应与配体形成配合物，配位平衡是指配合物的形成和解离之间的平衡过程。
在配位平衡中，金属离子与配体的结合和解离是相互影响的。
当金属离子与配体形成配合物时，会释放出相应的热量或吸收热量，而解离时也会释放出或吸收热量。
这种热量的释放和吸收会影响配位平衡的位置和方向。
在配位平衡中，配体的种类和性质也会对配位平衡产生影响。
不同种类和性质的配体对于金属离子的配位能力不同，会导致不同的配合物形成和解离速度。
配体的种类和性质也是影响配位平衡的重要因素。
二、溶解平衡溶解平衡是指固体物质在溶液中溶解和析出之间的平衡过程。
在无机化学中，溶解平衡是一种重要的平衡反应，影响着溶解度和溶解度积的数值。
在溶解平衡中，溶质和溶剂之间的相互作用导致了溶质在溶剂中的溶解和析出。
溶质的溶解度和溶解度积与溶质在溶解和析出过程中的活度有关，而活度又与溶质的摩尔浓度、离子活度和溶液的离子强度有关。
在溶解平衡中，溶质和溶剂之间的相互作用和溶质的活度会影响溶解平衡的位置和方向。
在溶解平衡中，溶质的晶体形态和晶格结构也会对溶解平衡产生影响。
不同的晶体形态和晶格结构会导致晶体在溶剂中的溶解度不同，从而影响溶解平衡的位置和方向。
三、氧化还原平衡氧化还原平衡是指氧化剂和还原剂在氧化还原反应中的平衡过程。
在无机化学中，氧化还原反应是一种重要的反应类型，涉及到电子的失去和获得。
在氧化还原平衡中，氧化还原剂和还原剂之间的电子转移和氧化态的改变决定了氧化还原反应的方向和速率。
配位平衡与稳定常数 - 江南大学教务处
K
假定AgCl溶解后,全部转化为 [Ag(NH3)2]+
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7.2.1配位平衡与平衡常数
7.2.1配位平衡与平衡常数
·L-1; [Ag(NH3)2+]≈0.010 mol mol· mol ·L-1 [Cl-] = 0.010 mol· mol ·L-1 [NH3] = 0.22 mol· 溶解AgCl所需要的氨水浓度为 : ·L-1 2 0.010 = 0.020 mol mol· ∴溶解0.010 mol AgCl所需氨水浓度 : 0.22 + 0.020 = 0.24 mol ·L-1 mol ·L-1氨水和1L 1mol· 1mol ·L-1 的KCN溶液,哪 例6: 6:1L 1L 6 mol· ? 个可溶解较多的 AgCl AgCl?
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7.2.1配ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ平衡与平衡常数
7.2.1配位平衡与平衡常数
Ag+ + 2NH 3 反应前c/mol ·L-1 /mol· 0.010 0.030 平衡时c/mol x ·L-1 0.010+2x /mol· [Ag(NH3)2+] K 稳= = 107.05 [Ag+] [NH3]2 = (0.010 - x)/x(0.010 + 2 x)2 ·L-1 = [Ag+] x = 8.910-6 mol mol·
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7.2.1配位平衡与平衡常数
7.2.1配位平衡与平衡常数
K
2 K ([ Ag(S 2O 3 ) 2 ]3 ) [ Ag(S 2O 3 ) 3 2 ][NH 3 ] 稳 2 2 K稳 [ Ag(NH 3 ) 2 ][S 2O 3 ] ([ Ag(NH 3 ) 2 ] )
大学无机化学配位化合物第三节
二、 配合物药物—— 铂配合物
金属铂类配合物：顺铂
1. 顺铂(Cisplatin)
卡铂
（有抗癌活性） （无抗癌活性）
(Z)-二氨二氯合铂（II）
顺铂的临床用途
顺铂在临床可用于治疗膀胱癌、前列腺癌、头 颈部癌、乳腺癌、恶性淋巴癌和白血病等 目前为公认的治疗睾丸癌和卵巢癌的一线药物 顺式有效，反式无效 注射给药 有严重的肾、胃肠道毒性、耳毒性及神经毒性， 长期使用会产生耐药性
Ag+ ---- AgCl ---- [Ag(NH3)2]+ ---- AgBr ---[Ag(S2O3)]3- ---- AgI ----[Ag(CN)2]- ---- Ag2S
AgNO3 AgCl [Ag(NH3 ) 2 ] KBr AgBr
NaCl NH 3 O Na 2S2 Ag(S2 O3 ) 2 3 3
KI AgI
KCN ห้องสมุดไป่ตู้Ag(CN)2 Na 2S AgS
Ksp
AgNO3 AgCl Ag(NH3)2+ AgBr Ag(S2O3)23AgI Ag(CN)2NaCl NH3 KBr KI KCN Na2S AgCl Ag(NH3)2+ AgBr AgI Ag(CN)2Ag2S 1.6×10-49 7.70×10-13 1.56×10-11
K稳＝1.6×1035 K’稳＝1.3×105
[Co(NH3)6]3+ [Co(NH3)6]2+
Co3+
＋e
Co2+
E 3
Co
/Co 2
1.84 V
[Co(NH3)6]3+ ＋ e
基础化学配位化合物与平衡
CH3 C C
= =
NOH NOH
N
双齿配体 多 齿 配 体 六齿配体
N
N
CH3
C2O42NH2CH2COOH
HOOCCH 2 N HOOCCH 2 CH2 CH2 N CH2COOH
基础化学
O N、O
CH2COOH
N、O
大连工业大学
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5. 配位数(coordination number)
2+
2+
K 越大，其它条件相同时，同类型配合物
越稳定（解离产生的金属离子浓度小） 配位剂过量，金属离子绝大部分处于最高配位 数，计算时其它存在形式可忽略。
大连工业大学 基础化学 22/95
稳
各级累积稳定常数βi β1= K稳1 β2= K稳1 · 稳2 K
β3= K稳1 · 稳2 · 稳3 K K
大连工业大学 基础化学 18/95
7.2 配位平衡及其影响因素 7.2.1 配位平衡与稳定常数
1. 配位平衡 K不稳2 2+ 2+ [Cu(NH3)3] [Cu(NH3)2] + NH3 K不稳3 K不稳4 2+ 2+ [Cu(NH3)] Cu + NH3 K不稳 2+ 2+ Cu + 4NH3 [Cu(NH3)4]
大连工业大学 基础化学 /95
7.2.2 配位平衡的移动
1. 酸碱反应与配位平衡 (1)金属离子的水解反应
33+ 2-
[Fe(C2O4)3]
Fe + 3C2O4 + 3OH
Fe(OH)3
大连工业大学 基础化学 26/95
配位解离平衡及影响因素
配位滴定中，被测金属离子M与Y的配位反应为主反应，但M， Y及配合物MY常发生副反应，影响主反应的进行，这些副反 应可用如下通式表示：
M
+
Y
L OH
+
HN
MY
+
H
OH-
ML1 M(OH)
HY NY
MHY M(OH)Y
共存离子效应 酸式配合物 碱式配合物
ML2 M(OH)2
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M (L)
[M ] [M ]
[M ] [ML] [ML2 ] [M ]
[MLn ]
1 K1[L] K1K2[L]2 K1K2 Kn[L]n
1 1[L] 2[L]2 n[L]n
可见，M(L)是配位剂平衡浓度[L]的函数，[L] 越大，副反应越严重， M(L) 值也越大。
为累积稳定常数
αY =αY(H)+αY(N) –1=1018.01+1016.04-1= 1018.02
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二、金属离子的副反应和副反应系数
1.配位效应与配位效应系数 金属离子的配位效应：由于其它配位剂引起的金属离 子的副反应，影响主反应进行的程度的现象。 配位效应系数αM(L)的大小反应了配位效应对主反应影 响程度。
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例3 在0.01mol/LZn2+溶液中，加入NH3-NH4Cl缓冲 溶液，如果平衡时NH3的浓度为0.10 mol/L，试求 αZn(NH3)值和溶液中Zn2+的平衡浓度。
解 Zn2+ 和NH3有四级配位反应，各级累积稳定常数为 102.37，104.81，107.31，109.46 αZn(NH3)=1+β1[NH3]+β2[NH3]2+β3[NH3]3 +β4[NH3]4
酸效应对配位平衡的影响
酸效应对配位平衡的影响酸效应是指酸与水反应产生的氢离子浓度增加，从而影响配位化合物的平衡。
配位平衡是指在溶液中，配位体与金属离子之间的配位键的形成和解离的动态平衡。
酸效应可以通过改变溶液的pH值来影响配位平衡，进而改变配位化合物的形态和性质。
在配位化学中，酸效应对配位平衡的影响主要体现在以下几个方面。
酸效应可以影响配位体的配位能力。
酸性溶液中，氢离子浓度增加，可以与配位体发生竞争性配位，从而降低配位体与金属离子之间的配位键的形成。
这种竞争性配位会减弱配位体对金属离子的配位能力，使得配位平衡向解离方向移动。
相反，碱性溶液中，氢离子浓度降低，配位体的配位能力增强，配位平衡向形成方向移动。
酸效应可以改变配位物的稳定性。
配位化合物的稳定性与配位键的强度有关，而配位键的强度受溶液中的pH值影响。
在酸性溶液中，氢离子浓度增加，可以与配位键中的配位体竞争配位，使配位键变弱，配位化合物的稳定性降低。
而在碱性溶液中，氢离子浓度降低，配位键变得更加稳定，配位化合物的稳定性增强。
酸效应还可以影响配位物的形态和溶解度。
在酸性溶液中，氢离子浓度增加，可以与配位物中的配位体发生竞争性配位，从而导致配位物解离或发生形态变化。
这种形态变化可能包括配位数的变化、配位体的置换等。
而在碱性溶液中，氢离子浓度降低，配位物的形态相对稳定，并且溶解度可能会有所增加。
酸效应还可以影响配位反应的速度。
在酸性溶液中，氢离子浓度增加，可以提供更多的反应物，加快配位反应的速率。
而在碱性溶液中，氢离子浓度降低，配位反应的速率相对较慢。
酸效应对配位平衡有着显著的影响。
酸性溶液中，酸效应使得配位平衡向解离方向移动，降低配位物的稳定性，可能导致形态变化和溶解度的增加。
而碱性溶液中，酸效应使得配位平衡向形成方向移动，增强配位物的稳定性，抑制形态变化和溶解度的增加。
因此，在配位化学中，了解酸效应对配位平衡的影响，对于理解和控制配位化合物的性质和反应具有重要意义。
章配位平衡
Ag(CN)2[Ag +]
· [Ag +]
+ 2NH3
= K稳 [Ag(CN)2- ] K稳 [Ag(NH3)2+]
= 5.8×1013
K很大，故反应向右进行。
同类型的配离子，Kf小的可转化为Kf大 的配合物。
例 向血红色的[Fe(NCS)2] + 配离子溶液中，加入 足量的氟化钠溶液，血红色溶液变浅。计算该反
例2： 0.1 gAgBr固体能否完全溶解于100mL 的
1 mol·L -1氨水溶液中？
Kf=1.6×107
Ksp=7.7×10-13
解：设1L 1 mol·L -1氨水可溶解xmolAgBr, 则
AgBr(s) + 2NH3 = Ag(NH3)2+ + Br-
平衡浓度/ mol·L -1
1-2x
数(常用β表示)等于逐级稳定常数的乘积。 累积稳定常数：β=∏K
例如 [Cu(NH3)4]2+的生成分四级进行 β1=K1 β2 = K 1× K 2 β3= K 1× K 2 ×K3 β4 = K 1× K 2 × K 3 × K 4 = K稳
12-1-3 K稳的应用
1. 比较配合物稳定性 (1) 对于相同类型，K稳越大，1.01016/ 2.2103
=4.5 1012 K很大，故反应向右进行。
3.计算配离子溶液中有关离子的浓度
例：在1mL0.04mol•L-1AgNO3溶液中，加入
1mL 2 mol•L-1 NH3, 求平衡时溶液中的[Ag]+=?
解： Ag+ + 2NH3
Ag(NH3)2+
起始浓度 0.02 1
12-1-2 配离子的逐级形成常数 配离子是分步形成，配离子有逐级形成常
第四章-_配位化合物与配位平衡
[Ag(S2O3)2]3- + I-沉淀剂→
K Ө稳=2.9×1013
AgI(s)黄色,K Өs=8.5×10-17 +2CN- (aq)配位剂
2CN- (aq) + 1/2Ag2S(s)黑色 ←
结论：
K Өs=1.1×10-49
[Ag(CN)2]- + 1/2S2-沉淀剂
K Ө稳=1.3×1021
•外界：
SO42-
•形成体： Co3+（ 中心离子电荷数：+3）
•配位体： Cl-, NH3, en (:NH2-CH2-CH2-H2N:) •配位原子： Cl（1个）; N（5个） •配位数： 6
Cu(NH 3 )4 SO4 Nhomakorabea硫酸四氨合铜(Ⅱ)
K3Fe(NCS)6
六异硫氰根合铁(Ⅲ)酸钾*
H2 PtCl6
= 2.0×10-3
= x2/(6.0-2x)2
两边同时开平方得：
0.0447 = x/(6.0-2x) （因K Ө稳大，x 较大， x不能近似）
x = 0.25mol/Kg
换算成AgCl的质量：
0.25mol/Kg×143.35g/mol×1Kg= 35g
答:1.0Kg 6mol/Kg氨水可溶解35g (0.25mol) AgCl。
K（稳） 1.67 107
0.010 x 0.010
0.010 2x 0.010
0.010 x 0.0102
1.67 107
x 6.0 106
[Ag ] 6.0 106 mol L1
[
N
H3
]
[Ag(N
H
3
)
2
]
2.2.2 配位平衡及副反应对平衡的影响
2.2化学平衡目录目录C O N T E N T S配位反应与配位剂01EDTA与金属离子的配合物及其稳定性02外界条件对EDTA与金属离子配合物稳定性的影响03条件稳定常数04M + Y == MY 待测物滴定剂(M 为金属离子，Y 为配位剂)1.无机配位剂Cu NH 33H 3NH 32+(如F -, NH 3, SCN -, CN -, Cl -)● 形成的配合物不稳定● 存在逐级配位现象2.有机配位剂CH 22H 2NN H 2CuH 2CH 2H 2NN H 2● 多齿配体，形成鳌合物，络合物的络合比固定● 鳌合物稳定高，络合反应完全程度高；可以得到明显的滴定终点(如乙二胺en ，草酸根等)一、配位反应与配位剂*氨羧配位剂*u 含有氨基二乙酸-N(CH 2COOH)2基团的有机配位剂。
u 含有络合能力很强的氨氮、羧氧两种配位原子，几乎能与所有的金 属离子络合形成的稳定络合物。
u 种类很多，近四十种，应用最广泛的是乙二胺四乙酸。
E thylene d iamine t etraacetic a cid, EDTA：··：：：：1. EDTA 的性质H 4Y + 2H + == H 6Y2+(1)在水中的溶解度很小，其二钠盐 Na 2H 2Y·2H 2O 溶解度大 （饱和溶液浓度0.3 mol·L -1，pH 约为4.5)(2) 六元酸，可用 H 6Y 2+ 表示，有六级解离和七种存在形式。
H 6Y 2+H 5Y +H 4Y H 3Y -H 2Y 2-HY 3-Y 4-p K a1=0.9p K a2=1.6p K a3=2.07p K a4=2.75p K a5=6.24p K a6=10.34二、EDTA 与金属离子的配合物及其稳定性pH ＜ 1 强酸性溶液→ H 6Y 2+ pH 2.67～6.16 → 主要 H 2Y 2- pH ＞ 10.26碱性溶液 → Y 4-最佳配位型体配合物的稳定性受到酸度的严重影响！各型体浓度取决于溶液pH 值2. EDTA 与金属离子的配合物性质 [M][Y][MY]K 稳p与大多数金属离子都能形成配位比为1∶1的配合物；p与大多数金属离子形成的配合物具有较大的稳定性（形成五元环结构）；p 反应快，络合物大多带电荷，水溶性好；p无色金属离子形成无色螯合物，有色金属离子形成有色螯合物。
3.化学分析(配位平衡)
3 2+
2+
3 5
分别为4.31，7.98，11.02，13.32， 解：已知铜氨配离子的 lgβ1∼ lgβn 分别为 ， ， ， ， 12.86。 。
1 + ∑ β i [ L ]i =
i =1 n
1+ 104.31 + 107.89 + 1011.02 + 1013.32 + 1012.86
配位平衡理论
镍与EDTA配合物的结构图 配合物的结构图 镍与
配位平衡理论
3.3.2 配位平衡
3.3.2.1配为化合物的形成常数 配为化合物的形成常数
1、形成常数 、 金属离子（ ）和配体（ ）生成配合物（ 金属离子（M）和配体（L）生成配合物（MLn）： M ML ML2 + + L L ML ML2 ML3 k1 k2 k3 β1 β2 β3
α Y (N )
讨 论
有利于MY配合物生成的副反应 配合物生成的副反应? 有利于 配合物生成的副反应 不利于MY配合物生成的副反应 配合物生成的副反应? 不利于 配合物生成的副反应 如何控制不利的副反应？ 如何控制不利的副反应？
配位平衡理论
1、Y 的副反应和副反应系数 αY 、 定义： 定义：
aY = [Y '] [Y ] + [ HY ] + L + [ H 6Y ] + [ NY ] = = a Y (H ) + a Y (N ) - 1 [Y ] [Y ]
[Y’]
表示未于M 配位的 EDTA 各种形体的总浓度， 各种形体的总浓度， 表示未于
αY(H)： 表示 与 H+ 作用引起的副反应， 表示Y 作用引起的副反应， 表示Y 作用引起的副反应。 αY(N)： 表示 与 溶液中的其他金属离子 N 作用引起的副反应。
无机化学及分析化学 配位滴定法
7.4
配位滴定法
7.4.1 滴定曲线和滴定条件 7.4.2金属指示剂 7.4.3 提高配位滴定选择性的方法 7.4.4 配位滴定方式及其应用
7.4.1 滴定曲线和滴定条件： 1、滴定曲线
例：
滴定过程中，用金属离子浓度负对数pM值变化 表示其滴定曲线。
0.01000× 20.00 3 1 5.0 ×10 mol · [CaY ] L 20.00 20.00
因为： [Ca2+] ＝ [Y ]
'
[Ca ]
2
5.0 10 10.68 10
×
3
1 3.3 ×10 7 mol · L
pCa2+＝-lg(3.3×10-7)＝
没有其它络 合剂的影响
lgKCaY ' lg K CaY lg aY ( H ) 10.68
即
K CaY ' 10
10 .68
13
（1）滴定前： c(Ca2+)为原始浓度决定。 [Ca2+] ＝ 0.01000 mol· L-1
pCa ＝ -lg 0.01000 ＝ 2.0
（2）计量点前-0.1%：Ca2+ + CaY2若加入EDTA为19.98ml，溶液中Ca2+为：
[ H ] [ H ]2 [ H ]3 [ H ]6 1 K a6 K a6 K a5 K a6 K a5 K a 4 K a 6 K a 5 K a 4 K a 3 K a 2 K a1 1 [H ]1 [H ]2 2 [H ]6 6
27
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[NH3] = [Ag(NH3)2+]≈0.010 mol· L-1
休息
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7.2.1配位平衡与平衡常数
(2)判断两种配离子间转化的可能性: 例2:在含有NH3和CN-的溶液中加入Ag+,可能会形 成[Ag(NH3)2]+和[Ag(CN)2]-. 试问哪种配离子先 形成? 若在[Ag(NH3)2]+溶液中加入KCN,问否能 发生配离子的转化? 解: 由附录可查得: [Ag(NH3)2]+ K 稳 = 107.40 [Ag(CN)2]- K 稳 = 1021.1 同型配离子,一般是稳定性大的配离子先形成. 故[Ag(CN)2]-会先形成.
[Ag(NH3)2]+ + 2S2O32 - ⇌ [Ag(S2O3)2]3- + 2NH3
反应0
0.80+2x
休息
0. 10-x
1.2-2x
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7.2.1配位平衡与平衡常数
K =K
稳([Ag(S2O3)2
3] )/K
+) ( [Ag(NH ) ] 稳 3 2
= 1021.1 / 107.40 = 1013.7 能发生配离子的转化.
休息
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7.2.1配位平衡与平衡常数
例3:25℃时[Ag(NH3)2]+溶液中c([Ag(NH3)2]+) = 0.10 mol· L-1, c(NH3) = 1.0 mol· L-1. 现加入Na2S2O3 , 使 c(S2O32-) = 1.0 mol· L-1.计算平衡时溶液中NH3、 [Ag(NH3)2]+的浓度. 解: 由附录可查得: [Ag(NH3)2]+ K 稳 = 107.40 [Ag(S2O3)2]3- K 稳 = 1013.5
休息
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7.2.1配位平衡与平衡常数
配离子的稳定性:
7.2.1配位平衡与平衡常数
如[Cu(NH3)4]2+的第一级形成平衡: Cu2+ + NH3 ⇌ [Cu(NH3)]2+ [Cu(NH3)2+] K 稳1 = =104.27 [Cu2+] [NH3] 再如[Cu(NH3)4]2+的第四级形成平衡: [Cu(NH3)3]2+ + NH3 ⇌ [Cu(NH3)4]2+ [Cu(NH3)42+] 2.18 K 稳4 = =10 [Cu(NH3)32+] [NH3] 另2级形成常数分别为:K 稳2 = 103.55;K
7.2配位平衡及其影响因素
7.2.1配位平衡与稳定常数 7.2.2影响配位平衡的主要因素
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7.2.1配位平衡与平衡常数
1.dissociation equilibrium and stability constant: 配离子在水溶液中具一定的稳定性. 配合物在水中的形成一般也是逐级进行的: 如:[Cu(NH3)4]2+的形成: [Cu(NH3)4]2+ 形成 Cu2+ + NH3 ⇌ [Cu(NH3)]2+ [Cu(NH3)]2+ + NH3 ⇌ [Cu(NH3)2]2+ [Cu(NH3)2]2+ + NH3 ⇌ [Cu(NH3)3]2+ [Cu(NH3)3]2+ + NH3 ⇌ [Cu(NH3)4]2+ 配离子在水溶液中形成达到平衡时的平衡 常数又称配离子的稳定常数.
休息
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7.2.1配位平衡与平衡常数
Ag+ + 2NH3 ⇌ [Ag(NH3)2]+ 反应前c/mol· L-1 0.010 0.030 0.0 平衡时c/mol· L-1 x 0.010+2x 0.010-x [Ag(NH3)2+] K 稳= = 107.40 [Ag+][NH3]2 = (0.010 - x)/x(0.010 + 2x)2 解得: x = 4.010-6 mol· L-1 = [Ag+]
休息
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7.2.1配位平衡与平衡常数
配离子转化,通常是稳定性小的向稳定性大的 转化.转化的完全程度可用转化反应常数衡量. 如:[Ag(NH3)2]+ + 2CN- ⇌ [Ag(CN)2]- + 2NH3 K =
[Ag(CN)2-][NH3]2 [Ag+]
[Ag(NH3)2+][CN-]2 [Ag+] = K 稳([Ag(CN)2]-)/K 稳([Ag(NH3)2]+)
K
不稳1 =
[Cu(NH3)32+][NH3]
2+]
=1/K
稳4
= 10-2.18
休息
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7.2.1配位平衡与平衡常数
K
稳意义及作用:
①衡量稳定性高低; ②比较同型配合物稳定性相对高低; ③平衡计算. 2.application of stability constant: (1)平衡组成的计算: 例1:室温下,0.010mol的AgNO3 (s)溶于1.0L 0.030 mol· L-1的NH3· H2O中(设体积不变),计算该溶液中 游离Ag+、NH3和[Ag(NH3)2]+ 的浓度. 解: 查得:K 稳 = 107.40.
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7.2.1配位平衡与平衡常数
配离子在水溶液中的解离:
7.2.1配位平衡与平衡常数
[Cu(NH3)4 累积稳定常数: 将逐级稳定常数依次相乘所得到的稳定常数. 一般用i表示. 对[Cu(NH3)4]2+: 1 = K 稳1 2 = K 稳1 K 稳2 3 = K 稳1 K 稳2 K 稳3 4 = K 稳1 K 稳2 K 稳3 K 稳4 = K 稳(总)
2.90 = 10 稳3
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7.2.1配位平衡与平衡常数
K 稳1、K 稳2 称为逐级形成常数或逐级稳 定常数(或分步稳定常数). 一般来说K 稳1 >K 稳2 > K 稳3 > 逐级稳定常数随配位数的增加而减小. 配离子在水溶液中也会发生解离. 如:[Cu(NH3)4]2+的第一级解离平衡: [Cu(NH3)4]2+ ⇌ [Cu(NH3)3]2+ + NH3 配离子在水溶液中解离达平衡时的平衡常数称 为不稳定常数 .