实验23磺基水杨酸铁(Ⅲ)配合物的组成及K稳的测定

实验23 磺基水杨酸铁（Ⅲ）配合物的组成及K稳的测定

[实验目的]

1、了解分光光度计测定配合物组成及K稳的原理和方法。

2、测定PH＜2.5时磺基水杨酸铁（Ⅲ）的组成及K稳。

3、练习使用分光光度计。

[实验原理]

磺基水杨酸（HO SO3H，简式H3R）与Fe3+可形成稳定的配合物，因溶液PH值不同，其组成也不相同。

本实验测PH＜2.5时所形成红褐色磺基水杨酸铁（Ⅲ）配离子的组成及K稳。实验中用HClO4溶液来控制PH值。

1、分光光度法测定配合物组成的基本原理：

①用透光率T表示：即透光的强度I t与入射光强度I0之比。T=I t/I0

②用吸光度D表示（又称消光度、光密度），它是透光率的负对数：D=-lgT=lgI0/I t

D值大表示光被有色溶液吸收的程度大：反之亦然。

2、朗伯—比尔定律D=ε c L

即：一束单色光通过有色溶液时，有色溶液的吸光度与溶液的浓度c和液层厚度L乘

积成正比（ε为消光系数，λ0一定时，ε为特征常数）。

3、可行性论证

所测溶液中，H3R为无色，Fe3+溶液的浓度很稀，也可认为无色，只有MR x是有色的

（磺基水杨酸铁（Ⅲ）配离子为有色）。因此，溶液的吸光度D只与配离子浓度成正

比。通过对溶液吸光度的测定，可以求出该配离子的组成。

4、配离子组成的求得（分光光度法求时，常用的两种方法）：

①等摩尔系列法（连续变化法，本实验采用此法）：保持（n M+n R）不变的前提下，

使M和R的摩尔分数连续变化而配制一系列溶液，显然，这些溶液中必有一种

物质过量，配离子浓度不可能达最大。只有当溶液中M与R的物质的量之比与

配离子组成一致时，C MRx才最大。MR x的浓度增大，溶液颜色加深，D增大。若

x值，如图1：

=n R/n总=0.5

=n M/n总=0.5

x值=x R/x M=1

（图1）中心离子摩尔分数

由图1可以看出x=1，该配合物组成为MR，最大吸光度A点可以认为是M和R

全部形成配合物时的吸光度，其值为D1，由于部分离解，其浓度要稍小一些，所

以实测吸光度为B点，其值为D2，因此配离子的离解度〆可表示为：

〆=（D1-D2）/D1

再由1：1组成关系，即可求出表观稳定常数Kˊ,

M + R == MR

平衡时c〆c〆c-c〆

Kˊ=[MR]/（[M][R]）=(1-〆)/c〆2

（式中C为相应于A点的金属离子M的浓度）

考虑弱酸的电离平衡，对Kˊ加以校正，校正后得K稳：

lgK稳=lg Kˊ+lgθ(θ为酸效应系数)（对于H3R，PH=2时，lgθ=10.2）

应该指出：该法应用于研究络合比高或离解度较大的络合物，得不到准确的结果。

②摩尔比法（简介）

固定一种组分（通常为M）的浓度，改变R的浓度得一系列[R]/[M]比值不同的

溶液，并配相应空白液作参比，测其吸光度D，以D为纵坐标，[R]/[M]为横坐

标作图。

当[R]增大时，D增大，当M全部络合后，[R]增大，D不再变化，如图2

（图2）

外推得一交点，从交点向横坐标作垂线，对应的[R]/[M]比值即为络合物的络合

比（对离解小的络合物，结果较好）

[注意事项]

1、配溶液用HClO4，不用H2O，注意测PH值。

2、注意测试顺序从小浓度到大浓度。

3、注意保护分光光度计。

实验24 硫酸亚铁铵的制备

[实验目的]

1、了解制备金属盐类（简单盐和复盐）的一种基本方法。

2、练习无机制备中的一些基本操作。

[实验原理]

铁屑与稀硫酸作用生成硫酸亚铁，溶液经浓缩后冷却至室温，即可得到浅绿色的FeSO4·7H2O晶体。

硫酸亚铁有FeSO4·7H2O，FeSO4·4H2O和FeSO4·H2O三种水合物，它们在溶液中可以互相转变，其转变温度为：

FeSO4·7H2O 57℃

FeSO4·4H2O

65℃

FeSO4·H2O

由此可见，为了防止溶解度较小的白色FeSO4·H2O析出，在金属与酸作用及在溶液浓缩过程中温度不宜过高，且在蒸发浓缩时，应保持溶液呈较强的酸性（PH＜1，以防止FeSO4在弱酸性溶液中被氧化生成黄色的碱式盐Fe（OH）SO4。

将等物质的量的FeSO4和（NH4）2SO4溶液混合，可以制得溶解度较小的硫酸亚铁铵复盐（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O，它比一般的亚铁盐稳定，在空气中不易被氧化。

[注意事项]

1、配制（NH4）2SO4饱和溶液时，必须用无氧蒸馏水，以防其中的O2将Fe2+氧化为Fe3+

而变黄，得不到好的产品。

2、注意控制酸度为强酸性，PH＜2。

3、为了得到较好的晶体，在蒸发浓缩时，不宜用玻棒过分地搅动，即尽量保持结晶膜的

存在。