磺基水杨酸铜配合物组成和稳定常数的测定
磺基水杨酸合铜配合物组成和稳定常数测定实验的改进
磺基水杨酸合铜配合物组成和稳定常数测定实验的改进刘绍乾;方正法;杨章鸿;董和大;黄思【摘要】改进了教学实验中常用的磺基水杨酸铜配合物组成和稳定常数的测定方法,提出一种使用六亚甲基四胺-硝酸缓冲溶液控制体系pH的方法,预先配制磺基水杨酸的二钠盐溶液,省去强酸强碱反复调节溶液pH的过程,简化了实验操作.在pH 5.60时测得磺基水杨酸铜配合物的条件稳定常数为3.6 × 103,并推出其稳定常数为KCuL= 3.6 × 109,与文献值KCuL= 3.3 × 109基本一致.%A method to improve the determination of composition and stability constant of sulfosalicylic acid-copper(II) complex, a common experiment in university laboratory course, was proposed. In this study, a mixed solution of sulfosalicylic acid and sodium hydroxide was prepared in advance. The hexamethylene tetramine-nitric acid buffer solution was used to control the pH, which avoided repeatedly adjustment of the pH with a strong acid and a strong base and simplified the experiment process. At pH 5.60, the measured condit ional stability constant was 3.6 × 103and the deduced stability constant was 3.6 × 109, which was roughly consistent with the reported value (3.3 × 109).【期刊名称】《大学化学》【年(卷),期】2018(033)003【总页数】4页(P59-62)【关键词】磺基水杨酸铜配合物;缓冲溶液;稳定常数【作者】刘绍乾;方正法;杨章鸿;董和大;黄思【作者单位】中南大学化学化工学院,长沙 410083;湖南师范大学化学化工国家级实验教学示范中心,长沙 410081;湖南师范大学化学化工国家级实验教学示范中心,长沙 410081;湖南师范大学化学化工国家级实验教学示范中心,长沙 410081;湖南师范大学化学化工国家级实验教学示范中心,长沙 410081【正文语种】中文【中图分类】G64;O6磺基水杨酸合铜(II)配合物组成和稳定常数的测定——等摩尔系列法是目前无机(普通)化学的基础实验[1–4]，它是使学生掌握测定配合物组成和稳定常数及吸光度测定的重要实验。
磺基水杨酸铜配合物组成和稳定常数的测定
磺基水杨酸合铁(Ⅲ)配合物的组成及稳定常数的测定实验目的1．掌握用比色法测定配合物的组成和配离子的稳定常数的原理和方法。
2．进一步学习分光光度计的使用及有关实验数据的处理方法。
实验原理磺基水杨酸( ，简式为H3R)的一级电离常数K1θ=3×10-3与Fe3+可以形成稳定的配合物，因溶液的pH不同，形在配合物的组成也不同。
磺基水杨酸溶液是无色的，Fe3+的浓度很稀时也可以认为是无色的，它们在pH 值为2～3时，生成紫红色的螯合物(有一个配位体)，反应可表示如下：pH值为4～9时，生成红色螯合物(有2个配位体)；pH值为9～11.5时，生成黄色螯合物(有3个配位体)；pH＞12时，有色螯合物，被破坏而生成Fe(OH)3沉淀。
测定配合物的组成常用光度计，其前提条件是溶液中的中心离子和配位体都为无色，只有它们所形成的配合物有色。
本实验是在pH值为2～3的条件下，用光度法测定上述配合物的组成和稳定常数的，如前所述，测定的前提条件是基本满足的；实验中用高氯酸(HClO4)来控制溶液的pH值和作空白溶液(其优点主要是ClO4-不易与金属离子配合)。
由朗伯—比尔定律可知，所测溶液的吸光度在液层厚度一定时，只与配离子的浓度成正比。
通过对溶液吸光度的测定，可以求出该配离子的组成。
下面介绍一种常用的测定方法：等摩尔系列法：即用一定波长的单色光，测定一系列变化组分的溶液的吸光度(中心离子M和配体R的总摩尔数保持不变，而M和R的摩尔分数连续变化)。
显然，在这一系列的溶液中，有一些溶液中金属离子是过量的，而另一些溶液中配体是过量的；在这两部分溶液中，配离子的浓度都不可能达到最大值；只有当溶液离子与配体的摩尔数之比与配离子的组成一致时；配离子的浓度才能最大。
由于中心离子和配体基本无色，只有配离子有色，所以配离子的浓度越大，溶液颜色越深，其吸光度也就越大，若以吸光度对配体的摩尔分数作图，则从图上最大吸收峰处可以求得配合物的组成n值，如图所示，根据最大吸收处：等摩尔系列法由此可知该配合物的组成（MR）。
实验十三磺基水杨酸铜配合物组成和稳定常数的测定（4学时）
实验十三磺基水杨酸铜配合物组成和稳定常数的测定（4学时）一、实验目的1.了解分光光度法测定溶液中配合物的组成和稳定常数的原理。
2.学会用分光光度法测定配合物组成和稳定常数的方法。
3.掌握分光光度计的操作技术。
二、实验原理设中心离子M与配位体L能发生配位反应：M + nL ⇌ ML n如果M和L在溶液中都是无色的，或者对我们所选定的波长的光不吸收，而所形成的配合物是有色的，而且在一定条件下只生成这一种配合物，那么根据朗伯－比耳定律，溶液的吸光度就与该配合物的浓度成正比。
在此前提条件下，便可从测得的吸光度来求出该配合物的组成和稳定常数。
本实验采用等摩尔系列法进行测定。
为了测定配合物ML n的组成，可用其物质的量浓度相等的M溶液和L溶液配成一个系列，其中M和L的总物质的量不变但两者的物质的量分数连续变化的混合溶液。
测定它们的吸光度，作吸光度－组成图。
与吸光度极大值(即溶液对光的吸收最大)相对应的溶液的组成，便是配合物的组成。
例如，如果在系列混合溶液中，其配位体的物质的量分数X L为0.5的溶液的吸光度最大，那么在此溶液中L与M的物质的量之比为1︰1，因而配合物的组成也就是1︰1，即形成ML配合物。
如图8－3。
从吸光度—组成图可以看得清楚，在极大值B左边的所有溶液中，对于形成ML配合物来说，M离子是过量的，配合物的浓度由L决定。
这些溶液中X L都小于0.5，所以它们形成的配合物ML的浓度也都小于与极大值B相对应的溶液，因而其吸光度也都小于B。
处于极大值B右边的所有溶液中，L是过量的，配合物的浓度由M决定，而这些溶液的X M也都小于0.5，因而形成的ML的浓度也都小于与极大值B相对应的溶液，所以只有在X L＝X M＝0.5的溶液中，也就是其组成(M︰L)与配合物组成相一致的溶液中，配合物浓度最大，因而吸光度也最大。
图8－2 吸光度—组成图用等摩尔系列法还可求算配合物的稳定常数。
在吸光度—组成图中，在极大值两侧其中M 或L 过量较多的溶液，配合物的离解度都很小(为什么？)，所以吸光度与溶液组成(或配合物浓度)几乎成直线关系。
磺基水杨酸合铜配合物的组成及稳定常数的测定ppt课件
日光：紫 蓝 青 绿 黄
橙
红
7
复合光：由各种单色光组成的光。如白光（太阳光） 单色光：只具有一种波长的光。要求：变化量小于2nm 互补色光：如果把两种适当颜色的光按一定的强度比例混
合也可以得到白光，这两种光就叫做互补色光。
物质的颜色是由于物质对不同波长的光具有选择性的吸收 作用而产生的。如：CuSO4呈蓝色
6
1、物质颜色与吸收光的关系
若将光按照波长和频率排列，则可以得到如下表所示的电磁波谱表
X射线 远紫外光 近紫外光 可见光 近红外光 中红外光 远红外光 微波 无线电波
0.1-100nm 10-200nm 200-400nm 400-760nm 750-2500nm 2500-5000nm 5000-10000nm 0.1-100cm 1-1000m
酸溶液的
体积
VR/cm3
硝酸铜溶 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
液的体积
VM/cm3
TL =
14
(VR/VM+V
R)
• 2、在搅拌下用1mol/L NaOH溶液调节pH至4左右（用酸度计测定），
然后改用0.05mol/L NaOH溶液调节pH至4.0~4.5（此时溶液为黄绿色， 不应有沉淀产生，如有沉淀产生，说明pH过高，Cu2+离子已水解）。 若pH大于4.5，则可用0.01mol/L HNO3溶液调回。注意各瓶溶液的pH 应该是一个值，溶液的总体积不得超过50cm3。
量不同.为了使溶液中的离子强度相等或相近,用硝酸钾溶液定容.如
果直接用水来定容,那么其中所含NO3-离子浓度不同,溶液离子强度
就会不一样,背景吸收就会不平行.
磺基水杨酸合铜配合物的组成和稳定常数的测定
磺基水杨酸合铜配合物的组成和稳定常数的测定
一．摘要
利用分光光度法测定配合物的组成和稳定常数，绘制光密度-组成图，求出配位数。
二．关键词
磺基水杨酸合铜配合物，分光光度法，稳定常数
三．实验原理
1.配合物的浓度与光密度的关系
当一束具有一定波长的单色光通过一定厚度的有色物质溶液时，有色物质吸收一部分光能，设入射光强度为I。
，透出来的光强为I，则溶液中的有色物质对光的吸收程度即光密度D=lgI。
/I=§lc（l为液层厚度，c为有色物质浓度，§为摩尔吸光系数）
2.配合物组成的测定方法
首先配置等摩尔系列溶液，该溶液中金属离子（M）与配体（L）的物质的量总和不变，而摩尔分数连续变化。
然后，在特征波长下测定等摩尔系列溶液的光密度，并绘制光密度-组成图。
四．实验内容
1.仪器和药品
仪器：分光光度计，ph计，容量瓶，烧杯，酸式滴定管，电磁搅拌器。
药品：硝酸铜，磺基水杨酸，氢氧化钠，硝酸钾，硝酸
2.实验步骤
①按等摩尔系列法，依下表所列体积比配制混合溶液。
②依次对每份混合溶液用酸度计测ph。
在电磁搅拌器下，调节ph到4.5左右。
③在波长440nm，用分光光度计分别测定光密度
五．实验结果。
摩尔比法测定磺基水杨酸铜组成与稳定常数的研究
大学化学 Univ. Chem. 2021, 36 (8), 2009064 (1 of 5)
doi: 10.3866/PKU.DXHX202009064
摩尔比法测定磺基水杨酸铜组成与稳定常数的研究
彭敏，石建新*，王周，李莲云
中山大学化学学院，广州 510275
Study about the Composition and Stability Constant of Sulfosalicylic Acid-Copper(II) Complex by Mole Ratio Method
Min Peng, Jianxin Shi *, Zhou Wang, Lianyun Li
1 实验部分
1.1 实验试剂与主要仪器 S22PC分光光度计电子分析天平(梅特勒‐托利多EL204)，雷磁pHs-3C酸度计，电子秤(梅特勒‐托
收稿：2020-09-28；录用：2020-11-12；网络发表：2020-12-22 *通讯作者，Email: cessjx@ 基金资助：2017 年中山大学校级质量工程项目“重点教材建设项目”
School of Chemistry, Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510275, China.
. All Rights Reserved.
Abstract: The feasibility of using the mole-ratio method for study of the formation and stability constant of sulfosalicylic acid-copper(II) complex was explored. The experimental result revealed that the chelate-to-copper ratio was 1 : 1 at pH = 5, and its absolute stability constant was found to be lgK = 9.63, which was close to the value 9.52 from the handbook.
磺基水杨酸
六、实验延伸
循环伏安法测定配合物的稳定性
生物领域、催化领域的应用 参考文献
[1] 王鸿显，马淮凌，李贯良. 磺基水杨酸铜配离子稳定常数测定的实验改进. 商丘 师范学院学报，1992，2，16-18 [2] 张祥麟，余时湘, 陈超球. 5-磺基水杨酸-铜(Ⅱ)体系络合物稳定常数的测定. 中南 大学学报（自然科学版）. 1982, 2, 10-12.
实验用等摩尔系列法进行测定：由Cu2+溶液和L溶 液配成一系列溶液，其中Cu和L总的物质的量不变， 但两者的摩尔分数连续变化。测定它们的吸光度并作 出吸光度组成图，与吸光度极大值相对应的溶液组成 便是该配合物的组成。
吸光度-组成图
配合物的电离度越大，则A1与A2的差值就越大， 所以对于配位平衡其电离度α为：
为了测定配合物的组成和稳定常数，被测的配 离子MLn中的中心离子M与配位体L在选定的波长下 不吸收，而且在一定条件下它们只生成一种配合物。
COOH
HO
SO3H
磺基水杨酸(H3L)的结构
Cu2＋与磺基水杨酸(简式为H3L)在pH=5左右形 成1∶1配离子，显亮绿色，pH=8.5以上形成1∶2配 离子显深绿色，已知pH在4.5～4.8的溶液中选用波 长为440 nm的单色光，H3L不吸收，Cu2＋离子对光 也几乎不吸收，而它们的配合物有强吸收。
讨论
1、如果溶液中同时有几种不同组成的有色配合物存在，能 否用本实验方法测定它们的组成和稳定常数？为什么？ 2、本实验测定的每份溶液pH是否需要一致？如不一致对结 果有何影响？
五、实验结果
溶液编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
吸光度A
讨论
1、使用分光光度计应注意的事项有哪些 ？
磺基水杨酸合铜配合物组成和稳定常数测定实验的改进
磺基水杨酸合铜配合物组成和稳定常数测定实验的改进磺基水杨酸合铜配合物是一种广泛应用于化学分析、生物学和医学等领域的重要化合物。
它具有良好的稳定性、光谱性质和生物活性，因此引起了广泛的研究兴趣。
然而，磺基水杨酸合铜配合物的合成和稳定常数测定方法一直存在着一些问题，本文旨在对其进行改进和探讨。
一、实验原理磺基水杨酸合铜配合物的合成方法通常采用溶剂热法或水热法。
在合成过程中，需要注意反应物的质量比、反应温度和时间等因素，以保证合成产物的纯度和产率。
稳定常数的测定方法主要包括紫外-可见吸收光谱法和荧光光谱法。
其中，紫外-可见吸收光谱法可以测定配合物的吸收峰位置和强度，进而计算出稳定常数；而荧光光谱法则可以测定配合物的荧光光谱，并据此计算出稳定常数。
二、实验内容本实验的改进主要包括两个方面：一是改进合成方法，提高产率和纯度；二是改进稳定常数测定方法，提高测定精度和可靠性。
1. 合成方法的改进传统的合成方法通常采用溶剂热法或水热法，但这种方法存在着一些缺点，如反应时间长、产物纯度低等。
因此，我们采用了微波辅助合成法来合成磺基水杨酸合铜配合物。
该方法具有反应时间短、温度均匀、产物纯度高等优点。
具体操作步骤如下：1）将0.1mol的磺基水杨酸和0.1mol的Cu(CH3COO)2·H2O分别溶解在50mL的乙醇中，搅拌均匀后混合。
2）将混合液转移到微波反应器中，进行微波辅助合成。
反应条件为：微波功率为300W，反应时间为10min。
3）反应结束后，将产物用去离子水洗涤数次，直至洗涤液中不再有绿色沉淀出现。
然后用乙醇将产物洗涤干净，真空干燥后得到磺基水杨酸合铜配合物。
2. 稳定常数测定方法的改进稳定常数的测定方法主要包括紫外-可见吸收光谱法和荧光光谱法。
传统的测定方法存在着一些问题，如测定精度低、干扰较大等。
因此，我们采用了离子选择性电极法来测定稳定常数。
该方法具有灵敏度高、精度高、干扰小等特点。
具体操作步骤如下：1）将一定量的磺基水杨酸合铜配合物和一定量的Cu2+离子混合，用去离子水稀释至一定体积，得到一系列不同浓度的溶液。
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磺基水杨酸合铁(Ⅲ)配合物的组成及稳定常数的测定
实验目的
1．掌握用比色法测定配合物的组成和配离子的稳定常数的原理和方法。
2．进一步学习分光光度计的使用及有关实验数据的处理方法。
实验原理
磺基水杨酸( ，简式为H3R)的一级电离常数K1θ=3×10-3与Fe3+可以形成稳定的配合物，因溶液的pH不同，形在配合物的组成也不同。
磺基水杨酸溶液是无色的，Fe3+的浓度很稀时也可以认为是无色的，它们在pH 值为2～3时，生成紫红色的螯合物(有一个配位体)，反应可表示如下：
pH值为4～9时，生成红色螯合物(有2个配位体)；pH值为9～11.5时，生成黄色螯合物(有3个配位体)；pH＞12时，有色螯合物，被破坏而生成Fe(OH)3沉淀。
测定配合物的组成常用光度计，其前提条件是溶液中的中心离子和配位体都为无色，只有它们所形成的配合物有色。
本实验是在pH值为2～3的条件下，用光度法测定上述配合物的组成和稳定常数的，如前所述，测定的前提条件是基本满足的；实验中用高氯酸(HClO4)来控制溶液的pH值和作空白溶液(其优点主要是ClO4-不易与金属离子配合)。
由朗伯—比尔定律可知，所测溶液的吸光度在液层厚度一定时，只与配离子的浓度成正比。
通过对溶液吸光度的测定，可以求出该配离子的组成。
下面介绍一种常用的测定方法：
等摩尔系列法：即用一定波长的单色光，测定一系列变化组分的溶液的吸光度(中心离子M和配体R的总摩尔数保持不变，而M和R的摩尔分数连续变化)。
显然，在这一系列的溶液中，有一些溶液中金属离子是过量的，而另一些溶液中配体是过量的；在这两部分溶液中，配离子的浓度都不可能达到最大值；只有当溶液离子与配体的摩尔数之比与配离子的组成一致时；配离子的浓度才能最大。
由于中心离子和配体基本无色，只有配离子有色，所以配离子的浓度越大，溶液颜色越深，其吸光度也就越大，若以吸光度对配体的摩尔分数作图，则从图上最大吸收峰处可以求得配合物的组成n值，如图所示，根据最大吸收处：
等摩尔系列法
由此可知该配合物的组成（MR）。
最大吸光度A点可被认为M和R全部形成配合物时的吸光度，其值D1。
由于配离子有一部分离解，其浓度再稍小些，所以实验测得的最大吸光度在B点，其值为D2，因此配离子的离解度α可表示为：
α=(D1-D2)/D1
再根据1∶1组成配合物的关系式即可导出稳定常数K稳θ或β。
式中是c相应于A点的金属离子浓度(这里的是K稳θ没有考虑溶液中的Fe3+
离子的
水解平衡和磺基水杨酸电离平衡的表现稳定常数)。
试剂和仪器
1．仪器：
UV2600型紫外可见分光光度计，烧杯(100mL，3只)，容量瓶(100mL，9只)，移液管(10mL，2只)，洗耳球，玻璃棒，擦镜纸
2．试剂
以下试剂由教师准备
酸：1）、HClO4(0.01mol·L-1)：将4.4mL70%HClO4溶液加入50mL水中，稀释到5000mL。
2）、磺基水杨酸(0.0100mol·L-1)：根据磺基水杨酸的结晶水情况计算其用
量（分子式C6H3（OH）（COOH）SO3H，无结晶水的磺基水杨酸分子
量为218.2），将准确称量的分析纯磺基水杨酸溶于0.01mol·L-1HClO4
溶液中配制成1000mL。
盐：(NH4)Fe(SO4)2 (0.0100mol·L-1，1000mL)：将4.8220g分析纯
(NH4)Fe(SO4)2·12H2O(分子量为482.2)晶体溶于0.01mol·L-1HClO4溶液中配制成1000mL。
实验步骤
1. 溶液的配制
(1) 配制0.0010mol·L-1 Fe3+溶液
用移液管吸取10.00mL(NH4)Fe(SO4)2(0.0100mol·L-1)溶液，注入100mL容量瓶中，用
HClO4(0.01 mol·L-1)溶液稀释至该度，摇匀，备用。
(2)配制0.0010 mol·L-1)磺基水杨酸(H3R)溶液用移液管量取10.00mLH3R(0.0100mol·L-1)
溶液，注入100mL容量瓶中，用HClO4(0.01mol·L-1)溶液稀释至刻度，摇匀，备用。
2. 系列配离子(或配合物)溶液吸光度的测定
(1) 用移液管按表的体积数量取各溶液，分别注入已编号的100mL容量瓶中，用0.01mol·L-1 HClO4/mL定容到100mL。
(2) 用波长扫描方式对其中的５号溶液进行扫描，得到吸收曲线，确定最大吸收波长。
(3) 选取上面步骤所确定的扫描波长，在该波长下，分别测定各待测溶液的吸光度，并记录已稳定的读数。
表数据记录和处理
数据记录及处理
（1）实验数据记录
（2）用等摩尔变化法确定配合物组成：根据表中的数据，作吸光度A对摩尔比（Fe/acid ）的关系图。
将两侧的直线部分延长，交于一点，由交点确定配位数n。
按（3）计算配合物的稳定常数。
（3）磺基水杨酸合铁（Ⅲ）配合物的组成及其稳定常数的求得
从图中找出D1和D2，计算α和稳定常数。
其中C为配合物初始浓度：本实验条件下，配合物配合比为1:1，即摩尔比为0.5。
此时配合物初始浓度为：
C=0.001×5/100（母液浓度为0.001，5 mL 混合后，变为100mL，）
思考题
(1) 本实验测定配合物的组成及稳定常数的原理如何?
(2) 用等摩尔系列法测定配合物组成时,为什么说溶液中金属离子的摩尔数与配位
体的摩尔数之比正好与配离子组成相同时，配离子的浓度为最大?
(3) 在测定吸光度时，如果温度变化较大,对测得的稳定常数有何影响?
(4)本实验为什么用HClO4溶液作空白溶液?为什么选用500nm波长的光源来测定溶液的吸光度?
(5)使用分光光度计要注意哪些操作？。