络合物的稳定性全解
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i 1 n
根据分布分数的定义得:
M
Байду номын сангаас
[M ] cM
[M ]
n i [ M ]1 i [ L] i 1
1 1 i [ L]i
i 1 n
ML
[ ML] cM
1[ L]
1 i [ L]i
i 1 n
. . . .
ML
Kn
[ MLn ] 第n级稳定常数 K n [ MLn 1 ][L]
⑵
络合物的累积稳定常数
在许多络合物平衡的计算中,为了计算上的方便,常使用累
积稳定常数,用符号表示:
M L ML M 2 L ML2 M nL MLn 第n级累积稳定常数 n K1 K 2 K n [ MLn ] K稳 M Ln 第一级累积稳定常数 1 K1 第二级累积稳定常数 2 K1 K 2
例如:
pH=5.0时EDTA的αY(H)=4.0×106
pH=10.0时,αY(H)=2.82
一定条件下,络合平衡不仅要受温度和溶液离子强度影响,
而且与某些离子或分子的存在有关,他们往往要干扰主反应 的进行,以致使反应产物MY的稳定性下降,平衡浓度降低。
副反应:除主反应以外的反应。
能引起副反应的物质:如H+、OH-、待测试样中共存的其
他金属离子,以及为控制酸度或掩蔽某些干扰组分时而加入
的掩蔽剂或其他辅助络合剂等。
n
[ MLn ] cM
n [ L ]n
1 i [ L]i
i 1 n
可见,各型体的分布分数i的大小与络合物本身的性质及 [L]的大小有关,而与总浓度无关。
公式的应用
(1) 只要知道和[L]值,就可以计算出各型体的i值。
ML
i
[ MLi ] cM
i [ L]i
络合滴定中的副反应
(一 )
滴定剂Y的副反应和副反应系数Y
副反应系数:指未参加主反应形成主产物的组分的总浓度与其平衡浓度
之比。因此:
发生在络合剂Y上的副反应的副反应系数: 1、EDTA的酸效应和酸效应系数Y(H)
Y
Y
’
Y
H+与Y4-离子结合的副反应对主反应的影响,或由于H+的存在,使络合
4-2 络合物的稳定性
在络合反应中,络合物的形成和解离,同处于相对的
平衡状态中。
络合物的稳定性常用其形成反应常数——络合物的稳定
常数来表示。
一、 络合物的稳定性
1、ML 型络合物 M + L ↔ ML KML 越大,络合物越稳定。
K 稳 K ML
[ ML] [ M ][L]
2、MLn 型络合物 ⑴ 络合物的逐级稳定常数
金属离子M与单齿配位体L形成络合比为1:n的络合物MLn,
其形成和解离均是逐级进行的。
K1 M L ML
第一级稳定常数 K1
[ ML] [ M ][L]
ML L ML2
K2
[ ML2 ] 第二级稳定常数 K 2 [ ML][L]
MLn 1 L MLn
Y (H )
[ H ]6 Ka1[ H ]5 Ka1 Ka 2 [ H ]4 Ka1 Ka 2 Ka6 Y Ka1 Ka 2 Ka6 1
可见,Y(H)只与溶液中[H+]有关,酸度越高, Y(H)越大, 酸效应越严重,[Y]越小,其参与主反应的能力也越小。
型体的浓度。
以金属离子M与络合剂L形成MLn为例:
设金属离子的分析浓度为 cM ,当络合反应达到平衡时,溶
n 液中游离络合剂的平衡浓度为[L]:则 [MLn ] n [M][L]
根据物料平衡关系得:
cM [ M ] [ ML] [ ML2 ] [ MLn ] [ M ] 1[ M ][L] 2 [ M ][L]2 n [ M ][L]n [ M ](1 1[ L] 2 [ L]2 n [ L]n ) [ M ](1 i [ L]i )
1 i [ L]i
i 1 n
(2) 如果再知道了总浓度cM,就可以计算出各型体的浓度。 [MLi]= MLi· cM (i=0~n)
三、EDTA络合物的稳定性
M + Y = MY K稳 = [MY]/[M][Y]
常用lgK稳来衡量无副反应情况下络合物MY的稳定程度。
例如lgKCaY=10.69 ,lgKMnY=13.87 , lgKZnY=16.50,可见,
∴ 酸效应系数Y(H)——[Y’]与游离Y的浓度[Y]之比。
Y ( H )
[Y ' ] [Y ] [ HY ] [ H 2Y ] [ H 6Y ] 1 [Y ] [Y ] Y
可见:在副反应中Y型体的分布分数Y与酸效应系数Y(H)成倒 数关系。
根据多元酸有关型体分布分数的计算公式计算
MY的稳定性与M的种类有关,一般: 碱金属的MY最不稳定; 碱土金属离子的络合物的lgKMY=8~11 过渡金属、稀土元素、Al3+的络合物的lgKMY=15~19
三、四价金属离子和Hg2+的络合物的lgKMY>20
四、外界条件对 MY 稳定性的影响
在络合滴定过程中,遇到的是比较复杂的络合平衡体系。
MLi i M L 溶液中任一型体的浓度 为:
i
二、溶液中各级络合物型体的分布
当金属离子与单基配体络合成多配位络合物MLn时,在 同一溶液中,各级络合物往往是同时存在的,且其各型体存 在的比值与游离络合剂的浓度有关。 当知道了溶液中金属离子的分析浓度、游离络合剂的浓
度及其相关络合物的累积稳定常数,即可计算出溶液中各种
剂EDTA参加主反应能力降低的现象称为酸效应,也叫质子化效应或pH 效应。
酸效应的大小可以用该酸度下酸效应系数Y(H)来衡量。
在酸效应下,EDTA的存在形式:主反应产物—— MY;
副反应产物—— HY、H2Y…H6Y 游离状态—— Y 如果用[Y’]表示有酸效应存在时,未与M络合的EDTA的各型体浓度之 和:[Y’]=[Y]+[HY]+…+[H6Y]
根据分布分数的定义得:
M
Байду номын сангаас
[M ] cM
[M ]
n i [ M ]1 i [ L] i 1
1 1 i [ L]i
i 1 n
ML
[ ML] cM
1[ L]
1 i [ L]i
i 1 n
. . . .
ML
Kn
[ MLn ] 第n级稳定常数 K n [ MLn 1 ][L]
⑵
络合物的累积稳定常数
在许多络合物平衡的计算中,为了计算上的方便,常使用累
积稳定常数,用符号表示:
M L ML M 2 L ML2 M nL MLn 第n级累积稳定常数 n K1 K 2 K n [ MLn ] K稳 M Ln 第一级累积稳定常数 1 K1 第二级累积稳定常数 2 K1 K 2
例如:
pH=5.0时EDTA的αY(H)=4.0×106
pH=10.0时,αY(H)=2.82
一定条件下,络合平衡不仅要受温度和溶液离子强度影响,
而且与某些离子或分子的存在有关,他们往往要干扰主反应 的进行,以致使反应产物MY的稳定性下降,平衡浓度降低。
副反应:除主反应以外的反应。
能引起副反应的物质:如H+、OH-、待测试样中共存的其
他金属离子,以及为控制酸度或掩蔽某些干扰组分时而加入
的掩蔽剂或其他辅助络合剂等。
n
[ MLn ] cM
n [ L ]n
1 i [ L]i
i 1 n
可见,各型体的分布分数i的大小与络合物本身的性质及 [L]的大小有关,而与总浓度无关。
公式的应用
(1) 只要知道和[L]值,就可以计算出各型体的i值。
ML
i
[ MLi ] cM
i [ L]i
络合滴定中的副反应
(一 )
滴定剂Y的副反应和副反应系数Y
副反应系数:指未参加主反应形成主产物的组分的总浓度与其平衡浓度
之比。因此:
发生在络合剂Y上的副反应的副反应系数: 1、EDTA的酸效应和酸效应系数Y(H)
Y
Y
’
Y
H+与Y4-离子结合的副反应对主反应的影响,或由于H+的存在,使络合
4-2 络合物的稳定性
在络合反应中,络合物的形成和解离,同处于相对的
平衡状态中。
络合物的稳定性常用其形成反应常数——络合物的稳定
常数来表示。
一、 络合物的稳定性
1、ML 型络合物 M + L ↔ ML KML 越大,络合物越稳定。
K 稳 K ML
[ ML] [ M ][L]
2、MLn 型络合物 ⑴ 络合物的逐级稳定常数
金属离子M与单齿配位体L形成络合比为1:n的络合物MLn,
其形成和解离均是逐级进行的。
K1 M L ML
第一级稳定常数 K1
[ ML] [ M ][L]
ML L ML2
K2
[ ML2 ] 第二级稳定常数 K 2 [ ML][L]
MLn 1 L MLn
Y (H )
[ H ]6 Ka1[ H ]5 Ka1 Ka 2 [ H ]4 Ka1 Ka 2 Ka6 Y Ka1 Ka 2 Ka6 1
可见,Y(H)只与溶液中[H+]有关,酸度越高, Y(H)越大, 酸效应越严重,[Y]越小,其参与主反应的能力也越小。
型体的浓度。
以金属离子M与络合剂L形成MLn为例:
设金属离子的分析浓度为 cM ,当络合反应达到平衡时,溶
n 液中游离络合剂的平衡浓度为[L]:则 [MLn ] n [M][L]
根据物料平衡关系得:
cM [ M ] [ ML] [ ML2 ] [ MLn ] [ M ] 1[ M ][L] 2 [ M ][L]2 n [ M ][L]n [ M ](1 1[ L] 2 [ L]2 n [ L]n ) [ M ](1 i [ L]i )
1 i [ L]i
i 1 n
(2) 如果再知道了总浓度cM,就可以计算出各型体的浓度。 [MLi]= MLi· cM (i=0~n)
三、EDTA络合物的稳定性
M + Y = MY K稳 = [MY]/[M][Y]
常用lgK稳来衡量无副反应情况下络合物MY的稳定程度。
例如lgKCaY=10.69 ,lgKMnY=13.87 , lgKZnY=16.50,可见,
∴ 酸效应系数Y(H)——[Y’]与游离Y的浓度[Y]之比。
Y ( H )
[Y ' ] [Y ] [ HY ] [ H 2Y ] [ H 6Y ] 1 [Y ] [Y ] Y
可见:在副反应中Y型体的分布分数Y与酸效应系数Y(H)成倒 数关系。
根据多元酸有关型体分布分数的计算公式计算
MY的稳定性与M的种类有关,一般: 碱金属的MY最不稳定; 碱土金属离子的络合物的lgKMY=8~11 过渡金属、稀土元素、Al3+的络合物的lgKMY=15~19
三、四价金属离子和Hg2+的络合物的lgKMY>20
四、外界条件对 MY 稳定性的影响
在络合滴定过程中,遇到的是比较复杂的络合平衡体系。
MLi i M L 溶液中任一型体的浓度 为:
i
二、溶液中各级络合物型体的分布
当金属离子与单基配体络合成多配位络合物MLn时,在 同一溶液中,各级络合物往往是同时存在的,且其各型体存 在的比值与游离络合剂的浓度有关。 当知道了溶液中金属离子的分析浓度、游离络合剂的浓
度及其相关络合物的累积稳定常数,即可计算出溶液中各种
剂EDTA参加主反应能力降低的现象称为酸效应,也叫质子化效应或pH 效应。
酸效应的大小可以用该酸度下酸效应系数Y(H)来衡量。
在酸效应下,EDTA的存在形式:主反应产物—— MY;
副反应产物—— HY、H2Y…H6Y 游离状态—— Y 如果用[Y’]表示有酸效应存在时,未与M络合的EDTA的各型体浓度之 和:[Y’]=[Y]+[HY]+…+[H6Y]