配位滴定法PPT讲解

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Ca2+、Mg2+共 存
总硬CaCO3 (
ppm)
CEDTA
VEDTA M CaCO3 V水样
103
(2)测钙硬:钙指示剂 吸Vml水样+ NaOH(pH=12~13)
Mg2+
Mg(OH)2
用EDTA滴定Ca2+
钙硬CaCO3 (
ppm)
CEDTA
VEDTA M CaCO3 V水样
103
3.水硬的表示方法: CaCO3(ppm):每升水中CaCO3毫克数。 CaO (ppm):每升水中CaO毫克数。
二、金属离子M的配位效应:
M+ Y
OH
MY 主反应
M(OH)

M(OH)n
羟基配位效应: 金属离子在水中和 OH- 生成各种羟基配离子,使金属 离子参加主反应的能力下降的现象。
1. 羟基配位效应系数M(OH) :
M(OH)
[M' ] [M] [M]
[MOH]
[M(OH) 2 ] [M(OH) [M]
配位滴定法
一、配位剂的分类:
1.无机配位剂:
例:CN-
Cd2++ CN-
CN-
CN-
[Cd(CN)]+
Cd(CN)2
[Cd(CN)3]-
CN-
逐级配位 现象
[Cd(CN)4]2-
2.有机配位剂:
氨羧配位剂:含氨基二乙酸基团 CH2COOH
N CH2COOH
常用氨羧配位剂是乙二胺四乙酸,即EDTA
二、逐级配合物
二、分别滴定的方法: (一)控制酸度:△lgCK’≥5 具体方法:1.确定首先被滴定的是KMY最大的离子。
2. △lgCK’≥5(判定能否控制酸度使与 其相邻的离子不干扰)
3.若不干扰: ①求滴定M的pHmin:
lg Y(H) ≤ lg KMY + lgC - 6 根据lg Y(H) 查pHmin
3. MIn 易溶。
指示剂僵化现象:
MIn 成胶体或沉
淀,置换作用缓慢,终点拖长
加热——加快反应速率 改善措施:
加有机溶剂——增大溶解度
二. 常用金属指示剂
1.铬黑T(Eriochrome Black T,EBT)
H2In-pKa=6.3
HIn2-pKa=
11.6
In3-
紫红


pH<6
pH811
M(L) 1 1[L] 2[L]2 n[L]n
M
[M' ] [M]
M ( OH)
M(L)
1
[M’]:未参加主反应的金属离子总浓度 [M]:游离金属离子浓度
三、配合物MY的副反应
M+
Y
MY 主反应
H
OH
MHY
M(OH)Y
加强M与EDTA的配位能 力,但两配合物不稳定,
计算中可忽略。
四、条件稳定常数:
2.各级配合物
[ML] =β1 [M][L] [ML2] =β2 [M][L]2 [ML3] =β3 [M][L]3
[MLn] =βn [M][L]n
……
5-2 EDTA与金属离子的配合物及其稳定性
一、EDTA的性质: EDTA:H4Y
1.EDTA水溶性差,其二钠盐Na2H2Y 2H2O水 溶性好。
②求滴定M的pHmax:即水解酸度
(二)用掩蔽和解蔽的方法:
1.配位掩蔽法:利用配位反应降低干扰离子
浓度以消除干扰。
例: Al3+ (lg KAlY 16.30) Zn2+ (lg KZnY 16.50)
NH4F
AlF63Zn2+
pH=5~6 二甲酚橙
滴定Zn2+
例:
Cu2+ Zn2+ Pb2+
2. pH<1时,H6Y 2+,相当于六元酸。
3. pH>12时,Y4- 。
二、EDTA与金属离子的配合物 1. EDTA与大多数金属离子形成1﹕1配合物
Fe 3+ + Y4- = FeY-
Ca 2+ + Y4- = CaY2-
2.EDTA与金属离子形成稳定的 螯合物。
3. EDTA与金属离子的配合物 水溶性好,反应速率快。
3.滴定到化学计量点时:
反应进行的前提:
KMIn<KMY
MIn + Y
颜色乙
MY + In
颜色甲
二、金属指示剂应具备的条件:
1. MIn 颜色显著不同 In
2. MIn 有适当的稳定性。 稳定性太低:终点提早,且变色不敏锐
MIn 稳定性太高:终点推迟或无终点
指示剂封闭现象: KMIn>KMY 无终点
2. 沉淀掩蔽法:利用沉淀反应降低干扰离子 浓度以消除干扰。
例:
Ca2+ (lg KCaY 10.69)
加 NaOH
Ca2+
Mg2+
(lg KMgY 8.69)
pH>12
Mg(OH)2↓
滴定Ca2+
例:
3. 氧化还原掩蔽法:
Bi3+(lg KBiY 27.94) 加盐酸羟胺 Bi3+
Fe3+
例:金属离子M和配位剂L发生逐级配位反应:
M+L
ML
K 稳1
[ML] [M][L]
ML+L
ML2
K稳2
[ML2 ] [ML][L]
ML2+L
ML3
K 稳3
[ML3 ] [ML2 ][L]
……
MLn-1 + L
MLn
K 稳n
[MLn ] [ML n 1 ][ L]
M + 2L ML2
2
K 稳1
• K稳2
氨性 KCN
掩蔽 Cu(CN)32Zn(CN)42-
滴定Pb2+
Pb2+
甲醛
Cu(CN)32-
Zn2+ 解蔽
滴定Zn2+
使用掩蔽剂注意点:
①干扰离子与掩蔽剂形成的配合物远比与 EDTA 形成的配合物稳定。而且形成的配合物为无色 或浅色,不影响终点的判断。
②掩蔽剂不与待测离子配位。
③使用掩蔽剂时应注意适用的pH范围。
(分别代入C、lgKMY可求出lg Y(H) ,查表5-
2得pHmin )
酸 效 应 曲 线
2. pHmax : 考虑水解效应
M(OH)n(s)
Mn+ + nOH-
KSP=[Mn+][OH-]n
n
[OH ]
k sp [Mn ]
根据[OH-]得pHmax
例:用0.02mol/L EDTA滴定同浓度Cu2+,计算 其适宜的酸度范围。
用度数表示:10mg/L CaO=1度
M+Y
MY
K MY
[MY] [M][Y]
[Y' ] Y副反应的存在: Y(H) [Y]
M副反应的存在:
M
[M' ] [M]
[Y] [Y'] Y(H)
[M] [M' ]
M
KMY
[MY ] [M ][Y ]
[
[MY ] M ' ][Y
'
]
M
Y(H )
K' MY
M
Y(H )
lg KMY = lg KMY - lg M - lg Y
(2) 置换 EDTA ——释放法 N
MY + L === ML + Y
二、水硬的测定: 1.硬水:含钙盐和镁盐的水。
钙硬:钙盐所形成的水的硬度。 镁硬:镁盐所形成的水的硬度。 总硬:钙硬和镁硬的总和。
2.测定方法: (1)测总硬: 铬黑T作指示剂
吸V ml水样+ NH3·H2O~NH4Cl(pH=10)
现象。
2.辅助配位效应系数M(L) :
M(L)
[M' ] [M]
[M]
[ML]
[M(L) 2 ] [M(L) [M]
n]
[M] 1[M][ L] 2[M][ L]2 n[M][ L]n
[M]
1 1[L] 2[L]2 n[L]n
3.金属离子M的总副反应系数:
M(OH) 1 1[OH- ] 2[OH- ]2 n[OH- ]n
99.9% C 0.1% C 0.1% C
10 6 C
lgCK’MY≥6 (单一离子准确滴定判别式)
六、单一离子配位滴定的适宜酸度范围: 1.pHmin : 单一离子溶液:M=M(OH) (可忽略)
lg KMY = lg KMY - lg Y(H)
∵lgC K’MY≥6
∴lgC+ lg KMY - lg Y(H) ≥6 lg Y(H) ≤ lg KMY + lgC - 6
c.查附录lgβn ,求M(L) 查附录,根据pH查得lgM(OH)
M M(L) M(OH) 1
d. lg KMY = lg KMY - lg M - lg Y
五、准确滴定判别式:
M+Y
化学计量 点时:
≤0.1%·C
≤0.1%·C
MY
≥99.9%·C
K
' MY
[MY] [M' ][Y' ]
pH>12
M - EBT
Mg2+、Zn2+、Pb2+、 Cd2+、 Mn2+ 等 不稳定——固体指示剂 (1﹕100 NaCl)
2.钙指示剂(calcon-carboxylic acid,NN)
H2In2-
紫红
pH<8
HIn3-

8~13
In4-
紫红
pH>13
Ca - NN
(pH =1213)
不稳定——固体指示剂 (1﹕100 NaCl)
三、EDTA配合物的稳定常数
M+Y
MY
K MY
[MY] [M][Y]
注:KMY为配合物的稳定常数。
外界条件对EDTA与金属离子 配合 物稳定性的影响
M+ Y
H
MY 主反应
HY
……
H6Y
一、EDTA的酸效应:
1. 酸效应:由于H+与Y4-作用而使Y4-参加主 反应能力下降的现象。
2. 酸效应系数 Y(H):
[OH ]
KSP [Cu2 ]
2.21020 1.1109 (mol/ L) 0.02
pOH=9.0
pH=5.0
∴滴定Cu2+的适宜酸度 pH=2.85.0
5-5 金属指示剂
一、金属指示剂的作用原理:In是一种有机配位剂
1.滴定前: M + In
MIn
颜色甲
颜色乙
2.滴定过程: M + Y
MY
2. 返滴定法 : 例3;
+EDTA(准确过量)
pH3.5 △
EDTA(剩余)
pH=5~6 Zn2+标准溶液
滴定EDTA
3. 置换法
(1) 置换金属离子
EDTA
M + NL === ML + N
2 Ag+ + Ni(CN)42- = 2 Ag(CN)2- + Ni2+
K’MY是MY的条 件稳定常数
lg KMY = lg KMY - lg M - lg Y
小结: ①只考虑酸效应:[L]=0
则 lg KMY = lg KMY - lg Y
②只考虑配位效应:pH>12时
则lg KMY = lg KMY - lg M
③计算KMY 的方法:
a.查表lgKMY
b.根据pH查表得lg Y(H)。
n]
[M] 1[M][OH - ] 2[M][OH - ]2 n[M][OH - ]n
[M]
1 1[OH- ] 2[OH- ]2 n[OH- ]n
M
OH M(OH)
+Y
L ML
MY 主反应
… …
M(OH)n
M(L)n
辅助配位效应:金属离子 与辅助配位剂作用使金属 离子参加主反应能力下降的
解:(1)求pHmin
lg Y(H)≤ lg KMY + lgC – 6
内插法:
=18.80-1.70-6 =11.1
2.4 pHmin 2.4 2.8 12.19 11.1 12.19 11.09
pHmin=2.8
(2)求pHmax :
Cu(OH)2
Cu2+ + 2OH-
KSP=[Cu2+][OH-]2
Y(H)
[Y' ] [Y]
[Y’]:未参加主反应的 EDTA总浓度
[Y]: Y4-的平衡浓度
Y (H )
1 [H ] Ka6
[H ]2 Ka6Ka5
...
[H ]6 Ka6Ka5Ka4Ka3Ka2Ka1
结论: ① Y(H) 只与溶液酸度有关,pH越大, [H+]越小, Y(H)越小。
②pH>12, Y(H) 1
5-6 混合离子的分别滴定
一、分别滴定判别式:
若溶液中同时存在M、N两种离子,分析浓度分别 为CM、CN,且KMY>KNY,则用EDTA滴定混合液中 M,N不干扰必须满足的条件为:
lgCMK’MY - lgCNK’NY ≥5
(控制酸度分别 滴定判别式)
①若CM=CN 则lgK’MY - lgK’NY ≥5 ②若无副反应 则lgCMKMY - lgCNKNY ≥5
[ML2 ] [M][L]2
M + 3L ML3
3
K稳1

K稳2

K稳3
[ML3 ] [M ][L]3
结论:1.
M+L
M + 2L
M + 3L
ML ML2 ML3
1
[ML] [M][L]
2
[ML2 ] [M][L]2
3
[ML3 ] [M][L]3
……
M + nL MLn
n
[MLn ] [M][L]n
或抗坏血酸
(lg K FeY 25.1)
Fe2+
(lg KFeY2 14.33)
pH=1.0 滴定Bi3+
5 - 7 配位滴定的方式和应用
一、滴定方式:
1. 直接滴定 例如: pH = 1,滴定Bi3+; pH = 1.5~2.5,滴定 Fe3+; pH = 5~6,滴定 Zn2+、Pb2+、Cd2+及稀土; pH = 9~10,滴定Z n2+、Mn2+、Cd2+和稀土; pH = 10,滴定Mg2+; pH = 12~13,滴定Ca2+。
相关文档
最新文档