分光光度法测定络合物的稳定常数实验报告

分光光度法测定络合物的稳定常数

一、实验目的：

1、掌握用分光光度法测定络合物组成及稳定常数的基本原理和方法；

2、学会使用721（722）型分光光度计。

二、实验原理

溶液中金属离子M 和配位体L 形成络合物MLn ，其反应式为：

M + nL === MLn

当达到络合平衡时，其络合稳定常数为： n L

M MLn C C C K ⋅= （4-1） 式中：K 为稳定常数；C M 为络合平衡时金属离子的浓度； C L 为络合平衡时

配位体浓度； C MLn 为络合平衡时络合物的浓度；n 为络合物的配位数。

在维持金属离子及配位体总摩尔数不变的条件下，改变金属离子和配位体摩尔分数的比值，并测定不同摩尔分数比值时的某一物理化学参量，在本实验中测定吸光度A ，作摩尔分数～吸光度曲线，如图4-1所示。

图4-1 摩尔分数与吸光度图 图4-2 吸光度与溶液组成图

从曲线上吸光度的最大值所对应的摩尔分数值可求出n 值。为了配制溶液的方便，通常取相同摩尔浓度的金属离子M 溶液和配位体L 溶液，维持总体积不变，按不同体积比配制一系列混合溶液，则它们的体积比亦为摩尔比，若X V 为A max 时所取L 溶液的体积分数，即：

M

L L V V V V X += （4-2） V

V X X n -=1 （4-3） 络合物在可见光某个波长区域有强烈吸收，而金属离子和配位体几乎不

被吸收，那么就可以用分光光度法测定其组成和稳定常数，本实验就是用的

这种方法。

根据比耳定律，入射光I 0和透射光强I 之间有下列关系：

)ex p(0kcd I I -= （4-4）

即 kcd I

I =0ln 令 kcd I

I A ==0lg 式中：A 为吸光度；k 为吸收系数，对于一定溶剂、溶质及一定波长的入射

光k 为常数；

d 为溶液层厚度；c 为样品浓度；I 0/I 为透射比。

在维持总体积不变的条件下，配制一系列体积比不同的溶液，用V L /V M 为7/3

的溶液测其最大吸收峰，找出络合物ML n 有最大吸收，而M 和L 几乎不吸收的波

长数值。固定该波长，测定一系列溶液的A ，作A ～x 曲线，求出n 。

络合物组成确定后，可根据下述方法确定络合物的稳定常数K ：

设开始时金属离子M 和配位体L 的体积摩尔浓度分别为a 和b ，而达到平衡

时络合物的浓度为x ，则： n nx b x a x

K ))((--= （4-5）

溶液的吸光度正比于络合物浓度，若在金属离子和配位体总浓度不相同的条

件下，在同一坐标上分别作吸光度对两个不同总摩尔数的溶液组成曲线，在这两条线上找出光密度相同的点（见图12-2），则此二点上对应的溶液的络合物浓度应相同。设对应于二条曲线的起始金属离子M 、配位体L 的浓度分别为a 1、b 1与

a 2、

b 2。则

n n nx b x a x nx b x a x K ))(())((2211--=--=

解上述方程可得x ，然后即可计算K 。

三、仪器和药品：

仪器和材料：721（722）型分光光度计一台；50mL 容瓶11只；10mL 移液管

一支；5mL 吸管2支；洗耳球一只。

药品：0.005M 硫酸高铁铵溶液及铁钛试剂（1,2二羟基苯—3,5二磺酸钠）

溶液；

0.0025M 硫酸高铁铵溶液及铁钛试剂溶液；pH=4.6的醋酸—醋酸铵缓

冲溶液。

四、实验内容：

1．将0.005moL/L 的硫酸高铁铵和0.005moL/L 的铁钛试剂溶液按下表配制

待测试液样品，依次将各样品稀释至50mL 。

2．将0.0025moL/L 的硫酸高铁铵及0.0025moL/L 的铁钛试剂溶液依下表配

制第二组待测样品。

3．λmax 的选择用4号溶液，不断改变λ，测A ，A max 所对应的λ为λmax ，再

测1号和11号溶液在该波长下的A ，若几乎为零，则该波长即为所要选择的λmax

4．测定第一组和第二组样品在波长λmax 下的吸光度值，每次测量前都要用

空白溶液进行调整。

五、数据记录与处理：

1、最大波长的选择

可知：λ=600nm ，吸光度A 值最大，故本实验选取λ=600nm

2、第一组11种溶液在λ=600nm的吸光度如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

编

号

A 0.005 0.105 0.175 0.180 0.242 0.214 0.169 0.134 0.089 0.050 0.008

由上图可知，5号溶液对应的吸光度最大，由公式4-1，4-2，可得：

=0.6 n≈2

X

V

2、第一组11种溶液在λ=600nm的吸光度如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

编

号

A 0.002 0.050 0.085 0.90 0.125 0.110 0.082 0.068 0.049 0.025 0.003

由上图，可求得：a=4×0.005=0.02，b=1×0.005=0.005

a /=3×0.0025=0.0075,

b /=2×0.0025=0.0050

将a 、a /、b 、b /、n 代入公式并解方程求得x ：

n n nx b x a x nx b x a x K ))(())((2211--=--=

解方程求得x ：x=0.0020

从而求得K=1.3×105