磺基水杨酸合铜配合物的组成及其稳定常数的测定

磺基水杨酸合铜配合物的组成及其稳定常数的测定

一、实验目的

1.了解光度法测定配合物的组成及稳定常数的原理和方法。

2.学习分光光度计的使用。

3.巩固酸度计的使用。 二、实验原理

磺基水杨酸是弱酸（以H 3R 表示），在不同pH 值溶液中可与Cu 2+形成组成不同的配合物。pH ≈ 5 时Cu 2+ 与磺基水杨酸能形成稳定的1:1 的亮绿色配合物，pH >8.5则形成1:2 深绿色配合物。本实验是测定pH=5时磺基水杨酸合铜配合物的组成和稳定常数。

测定配位化合物的组成常用光度法。根据郎伯-比尔定律：A = K ·c ·l ，当液层的厚度固定时，溶液的吸光度与有色物质的浓度成正比。即：A= k ’ ·c 。

本实验采用等摩尔系列法测定配位化合物的组成和稳定常数。只有当溶液中金属离子与配体的摩尔比和配离子的组成一致时，配离子的浓度才能最大，由于金属离子和配体基本无色，所以配离子的浓度越大，溶液的颜色越深，吸光度值也就越大。这样测定系列溶液的吸光度A ，以A 对c M /（c M +c R ）作图，则吸光度值最大所对应的溶液组成也就是配合物的组成。

pH =4. 5 时Cu 2+与磺基水杨酸能形成稳定的亮绿色配合物，并且此配合物在700nm 有最大吸收值。因此，可通过测定系列溶液在此波长下的吸光度A ，即可求出配合物的组成及稳定常数。

计算公式如下

M

M R

X

+c c c =

R M 1X

n X

c c -=

=

由n 可得配位化合物的组成。 对于MR 型配合物，在吸光度最大处：

以c M 为起始金属离子Cu 2+的浓度，此时溶液中各离子平衡浓度分别为： [MR] =c M ·(1-α) [M] =α ·c M [R] =α ·c M ,

s 2

M

[MR]1-

[M][R]K c α

α==

三、仪器与试剂

仪器：移液管 吸量管

容量瓶(50ml 11个） 烧杯(50ml 11个) 721型分光光度计 pHS-3C 型酸度计 试剂：

磺基水杨酸(0.1mol ·L -1) 24H SO (0.5mol ·L -1,)

NaOH (0.5、1.0mol ·L -1) 4U C SO (0.1mol ·L -1) 四、主要实验步骤

编号 V (Cu 2+)/mL

V( H 3R)/mL c M /(c M +c R )

A 1 0.00 20.00 2 2.00 18.00 3 4.00 16.00 4 6.00 14.00 5 8.00 12.00 6 10.00 10.00 7 12.00 8.00 8 14.00 6.00 9

16.00

4.00

10 18.00 2.00

11 20.00 0.00

2、用0.5mol·L-1NaOH溶液在pHS-3C型酸度计上调节各溶液pH为4.5（此时溶液为黄绿色，无沉淀。若有沉淀产生，说明pH值过高，Cu2+离子已水解）。若不慎pH值超过5，可用0.25mol·L-1硫酸溶液调回，直到各溶液均为 pH =4.5并且溶液的总体积不超过50mL。

将调好pH的溶液分别转移到预先编有号码的洁净的50mL容量瓶中，用少量pH=4.5的硫酸溶液冲洗电极和烧杯，冲洗液移入容量瓶中最后用该硫酸溶液稀释至标线，摇匀。

3、测定吸光度：在波长为700nm条件下，用分光光度计依次分别测定各溶液的吸光度。

4、数据处理：以吸光度A为纵坐标，硫酸铜物质的量分数X M为横坐标，作A

－X

M 图，求CuR

n

的配位体数目n和配合物的稳定常数K s。

五、数据处理与结果讨论

1.磺基水杨酸合铜配合物的组成相关数据

表1 相关数据

编号V (Cu2+)/mL V( H3R)/mL c M/(c M+c R) A

1 0.00 20.00

0 0

2 2.00 18.00

0.1 0.121

3 4.00 16.00

0.2 0.245

4 6.00 14.00

0.3 0.378

5 8.00 12.00

0.4 0.481

6 10.00 10.00

0.5 0.543

7 12.00 8.00

0.6 0.481

8 14.00 6.00 0.7 0.375 9 16.00 4.00 0.8 0.261 10 18.00 2.00 0.9 0.164 11 20.00

0.00

1

0.081

2、磺基水杨酸合铜配合物的组成及其稳定常数的计算 2.1根据表1数据作图

图1磺基水杨酸合铜配合物的吸光度-组成比图

由图1可知A1=0.59 A2=0.54 α = (A1 -A2)/A1 =(0.61-0.52)/ 0.61 =0.15

吸光度最大时溶液中金属离子的浓度:

C M =0.1 mol ·L -1×10/20=0.05mol ·L -1

s 2

M

[MR]1-

[M][R]K c α

α==

=(1-0.15)/ (0.05×0.15∧2)

=755.56

=500

理论值:K

稳定

相对误差=（755.56-500）/500×100%=51.11%

误差分析：由于此实验没有标准缓冲溶液，用蒸馏水代替，最后也用的蒸馏水定容，所以会引起一定的实验误差。