分光光度法测定络合物组成和稳定常数.doc

分光光度法测定络合物的组成及稳定常数（综合型） 实验目的 1、掌握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、计算络合反应的标准自由能变化。 3、学会使用分光光度计。 实验原理 溶液中金属离子和配位体形成络合物。其反应式为：，当达到平衡时，其络合稳定常数为： ……… （1-1） 式中：为络合物的稳定常数，、、分别为络合平衡时络合物、金属离子和配位体的浓度（严格的说（1-1）式中各浓度值应以活度来代替），为络合物的配位数。 显然，如果通过实验能测得（1-1）式中右边各项的浓度及值，则就能算得值。本实验采用分光光度法来测定这些参数。 1.分光光度法的实验原理 让可见光中各种波长的单色光分别地、依次透过溶液，其中某些波长的光即被吸收，使得透过的光形成了吸收谱带（或称吸收曲线），因而可以对不同的物质进行鉴定分析，这是定性分析的基础。 根据朗伯—比耳定律，入射光强与投射光强之间有如下关系： ……… （1-2） ……… （1-3） 式中：D称为光密度（或吸光度）；为吸光系数，对于一定溶质，溶剂及一定波长的入射光为常数；c为溶液的浓度；为比色皿（液层）厚度；称透光率。 从（1-3）式看出，在固定液层厚度和入射光波长的条件下，光密度与溶液浓度成正比。选择入射光波长，使它对被测物质即具有一定的灵敏度，又使溶液中其它物质的干扰为最小，做被测物质的标准工作曲线，然后测定被测溶液的光密度，根据光密度的大小即可在标准工作曲线上求得相应的浓度值，这是定量分析的基础。 2.络合物组成的测定 本实验采用等摩尔连续变化法测定络合物的组成，其原理如下：在保持总摩尔数不变的情况下，依次改变体系中两组分摩尔分数的比值，配制一系列摩尔分数不同的溶液，测量这一系列溶液的光密度值。做光密度-摩尔分数x曲线如图5-2所示，从曲线上光密度的极大之所对应的摩尔分数值，即可求出值。 为了配溶液时方便，通常取相同摩尔浓度的溶液和溶液，在维持总体积不变的条件下，按不同的体积比配成一系列混合物溶液。这样，它们的体积比也就是摩尔分数之比。设x为时所取溶液的体积分数，即： 溶液的体积分数为，则配位数为： …… （1-4） 若溶液中只有络合物具有颜色，则溶液的光密度和的含量成正比，作-图，从曲线上的极大位置即可求出值。若配成的溶液中除络合物外，尚有金属离子及配位体与络合物在同一波长中也存在着一定程度的吸收，此时所观察到的光密度并不是完全由络合物吸收所引起，必须加以校正。其校正方法如下： 作出实验测得的光密度对溶液组成（包括金属离子浓度和配位体离子浓度为0的两点）的图。连接金属离子浓度为0及配位体浓度为0的两点的直线如图5-3所示，直线上所表示的不同组成光密度数值可以认为是由金属离子和配位体吸收所引起，因此，把实验所观察到的光密度数值减去对应组成上该直线读出的光密度数值，所得到的差值就是该溶液组成下浓度的光密度数值。作此光密度的曲线，曲线极大点所对应的溶液的组成就是络合物组成。用此方法测定络合物组成时，必须在所选择的波长范围内只有一种络合物有吸收，而金属离子和配位体等都不吸收或很少吸收，只有在这种情况下曲线上极大点所对应的组成才是络合物组成。 3.稀释法测定络合物稳定常数 设开始时金属离子和配位体的浓度分别a和b，而达到络合平衡时络合物浓度为x则： …（1-5） 由于光密度已经过上述方法校正，因此可认为校正后溶液光密度正比于络合物浓度。如果两个不同浓度的M金属离子和配位体总浓度相同（总摩尔数）条件下，在同一坐标上分别作光密度对两个不同总摩尔数的溶液组成曲线。在这两条曲线上找出光密度相同的任意两点如图5-4所示，则在此两点上所对应的溶液的络合物浓度应相同。设对应于两条曲线的起始金属离子浓度及配位体浓度分别为 ， ，则 ……… （1-6） 解上述方程可得，然后即可计算络合物稳定常数。 仪器和试剂 72型分光光度计 1套 容量瓶（100ml） 13个 移液管（50ml） 1支 （250ml） 2个 （25ml） 1支 烧 杯（250ml） 1个 （10ml） 2支 （100ml） 2个 钛鉄试剂（1，2-二羟基苯，3，5-二黄酸钠）分析纯0.005M 硫酸高铁铵（NH4Fe（SO4）212H2O）分析纯 0.005M PH=2.1 HCL缓冲液 实验步骤 1、用0.005M钛鉄试剂溶液和0.005M硫酸高铁铵溶液按下表制备11个待测溶液的样品 然后依次将各