络合物组成和不稳定常数的测定等摩尔系列法.doc
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韩山师范学院化学系化学专业物化实验课实验报告
班级 学号23 姓名高旺珠 同组 陈红乳、吴和生 评分
实验日期: 2004年3月10日 室温21.7℃ 气压 101.22*103Pa 教师
实验题目:络合物组成和不稳定常数的测定-----等摩尔系列法
实验目的:
学会用等摩尔系列法测定络合物组成、不稳定常数的基本原理和实验方法。
计算络合反应的标准自由能变化。
熟练掌握测定溶液pH值和光密度的操作技术。
实验原理：
络合物MAn在水溶液中的络合与解离反应式为：
M+nA MAn
达到平衡时，Ｋ不稳=[M][A]n [MAn]
式中，Ｋ不稳为络合物不稳定常数，［Ｍ］、［Ａ］和［ＭＡn］分别为络合平衡时金属离子、配位体和络合物的浓度、n为络合物的配位数。
在络合反应中，常伴有颜色的明显变化，因此研究这些络合物的吸收光谱可以测定它们的组成和不稳定常数。测定方法较多，本实验采用应用最广的等摩尔系列法测定Ｃu（Ⅱ）－磺基水杨酸络合物的组成和不稳定常数。
络合物组成的测定
在维持金属离子Ｍ和配位体Ａ总浓度不变的条件下，取相同浓度的Ｍ溶液和Ａ溶液配成一系列ＣM／（ＣM＋ＣA）不同的溶液，这一系列溶液称为等摩尔系列溶液，当所生成的络合物ＭＡn的浓度最大时，络合物的配位数n可按下述简单关系直接由溶液的组成求得
n＝CA／ＣM
显然，通过测定某一随络合物含发生相应变化的物理量，例如光密度Ｄ的变化，作出组成－性质图，从曲线的极大点便可直接得到络合物的组成。
络合物的浓度和光密度的关系符合朗伯－比尔定律：
Ｄ＝lgＩ0／Ｉ＝acl
利用分光光度计或光谱仪测定溶液光密度Ｄ与浓度c的关系，即可求得络合物的组成，不同络合物的组成－光密度图具有不同的形式。
不稳定常数的测定
在络合物明显解离的情形下，用等摩尔系列法得到的曲线，并作切线交于Ｎ点。设在Ｎ点的光密度为Ｄ0，曲线2的极大的光密度为Ｄ，则络合物的解离度为：
α＝解离部分／总浓度
＝（总浓度－络合物浓度）／总浓度
＝（Ｄ0－Ｄ）／Ｄ0
对于ＭＡ型络合物的Ｋ不稳＝cα2／（１－α），故将该络合物浓度c及上面求出的α代入此式即可算出不稳定常数。
当络合物解离度很小时，此法不易得到准备结果，此时，可在
ΔＤ－ＣM／（ＣM＋ＣM）曲线上找出光密度相等的两点，在对应两点的溶液中络合物浓度必定相等。设对应于两等光密度点的起始金属离子浓度和配位体浓度分别为ＣM 、和CA、，x为络合物平衡时浓度则：
Ｋ不稳＝（ＣM－x）（ＣＡ－nx）n／x
＝（－x）（－nx）n／x
解上述方程可得x，进而可求得Ｋ不稳值。通常，络合物溶液的光密度与温度有
关，不过Ｃu（Ⅱ）－磺基水杨酸络合物溶液的光密度在20~30。Ｃ随温度变
化很小，在实验误差范围之内。
实验仪器：
pHs－3C精密pH计 724型微机型可见分光光度计
吸量管、容量瓶、小烧杯、滴管
主要试剂：
0.1000mol／L CuSO4、 0.1000mol／Ｌ磺基水杨酸、 0.25mol／L H2SO4、
0.5mol／Ｌ H2SO4、 0.5mol／Ｌ H2SO4、 0.5mol／L NaOH、
1mol／L NaOH H2SO4（pH＝4.5）
操作步骤：
等摩尔系列溶液的配制
于烧杯中配制下述溶液，各溶液的ＣM＋ＣA均为0.038mol／Ｌ，并且 ＣM／（ＣM＋ＣA）分别为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9及1.0。用NaOH溶液及H2SO4溶液调整pH至4.5（先用较粗溶液粗调，当接近4.5时，再用较稀溶液细调）。酸度计应先用邻苯二甲酸氢钾缓冲溶液校准。然后将被测溶液移入50mL容量瓶中。用少量pH＝4.5的硫酸冲洗电极及烧杯，冲洗液移入容量瓶中，最后用该硫酸溶液稀释至刻度。
等摩尔系列溶液光密度的测定
连接好分光光度计的线路，取光路长度为10mm的比色皿，洗净后，第一支盛pH＝4.5的硫酸，其余依次盛放待测溶液（在盛入溶液前应用该溶液将比色皿洗三次）。将波长调至700nm，测定各溶液光密度Ｄ。
数据记录
及处理:
室温：21.7℃ 气压：101.22×103Pa
硫酸铜溶液浓度ＣM：0.1000mol／Ｌ 磺基水杨酸溶液浓度ＣA：0.1000mol／Ｌ
溶液的pH＝4.5 波长：700nm
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