PH值法测定甘氨酸合镍配合物逐级稳定常数.doc

PH值法测定甘氨酸合镍配合物逐级稳定常数 摘要：测定配合物稳定常数的方法有十几种：PH值法，电动势法，分光光度法，极谱法，离子交换法，溶解度法等。本实验使用PH法来测定配合物的稳定常数。以镍为中心离子，甘氨酸为配体，通过测定配合物形成过程PH的变化来计算配体的平衡浓度，再用半n法和Rossetti图解法来计算配合物的稳定常数。并在实验过程中掌握PH法测定逐级稳定常数的基本原理和方法，熟悉溶液的配置标定及PH计的使用方法。 关键词： PH法，甘氨酸合镍，逐级稳定常数 引言 PH法是电位法的一种，他是根据当配体是弱酸或弱碱是，在形成配合物的过程中，溶液的PH值发生变化，从PH值的变化可以算出配体的平衡浓度，从而可以算出配合物的稳定常数。 本实验中由于甘氨酸是二齿配体，它可通过O与N和Ni2+配位形成配位数为六的配合物，则体系有下列配位平衡： 同时，体系中还存在着甘氨酸的解离平衡： Ka：甘氨酸的离解常数 由上述各式可知由于Ni2+与HL形成配合物而使体系中的H+浓度发生变化。因此，可以利用PH测量该体系中H+ 浓度的变化来计算配合物的逐级稳定常数K1、K2、K3。 为计算K1,K2,K3,利用生成函数n来求，n定义为每个金属离子所配位的配体的平均数。 由此式可知若已知n和L即可求得K1、K2、K3。 由n和L计算稳定常数的方法很多，本实验采用半n法和Rossetti图解法。 半n法 若体系中仅存在以下一种平衡： 由（6-1）式可知 由n的定义得，n=0.5 若体系中仅存在以下平衡： 由（6-2）式可知lgK2=p[L-] 由n的定义得n=1.5 同理当，n=2.5 所以当求出n和l-后，以n为纵坐标，pl-为横坐标作图，图中n=0.5,1.5,2.5所对应的pl-即为lgK1、lgK2、lgK3。 Rossetti图解法 若以累积稳定常数代替n式β1、 β2、 β3中的K1、K2、K3，则 重排后得： 取n在0.2到0.8范围内的实验数据，以 作图得一条直线，直线截距为β1，斜率为β2，再以所得的β1，代入（10）式，并用 除等式两边，重排得 取n=1.1～1.7范围内的实验数据， 以 作图得一直线，直线截距为β1，斜率为β3，这样可求β1、 β2、 β3得K1、K2、K3。 本实验中，n可通过甘氨酸的总浓度CL,甘氨酸的平衡常数浓度HL,甘氨酸根的浓度L-,以及Ni2+的总浓度得： 由（4）式得： 溶液中甘氨酸平衡浓度： 将（7）式代入（6）式得 ： 其中CH+为外加HNO3浓度，H+为游离H+浓度，OH-为H2O离解出的H+浓度，因为PH计测的是H+的活度，所以要转化为浓度 当离子强度u=0.10时平均活度系数 （Z1,Z2分别为惰性电解质的正负离子电荷绝对值） 由以上几式可得： 另外，本实验还需测定甘氨酸的离解常数Ka，它是通过已知浓度的NaOH溶液滴定甘氨酸来求得，由于电离平衡： 溶液中总的甘氨酸浓度为将上几式整理得： 2.实验部分 2.1实验试剂与仪器 主要实验试剂见表1 试剂名称 试剂级别 生产厂家 试剂性质 硝酸钾KNO3 AR 北京化工厂 甘氨酸 BR 北京奥博星生物技术有限公司 生化试剂 浓硝酸 AR 北京化工厂 强氧化性，避光保存与棕色瓶中，易挥发 氯化镍 AR 天津市化学试剂三厂 绿色 主要实验仪器 酸式碱式滴定管 PH酸度计 2.2实验步骤 2.2.1溶液的配置 （1）称取5.05g KNO3 固体定容于250ml容量瓶中，使其浓度为0.2M （2）吸取0.67ml 浓HNO3,定容于100ml容量瓶中，使其浓度为0.1M,并用0.1M NaOH 溶液标定，而NaOH不纯不能用作基准物质，还需用0.1M的邻苯二甲酸氢钾标定 称取0.75g甘氨酸于25ml容量瓶中，使其浓度为0.4M （4)称取0.95g含结晶水的氯化镍，定于100ml容量瓶中，使其浓度为0.04M （5)称取2gNaOH固体定容于100ml容量瓶中，使其浓度为0.5M,并用（2）中的HNO3标定(6)称取0.75g甘氨酸，移取20ml（5）中的NaOH溶液，得到0.4M 25ml甘氨酸钠溶液 2.2.2溶液的标定 称取1gNaOH固体溶解稀释至250ml容量瓶中 在锥形瓶中加入0.4到0.6g邻苯二甲酸氢钾3份，分别加入40到50ml蒸馏水，完全溶解后，滴2到3滴酚酞，用NaOH标定。 移取20ml 0.1 M HNO3溶液3份于锥形瓶中，加入酚酞2到3滴，用NaOH标液标定至微红色并半分钟不褪色。 2.2.3测定甘氨酸离解常数 在400ml烧杯中，加入100ml 0.2M的KNO3溶液，90ml蒸馏水和10ml 0.4M的甘氨酸，在搅拌下