等摩爾連續(xù)變化法測(cè)定磺基水揚(yáng)酸合鐵的組成及穩(wěn)定

1、光度法對(duì)磺基水楊酸鐵配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究四：等摩爾連續(xù)變化法測(cè)定磺基水揚(yáng)酸合鐵的組成及穩(wěn)定 fggdj分光光度計(jì)來(lái)源：東海儀表 等摩爾連續(xù)變化法是配制一系列溶液,保持溶液中度、離子強(qiáng)度、溫度和金屬離子與配體的總物質(zhì)的量不變改變金屬離子cM和配體的摩爾分?jǐn)?shù) 使之連續(xù)化,在最大吸收波長(zhǎng)處測(cè)定各溶液的吸光度,以吸光度A配體的摩爾分?jǐn)?shù)xR作圖(圖4,根據(jù)兩邊線性部分的延線相交之點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的配體摩爾分?jǐn)?shù)值,即可求出配合的組成比可以認(rèn)為相交之點(diǎn)Amax為配合物以n完全配位而不離解的吸光度,而實(shí)驗(yàn)測(cè)得值為A,兩者之差就是由配合物離解所造成的.由此可求K穩(wěn),相應(yīng)計(jì)算同摩爾比法.按表2配制溶液,用1c

2、m比色皿,以1號(hào)試劑作參比液,在500nm處測(cè)各溶液的吸光度,以A對(duì)xR作圖,確定n.并求K穩(wěn).實(shí)驗(yàn)數(shù)值表明,摩爾比法和等摩爾連續(xù)變化法兩種測(cè)定方法的配位數(shù)相同,最大吸光度偏差為0.002,實(shí)驗(yàn)測(cè)量值偏差為0.003,解離度偏差為0.028,平衡常數(shù)數(shù)值相對(duì)偏差為2.5%.考慮誤差來(lái)源,認(rèn)為兩種分析方法無(wú)顯著性差異.一、 實(shí)驗(yàn)原理1、 等物質(zhì)的量系列法求配合物組成及穩(wěn)定常數(shù)對(duì)于配合物體系而言，如果組成配合物的中心離子和配體的吸收光譜與配合物不重合。就可以選擇對(duì)配合物有較大吸收的波長(zhǎng)，測(cè)得平衡體系吸光度與相應(yīng)的配合物濃度MLn間應(yīng)符合：，得知了吸光度A就可以求出的濃度。本實(shí)驗(yàn)選用磺基水楊酸（簡(jiǎn)寫

3、為H3R）與Fe3+形成的配位平衡體系， H3R和Fe3+等試劑與配合物的吸收光譜不重合，因此可用分光光度法測(cè)定。 但由于配位反應(yīng)：所以配合物的組成受溶液的pH影響，在pH=23時(shí), 49時(shí)，911時(shí)，二者可形成三種顏色不同、組成不同的配離子。本實(shí)驗(yàn)是測(cè)定pH=23時(shí)形成的紅褐色磺基水楊酸鐵配離子的組成及其穩(wěn)定常數(shù)，實(shí)驗(yàn)中是通過加入一定量的HClO4來(lái)控制溶液的pH值。由于配合物系統(tǒng)的復(fù)雜性，因此建立了不同的平衡系統(tǒng)及相應(yīng)的處理方法，本實(shí)驗(yàn)選用等物質(zhì)的量連續(xù)變化法(濃比遞變法。所謂等物質(zhì)的量變化法就是保持金屬離子和配體二者的總物質(zhì)的量（摩爾數(shù)）不變，將金屬離子和配體按不同物質(zhì)的量（摩爾）比混合

4、，配制系列等體積溶液（即配置一系列保持金屬離子濃度C和配體濃度之和不變的溶液），分別測(cè)其吸光度。雖然這一系列溶液中總物質(zhì)的量相等，但M與R的物質(zhì)的量（摩爾）比是不同的，即有一些溶液中M離子是過量的，在另一些溶液中配體過量的，在這兩部分溶液中配離子的濃度不可能達(dá)到最大值，只有當(dāng)溶液中配體與金屬離子濃度之比與配離子的組成一致時(shí)，配離子濃度才能最大，因而此時(shí)吸光度最大。如果溶液中只生成種配合物，隨著金屬離子濃度由小到大，配合物濃度先遞增再遞減，相應(yīng)的吸光度也如此變化，以吸光度A為縱標(biāo)，以摩爾分?jǐn)?shù)（配體和中心離子濃度相同時(shí)，可用體積分?jǐn)?shù)為橫標(biāo)作圖，所得的“吸光度一物質(zhì)的量比”曲線，定會(huì)出現(xiàn)極大值，如圖

5、311所示。1、配合物組成的確定，上述所測(cè)的系列溶液中，只有在溶液中金屬離子和配體的摩爾比與配合物的組成一致時(shí)，才會(huì)有最大吸收。因此，在曲線最高點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溶液的組成(M和R的摩爾比即為該配合物的組成。如圖311所示，若與吸光度最大點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的M與R的摩爾比為1:1，則配合物組成為MR型，若M與R的摩爾比為1:2，則配合物為MR2型。2、配合物穩(wěn)定常數(shù)確定：按照朗朗比爾定律，若M與R全形成了配合物MRn，則吸光度物質(zhì)的量比圖應(yīng)是條折線，有明顯的最大值B如圖322中實(shí)線所示，與B相對(duì)應(yīng)的A2是配離子MRn不解離時(shí)的最大吸光度，實(shí)測(cè)對(duì)應(yīng)吸光度A1是由于配合物部分解離后剩下的那部分配合物的吸光度，設(shè)配合

6、物的離解度式中C為假設(shè)配合物MRn不發(fā)生任何解離時(shí)的濃度（即圖中B點(diǎn)的配離子濃度，為B點(diǎn)時(shí)離子的初濃度），將由（1）式求出的a代入（2）時(shí)可求出表觀穩(wěn)定常數(shù)K穩(wěn)。由（2）式求出的與文獻(xiàn)值相差很大，這是由于磺基水楊酸的加質(zhì)子反應(yīng)的影響（M和H同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)配體），在25時(shí)磺基水楊酸的羧基氫和酚基氫的離解常數(shù)分別為Ka2=5.37×10-3，Ka3=3.90×10-62。lga又稱為校正系數(shù)，對(duì)本實(shí)驗(yàn)而言，在時(shí)，=10.2，也可通過計(jì)算得出。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 系列溶液的配制編 號(hào)1234567891011HClO4體積(0.100 mol/L5.005.005.005.005.00

7、5.005.005.005.005.005.00Fe3+體積(0.0050 mol/L10.009.008.007.006.005.004.003.002.001.000.00H3R體積(0.0050mol/L0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.00吸光度ApH將11個(gè)50ml容量瓶洗凈編號(hào)，在1# 容量瓶中，用一支吸量管（作上HClO4記號(hào)）加入0.100 mol/L HClO4溶液5.00ml，用另一只吸量管（作上Fe3+記號(hào)）加入NH4Fe(SO42溶液0.0050 mol/L 10.00 ml，然后加蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。按同樣方法根

8、據(jù)表一所示各溶液的量將2#11#容量瓶配好。閱讀材料附一 721分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)及使用方法一、 儀器的基本結(jié)構(gòu)721分光光度計(jì)的構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，如圖3-12所示，由光源部分，單色光器部分，比色皿部分，光量調(diào)節(jié)器，光電管暗合部分，指示表頭和穩(wěn)壓裝置等構(gòu)成二、 儀器的使用方法721分光光度計(jì)面版圖1波長(zhǎng)調(diào)節(jié)按鈕；2調(diào)“0”按鈕 3光亮調(diào)節(jié)按鈕；4. 靈敏度按鈕；5開關(guān)；6. 指示燈； 7比色皿定位拉桿；8.波長(zhǎng)視孔； 9比色明暗盒蓋；10. 電表；操作步驟：1、 檢查儀器零點(diǎn)先檢查電表的指針是否位于“0”刻度，若不在“0”，可調(diào)節(jié)電表上的調(diào)正螺絲，使指針位于“0”刻度。2、 調(diào)節(jié)校正（1） 接通電源

9、，打開穩(wěn)壓電表開關(guān)，帶穩(wěn)定至220V時(shí)，打開分光光度計(jì)開關(guān)，指示等亮，打開比色皿暗合蓋，使電表指針位于零位，預(yù)熱20分鐘；（2） 轉(zhuǎn)動(dòng)波長(zhǎng)調(diào)節(jié)器，從波長(zhǎng)視孔觀察，調(diào)節(jié)所需要的單色光波長(zhǎng)；（3） 零位調(diào)整，一次放入準(zhǔn)備好的四只已比色皿（其中一只為參比溶液）。打開暗合箱，并將參比溶液放入校正位置，調(diào)節(jié)零位旋鈕使指針指到零位。（4） 光量調(diào)節(jié)（旋鈕調(diào)節(jié)），選擇適當(dāng)?shù)撵`敏度檔（注1），蓋上比色皿暗合蓋，使廣路通過參比溶液，旋轉(zhuǎn)光量調(diào)節(jié)旋鈕（順時(shí)針轉(zhuǎn)增加，逆時(shí)針轉(zhuǎn)減少），使電表指針指在透光率“100%”處；（5） 重復(fù)（3）、（4）操作，調(diào)整透光率的“”和“”位，待穩(wěn)定后才可進(jìn)行下部測(cè)量3、 測(cè)定，調(diào)好“”和“”以后，上述所有旋鈕不要再動(dòng)，將比色皿定位器拉桿抽出一格，使號(hào)待測(cè)液進(jìn)入光路，并從電表上讀出相應(yīng)的吸光度，然后依次測(cè)號(hào)、號(hào)溶液再校準(zhǔn)一次“”和“”，重復(fù)一次讀數(shù)，讀畢及時(shí)將暗合蓋打開。（注1：靈敏度檔是根據(jù)不同單色光選擇的，選用的原則是能使不同空白對(duì)照時(shí)能很好的用光量調(diào)節(jié)器調(diào)整電表指針于，一般是用最低檔，若在低檔使指針調(diào)不到處時(shí)，須先將光量調(diào)節(jié)旋鈕回轉(zhuǎn)后，再將靈敏度檔調(diào)高，以免指針猛烈偏轉(zhuǎn)而損壞。）三、 儀器維護(hù)1、 儀器連續(xù)使用應(yīng)不超過2小時(shí)，如果已超過，可間歇半小時(shí)后再用。2、 在使用過程中，當(dāng)吸光度操作停止