實(shí)驗(yàn)分光光度法測(cè)定絡(luò)合物穩(wěn)定常數(shù)

1、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理三、藥品儀器三、藥品儀器四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)記錄五、實(shí)驗(yàn)記錄六、數(shù)據(jù)處理六、數(shù)據(jù)處理八、注意事項(xiàng)八、注意事項(xiàng)九、思考題九、思考題七、結(jié)果分析與討論七、結(jié)果分析與討論 1.學(xué)習(xí)測(cè)定三價(jià)鐵與鐵鈦試劑形成的配合物組成和穩(wěn)定常數(shù)的方法。 2.掌握測(cè)量原理和分光光度計(jì)的操作使用方法。 本實(shí)驗(yàn)通過(guò)分光光度法測(cè)定硫酸鐵銨FeNH4(SO4)212H2O中的Fe3+與鐵鈦試劑C6H2(OH)2(SO3Na)2H2O形成絡(luò)合物的組成n和絡(luò)合物穩(wěn)定常數(shù)K。 Fe3+(以下用M表示)與配位體鐵鈦試劑(以下用L表示)在不同pH的溶液中形成不同配位數(shù)、不同顏色

2、的絡(luò)合物。在用緩沖溶液(醋酸-醋酸銨)保持溶液pH 不變的條件下，可用等摩爾遞變法測(cè)定絡(luò)合物組成n和絡(luò)合物穩(wěn)定常數(shù)K。 等摩爾遞變法的原理： 在保持總摩爾數(shù)不變的前提下，依次逐漸改變體系中Fe3+與鐵鈦試劑兩個(gè)組分的摩爾分?jǐn)?shù)的比值，并測(cè)定它們的物理化學(xué)參數(shù)，來(lái)研究?jī)山M分混合時(shí)是否發(fā)生化合、絡(luò)合、締合等作用，以及發(fā)生這些作用時(shí)兩組分的化學(xué)比。 本實(shí)驗(yàn)用硫酸鐵銨和鐵鈦試劑摩爾分?jǐn)?shù)比為3.3/6.7的絡(luò)合物，在723分光光度計(jì)上尋找最大吸收峰所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。在此波長(zhǎng)下，硫酸鐵銨、鐵鈦試劑和緩沖溶液的吸收很小。 根據(jù)朗伯-比耳（Lambert-Beer）定律： 消光值D=lC 其中：-吸光系數(shù)； l-比

3、色皿光徑長(zhǎng)度； C-絡(luò)合物濃度。 在其他條件固定不變的情況下，消光值D與絡(luò)合物濃度C成正比，作D與摩爾分?jǐn)?shù)比y的直角坐標(biāo)，該曲線極大值所對(duì)應(yīng)的摩爾分?jǐn)?shù)比就是絡(luò)合物的化學(xué)比，即絡(luò)合物的組成n。 D0 yFe3+ 1331FeFeyynyFe3+ 當(dāng)溶液中金屬離子M和配位體L形成絡(luò)合物MLn時(shí)，其反應(yīng)平衡式可寫(xiě)成： 設(shè)開(kāi)始時(shí)M和L的濃度分別為a、b，而平衡時(shí)絡(luò)合物濃度為x，則絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)K，即：nnxbxaxK)(nMLnLM D0 y1 y2 1lmolymlmlylmola/10510010/005. 01411lmolymlmlylmolb/)1 (105 . 2100)1 ( 5/005.

4、 02422lmolymlmlylmolb/)1 (105100)1 (10/005. 01411lmolymlmlylmola/105 . 21005/005. 02422yFe3+ 因?yàn)橐驗(yàn)閚nnxbxaxnxbxaxK)()(2211即即nnnxbxanxbxa)()(2211nnnnnxbnxbnxbanxbax)()()()(121122 分析： 開(kāi)始 a b 0 平衡 (a-x) (b-nx) x x00、(a-x)00、 (b-nx)00 即0 xaxa，且，且 0 xb/nxb/n a a為為a a1 1、a a2 2中較小者，中較小者，b b為為b b1 1、b b2 2中較

5、小者，中較小者，然后然后a a與與b/nb/n再進(jìn)行比較哪個(gè)較小，即可確定再進(jìn)行比較哪個(gè)較小，即可確定x x的合理范圍，在該范圍內(nèi)取一的合理范圍，在該范圍內(nèi)取一x x0 0進(jìn)行迭代求進(jìn)行迭代求x x。nMLnLM1. 723型可見(jiàn)分光光度計(jì)；2.硫酸鐵銨（AR）、鐵鈦試劑（AR）；3. H2SO4溶液；4.醋酸醋酸銨緩沖溶液；5.移液管、容量瓶；等等。預(yù)熱預(yù)熱723分分光光度計(jì)光光度計(jì)配制硫酸鐵配制硫酸鐵銨鐵鈦試劑銨鐵鈦試劑配制具體配制具體待測(cè)溶液待測(cè)溶液分光光度分光光度計(jì)調(diào)零計(jì)調(diào)零用用12號(hào)溶液尋號(hào)溶液尋找最大波長(zhǎng)找最大波長(zhǎng)設(shè)定設(shè)定波長(zhǎng)波長(zhǎng)測(cè)定溶液測(cè)定溶液的消光值的消光值 分光光度計(jì)通過(guò)自測(cè)

6、后，在繪圖儀上打出開(kāi)工信號(hào)： “723 SPECTROPHO TOMETER” 預(yù)熱30分鐘后可開(kāi)始測(cè)試。 準(zhǔn)確配制： 0.005M硫酸鐵銨溶液250ml，硫酸鐵銨應(yīng)稱(chēng)取多少？ 0.005M鐵鈦試劑溶液250ml，鐵鈦試劑應(yīng)稱(chēng)取多少？溶液編號(hào)溶液編號(hào)12345678910111213硫酸鐵銨硫酸鐵銨mlml數(shù)數(shù)0123456789103.30鐵鈦試劑鐵鈦試劑mlml數(shù)數(shù)1098765432106.70緩沖溶液緩沖溶液mlml數(shù)數(shù)25252525252525252525252525溶液編號(hào)溶液編號(hào)1234567891011硫酸鐵銨硫酸鐵銨mlml數(shù)數(shù)00.511.522.533.544.55鐵鈦

7、試劑鐵鈦試劑mlml數(shù)數(shù)54.543.532.521.510.50緩沖溶液緩沖溶液mlml數(shù)數(shù)2525252525252525252525 取2只比色皿，裝入蒸餾水，分別放置于R、S1，待數(shù)顯穩(wěn)定后，按 鍵，自動(dòng)調(diào)零。ASB.O100%T 把S1比色皿中的蒸餾水倒掉，裝入12號(hào)溶液，進(jìn)行全波長(zhǎng)掃描。其操作步驟如下：/GOTO330ENTERMODE1START/STOP 用直尺量出掃描光譜圖上最大吸收峰所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，并按以下操作： 最后，設(shè)定波長(zhǎng)：FUNC2、2ENTER波長(zhǎng)波長(zhǎng)2FUNCENTERENTERENTER/GOTO波長(zhǎng)波長(zhǎng)ENTER 四個(gè)比色皿裝入蒸餾水，放置于R，待數(shù)顯穩(wěn)定后，

8、按 鍵，自動(dòng)調(diào)零。保留R比色皿，另三個(gè)比色皿分別放置于S1S2，待數(shù)顯穩(wěn)定后，按 鍵，自動(dòng)調(diào)零。S1S2比色皿蒸餾水倒掉，依次裝入被測(cè)溶液，在 方式下，每按一次 鍵輸出并打印一次數(shù)據(jù)。 如不在 方式時(shí)，按 進(jìn)入 方式即可。ASB.O100%TASB.O100%TDATASTART/STOPDATAMODE2ENTERDATA 實(shí)驗(yàn)日期： ；室溫： ；氣壓： KPa 撕下723分光光度計(jì)上所打印的數(shù)據(jù)，并標(biāo)好所測(cè)溶液組數(shù)、溶液編號(hào)。1.對(duì)所測(cè)消光值進(jìn)行校正(附圖)；2.校正后的消光值(附表)； 3.作消光值DyFe3+關(guān)系圖；4.確定絡(luò)合物組成n；5.計(jì)算絡(luò)合物穩(wěn)定常數(shù)K；6.文獻(xiàn)值。 在在消光

9、值消光值D D0 0-y-yFe3+Fe3+直直角坐標(biāo)上，分別描出所角坐標(biāo)上，分別描出所測(cè)兩組消光值中測(cè)兩組消光值中y yFe3+Fe3+為為0 0和和1 1時(shí)的點(diǎn)，以及最大時(shí)的點(diǎn)，以及最大消光值所對(duì)應(yīng)的消光值所對(duì)應(yīng)的y yFe3+Fe3+上，上，用緩沖溶液用緩沖溶液(13(13號(hào)號(hào)) )樣品樣品所測(cè)的消光值代替，然所測(cè)的消光值代替，然后分別連結(jié)三點(diǎn)成一折后分別連結(jié)三點(diǎn)成一折線。即可求出消光值的線。即可求出消光值的校正值校正值D D0 0。D00 y1 y2 1 yFe3+ yFe3+00.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.91校正前D/校正D0校正后DD 0 0

10、.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1yFe3+y1 y2yFe3+(2)yFe3+(1) 第一組絡(luò)合物組成n1 第一組絡(luò)合物組成n2 絡(luò)合物平均組成n)1(3)1(311FeFeyyn)2(3)2(312FeFeyyn221nnn 利用迭代法，先求出x，最后確定絡(luò)合物穩(wěn)定常數(shù)K。nnnxbxaxnxbxaxK)()(2211nnnnnxbnxbnxbanxbax)()()()(121122 硫酸鐵銨中的Fe3+與鐵鈦試劑形成的絡(luò)合物。 其絡(luò)合物組成n為： 絡(luò)合物穩(wěn)定常數(shù)K為：1.585*1012 即lgK=12.2結(jié)果：實(shí)測(cè)值為n= K=計(jì)算實(shí)驗(yàn)偏差：分析產(chǎn)生偏差的原因：有何建議與想法？1.樣品稱(chēng)取要準(zhǔn)確；2.分光光度計(jì)的操作應(yīng)嚴(yán)格按要求進(jìn)行；3.測(cè)量過(guò)程中，取比色皿時(shí)應(yīng)拿毛面，每個(gè)比色皿每次都要固定槽位放置；4.取點(diǎn)、作圖要規(guī)范，避免求x時(shí)產(chǎn)生迭代發(fā)散現(xiàn)象；1.1.為什么要控制溶液的為什么要控制溶液的p