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文檔簡介
第6章絡(luò)合平衡和絡(luò)合滴定法
以絡(luò)合反應(yīng)和絡(luò)合平衡為基礎(chǔ)的滴定分析方法。
是化學(xué)分析法的難點(diǎn)。6.1常用絡(luò)合物6.2絡(luò)合平衡常數(shù)6.3副反應(yīng)系數(shù)及條件穩(wěn)定常數(shù)6.4絡(luò)合滴定基本原理6.5絡(luò)合滴定條件6.6絡(luò)合滴定的方式和應(yīng)用
絡(luò)合反應(yīng):
絡(luò)合反應(yīng)是金屬離子作為中心(具有空的價(jià)電軌道)與絡(luò)合劑(具有孤對電子)以配位鍵結(jié)合,形成配位化合物(絡(luò)合物)的一種反應(yīng)。
M+LM—L
中心離子絡(luò)合劑絡(luò)合物有空的價(jià)電軌道具有孤對電子配位鍵結(jié)合
絡(luò)合劑絡(luò)合物
無機(jī)絡(luò)合劑單配位絡(luò)合物
有機(jī)絡(luò)合劑螯合物
6.1分析化學(xué)中的絡(luò)合物以絡(luò)合反應(yīng)和絡(luò)合平衡為基礎(chǔ)的滴定分析方法1簡單絡(luò)合劑:
NH3,Cl-,F-Cu2+-NH3絡(luò)合物2螯合劑:
乙二胺,EDTA等乙二胺-Cu2+特點(diǎn)?特點(diǎn)?3EDTA乙二胺四乙酸(H4Y)乙二胺四乙酸二鈉鹽
(Na2H2Y)::::····(ethylenediaminetetraaceticacid)EDTA的物理性質(zhì)
H4Y白色結(jié)晶,溶解度0.02g/100ml;
Na2H2Y
H2O白色晶體,溶解度11.1/100ml;難溶于酸和有機(jī)溶劑;EDTA在溶液中的存在形式在高酸度條件下,EDTA是一個(gè)六元弱酸,在溶液中存在有六級離解平衡和七種存在形式:EDTAH6Y2+=H++H5Y+H5Y+=H++H4YH4Y=H++H3Y-H3Y-
=H++H2Y2-H2Y2-
=H++HY3-HY3-
=H++Y4-Ka1==10-0.90
[H+][H5Y][H6Y]Ka2==10-1.60
[H+][H4Y][H5Y]Ka3==10-2.00
[H+][H3Y][H4Y]Ka6==10-10.26
[H+][Y][HY]Ka5==10-6.16
[H+][HY][H2Y]Ka4==10-2.67
[H+][H2Y][H3Y]EDTA的性質(zhì)H2Y2-HY3-Y4-H4YH3Y-H5Y+H6Y2+EDTA各種型體分布圖分布分?jǐn)?shù)2個(gè)氨氮配位原子4個(gè)羧氧配位原子4EDTA的螯合物M-EDTA螯合物的立體構(gòu)型EDTA通常與金屬離子形成1:1的螯合物多個(gè)五元環(huán)
1.穩(wěn)定性高:1
1的五元環(huán)的螯合物
2.水溶性好反應(yīng)速度快
3.無色或色加深:有利選擇合適的指示劑
4.廣泛的絡(luò)合性
所以,絡(luò)合滴定法實(shí)際是EDTA滴定法。而EDTA滴定法最關(guān)鍵的是選擇滴定的問題。EDTA配合物特點(diǎn):1絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)(K,
)
M+Y=MY
6.2絡(luò)合平衡常數(shù)[MY][M][Y]KMY=某些金屬離子與EDTA的穩(wěn)定常數(shù)
(查p172或p393表9)Hg2+
21.8Th4+23.2Fe3+25.1Bi3+27.9Fe2+14.3Al3+16.1Zn2+16.5Cd2+16.5Pb2+18.0Cu2+18.8Mg2+8.7Ca2+10.7
Na+1.7lgKlgKlgKlgK堿金屬離子:
lgKMY﹤3堿土金屬離子:lgKMY
8~11過渡金屬離子:lgKMY
15~19高價(jià)金屬離子:lgKMY﹥20逐級穩(wěn)定常數(shù)
Ki●●●●●●●●●K
表示相鄰絡(luò)合物之間的關(guān)系M+L=MLML+L=ML2MLn-1+L=MLn累積穩(wěn)定常數(shù)
表示絡(luò)合物與配體之間的關(guān)系[ML][M][L]K1=[ML2][ML][L]K2=[MLn][MLn-1][L]Kn=[ML][M][L]
1=K1=[ML2][M][L]2
2=K1K2=[MLn][M][L]n
n=K1K2···Kn=(查p388~p393表8)2溶液中各級絡(luò)合物的分布
[ML]=
1[M][L][ML2]
=
2[M][L]2●●●[MLn
]=
n[M][L]n●●●M+L
=MLML+L=ML2MLn-1+L=MLncM=[M]+[ML]+[ML2]+…+[MLn]
=[M](1+
1[L]+
2[L]2+…+
n[L]n)酸堿平衡:
i=f([H+])
i=1p絡(luò)合平衡:
i=f([L])
i=1
pL分布分?jǐn)?shù)
δM=[M]/cM
=1/(1+
1[L]+
2[L]2+…+
n[L]n)δML=[ML]/cM
=
1[L]/(1+
1[L]+
2[L]2+…+
n[L]n)=δM
1[L]δMLn=[MLn]/cM
=
n[L]n/(1+
1[L]+
2[L]2+…+
n[L]n)=δM
n[L]n●●●P174例1Cu(NH3)2+Cu(NH3)22+Cu(NH3)32+Cu2+Cu(NH3)42+問題:為什么汞量法、氰量法區(qū)別于其它無機(jī)絡(luò)合反應(yīng)能用于定量分析?M+Y=MY主反應(yīng)副反應(yīng)OH-LH+NH+OH-MOHMHYMOHYNYHYM(OH)n●●●●●●MLMLnH6Y●●●●●●●●●●●●
M
Y
MY6.3副反應(yīng)系數(shù)和條件穩(wěn)定常數(shù)金屬離子副反應(yīng)滴定劑副反應(yīng)絡(luò)合物副反應(yīng)如何定量反映出副反應(yīng)對主反應(yīng)的影響程度?副反應(yīng)系數(shù):為未參加主反應(yīng)組分的濃度[X
]與平衡濃度[X]的比值,用
表示。[M
]aM=[M][Y
]aY=[Y][MY
]aMY=[MY]1副反應(yīng)系數(shù)([Y’]是指[MY]除外的滴定劑的各種型體總濃度,即未與M絡(luò)合的EDTA的總濃度。)
=1,不存在滴定劑副反應(yīng),[Y’]=[Y],存在嚴(yán)重滴定劑副反應(yīng),[Y’]
[Y],
1a
絡(luò)合劑Y的副反應(yīng)系數(shù)
Y:
Y(H):酸效應(yīng)系數(shù)
Y(N):共存離子效應(yīng)系數(shù)[Y
]
aY=[Y]H+NNYHYH6Y●●●
YM+Y=MY1
Y酸效應(yīng)系數(shù)Y(H):[Y
]aY(H)==
=[Y]=(1+
1[H+]+
2[H+]2+…+
6[H+]6)[Y][Y]+[HY]+[H2Y]+…+[H6Y][Y][Y]+[Y][H+]
1+[Y][H+]2
2+…+[Y][H+]6
6=aY(H)≥1,存在嚴(yán)重的酸效應(yīng)
(H)=1,不存在酸效應(yīng)lg
Y(H)~pH圖EDTA的酸效應(yīng)系數(shù)曲線pH返回解:
(H)=
==3.25
1013
求:
(H)方法:
(1)計(jì)算法:例1:計(jì)算pH=2.00時(shí),EDTA的酸效應(yīng)系數(shù)
(2)查表法(p394~395表10)
問題:求pH=1.5lg
(H)=?
pH=3.7lg
(H)=?
pH=9.3lg
(H)=?
(3)圖解法:(p179圖6-6)
問題:
pH0.52.05.58.010.5
lg
(H)
?????共存離子效應(yīng)系數(shù)
Y(N)
[Y
]aY(N)===1+KNY[N][Y][Y][Y]+[NY][Y
]aY(N)===1+KN1Y[N1]+KN2Y[N2]+…+KNnY[Nn]
=aY(N1)+aY(N2)+…+aY(Nn)-(n-1)[Y][Y][Y]+[N1Y]+[N2Y]+…+[NnY]多種共存離子Y的總副反應(yīng)系數(shù)
Y=Y(H)+Y(N)-1
Y=
=
[Y]+[HY]+[H2Y]+···+[NY][Y][Y
][Y]解:Zn2+與Y的反應(yīng)為主反應(yīng)
(Ca)=1+KCaY[Ca2+]=1+1010.69
0.01=108.69
=
(H)+
(Ca)–1=104.65+108.69-1
108.69例在pH=6.0的溶液中,含有濃度均為0.010mol/L的EDTA,Zn2+及Ca2+,計(jì)算
Y(Ca)
和Y。
(lgKCaY=10.69,lgKZnY=16.50)
(P179例5)b金屬離子的副反應(yīng)系數(shù)
M
M(OH)=1+
1[OH-]+
2[OH-]2+…+
n[OH-]n
M(L)=1+
1[L]+
2[L]2+…+
n[L]nM+Y=MYOH-LMOHM(OH)n●●●MLMLn●●●
M多種絡(luò)合劑共存
M(L)=1+
1[L]+
2[L]2+…+
n[L]n
M=
M(L1)+
M(L2)+…+
M(Ln)-(n-1)*c.絡(luò)合物的副反應(yīng)系數(shù)αMY
M+Y=MYH+OH-MHYM(OH)Y例:在pH=10的0.010mol/L鋅氨溶液中,CNH3=0.12mol/L,計(jì)算
Zn?(P181例8)解題思路:
Zn=
Zn(NH3)+
Zn(OH)-1
Zn(NH3)=1+
1[NH3]+
2[NH3]2+
+
4[NH3]4[NH3]=
Zn(OH)查表解:[NH3]===0.10
Zn(NH3)=1+
1[NH3]+
2[NH3]2+
+
4[NH3]4=1+102.37-1+104.81-2+107.31-3+109.46-4=105.49
Zn(OH)=102.4
Zn=
Zn(NH3)+
Zn(OH)-1=105.49+102.4-1
105.49
計(jì)算小結(jié)結(jié)果表明:上述情況下,
Zn(OH)可忽略lg
K
MY=lgKMY
-lg
M
-lg
Y
+lg
MY≈
lgKMY-lg
M-lg
Y
=
lgKMY
-lg(
M(A1)+
M(A2)+…+
M(An)-(n-1))
-lg(
Y(H)+Y(N)-1)
K
MY==KMY
[MY'][M'][Y']aMYaMaY2條件穩(wěn)定常數(shù)條件穩(wěn)定常數(shù)是指主反應(yīng)的絡(luò)合平衡在校正酸效應(yīng)、共存離子效應(yīng)和絡(luò)合效應(yīng)后的實(shí)際穩(wěn)定常數(shù)。
數(shù)學(xué)表達(dá)式:
pH=1.0lg
KˊBiY=?
pH=5.0lg
KˊPbY=?
pH=9.0lg
KˊCaY=?
問題:
EDTA滴定法測定Zn2+、Al3+混合液中的Zn2+,在試液中加入NaF,使[F-]=0.01mol/L,調(diào)節(jié)溶液pH=5.0。試比較條件穩(wěn)定常數(shù)的大小,說明測定Zn2+而Al3+不干擾的可能性?問題:
解:[F-]=0.01mol/L,
lg
Al(F)=9.95
pH=5.00,lg
Y(H)=6.45
lg
KˊAlY=lgKAlY-lg
Al(F)-lg
(H)
=16.3-6.45-9.95=-0.1
lg
KˊZnY=lgKZnY-lg
Y(H)
=16.5-6.45=10.05方案可行。
6.4絡(luò)合滴定基本原理絡(luò)合滴定曲線:溶液pM隨滴定分?jǐn)?shù)(a)變化的曲線絡(luò)合滴定與酸堿滴定比較:1.方法所分析測定的對象?2.方法體系的主參數(shù)(變量)是什么?3.方法體系的常量是什么?4.滴定曲線有何異同?5.準(zhǔn)確滴定、分步滴定的條件是什么?C0EDTACM體系[M′]計(jì)算式滴定前M′化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前MY+M′化學(xué)計(jì)量點(diǎn)MY化學(xué)計(jì)量點(diǎn)后MY+Y′1絡(luò)合滴定曲線
M+Y=MY
絡(luò)合滴定曲線
絡(luò)合滴定過程
例:0.01000EDTA(C、V)滴定0.01mol/L、20.00mlCa2+(C0、V)(pH=12.5)
pH=12:lgK
CaY=lgKCaY-lg
Y(H)
lgKCaY=10.7(在滴定到化學(xué)計(jì)量點(diǎn)附近pH降到11.8,但lg
Y(H)僅從<0.01變到0.01)
①滴定前:
pM=-lg[M]pCa=-lg0.01=2.00②計(jì)量點(diǎn)前:
[M]=[Ca2+]=
③化學(xué)計(jì)量點(diǎn):
[M]=[Y]KMY==
pMsp=1/2(lgKMY+pCMsp)
pCasp=1/2(10.7+2.3)=6.50(cMsp=1/2cM)④計(jì)量點(diǎn)后:
[Y]=(c0c)
[M]===
⑤滴定曲線:
VEDTA(ml)滴定(%)pCa(pH=12)pCa(pH=8)0.000.002.002.00
18.0090.03.283.2819.8099.04.304.30
19.9899.95.305.3020.00100.06.505.3620.02100.17.695.40
40.00200.010.698.42
0.02ml
0.1%滴定突躍1pM
sp=1/2(lg
K
MY+pcMsp)重點(diǎn)掌握:2.影響滴定突躍的因素?突躍上限---(0.1%)突躍下限---(-0.1%)---化學(xué)計(jì)量點(diǎn)影響滴定突躍的因素濃度C:增大10倍,突躍增加1個(gè)pM單位(下限)
K
MY:增大10倍,突躍增加1個(gè)pM單位(上限)影響滴定突躍的因素準(zhǔn)確滴定條件:lgK
MYCMsp
6(如何證明?)例11(P188)
:pH=10的氨性buffer中,[NH3]=0.20mol/L,用0.02mol/LEDTA滴定0.020mol/LCu2+,計(jì)算sp時(shí)pCu
,若滴定的是0.02mol/LMg2+,sp時(shí)pMg
又為多少?解:(1)CCusp=0.010mol·L-1,[NH3]SP=0.10mol·L-1pH=10.00時(shí),lgαY(H)=0.45,
lgK’CuY=lgKMY
-lgαY(H)-lgαCu(NH3)
=18.80-0.45-9.36=8.99
(2)lgK’MgY=lgKMY
-lgαY(H)=8.70-0.45=8.25
Cu=Cu(NH3)+Cu(OH)-1=109.36,lg
Cu(NH3)=9.36
HIn+M
MIn
+MMY+
HIn
色A色B要求:指示劑與顯色絡(luò)合物顏色不同(合適的pH);
顯色反應(yīng)靈敏、迅速、變色可逆性好;穩(wěn)定性適當(dāng),K
MIn<K
MY2金屬離子指示劑
a指示劑的作用原理EDTA例:指示劑鉻黑T(EBT)H3In
pKa1
H2In-
pKa2
HIn2-
pKa3
In3-
紫紅
3.9
紫紅
6.3
藍(lán)
11.6
橙
pHHIn2-藍(lán)色----MIn-紅色EBT使用pH范圍:7-10HIn2-MgIn-2H+H++pH<6.36.3<pH<11.6pH>11.6H2In-HIn2-In3-適宜pH范圍:6.3~11.6pH型體及顏色指示劑絡(luò)合物顏色
鉻黑T(EBT)金屬離子指示劑的應(yīng)具備的條件:(1)MIn與In有明顯色差(2)MIn穩(wěn)定適當(dāng),lgK
MIn
4,且lgK
MY-lgK
MIn
2(指示劑封閉)(3)HIn本身穩(wěn)定(指示劑變質(zhì))(4)HIn具有一定的選擇性(5)指示終點(diǎn)的反應(yīng)要快,水溶性要好(指示劑僵化)
常用金屬離子指示劑指示劑pH范圍顏色變化直接滴定離子InMIn鉻黑T(EBT)8~10藍(lán)紅Mg2+,Zn2+,Pb2+二甲酚橙(XO)<6黃紅Bi3+,Pb2+,Zn2+,Th4+酸性鉻藍(lán)K8~13藍(lán)紅Ca2+,Mg2+,Zn2+,Mn2+磺基水楊酸(Ssal)1.5~2.5無紫紅Fe3+鈣指示劑12~13藍(lán)紅Ca2+1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)2~12黃紅Cu2+,
Co2+,Ni2+二甲酚橙pH<6.3pH>6.3H2In4-HIn5-2H+H++適宜pH范圍:<6.3pH型體及顏色指示劑絡(luò)合物顏色
PAN金屬指示劑PAN:1-(2-吡啶基偶氮)-2-萘酚pH型體及顏色指示劑絡(luò)合物顏色H2InpKa1=1.9pKa2=12.2
In2-
HIn-pH<1.91.9<pH<12.2pH>12.2H2InHIn-In2-2H+H+
+適宜pH范圍:1.9~12.2Cu-PAN指示劑:CuY—PAN金屬指示劑CuY+PAN+M藍(lán)色黃色滴定前:終點(diǎn)時(shí):Cu-PAN+YCu-PAN+MY
CuY+PANlgKCuIn=16lgKCuY=18.8問題:體系中加了CuY,是否會(huì)引起EDTA直接滴定結(jié)果偏低?問題:lgKCuIn
<lgKCuY反應(yīng)能否向右進(jìn)行?
鈣指示劑
pKa1=7.4pKa2=13.5H2In-HIn2-In3-+H+酒紅色
藍(lán)色
酒紅色使用范圍:pH12~13
K-B指示劑:酸性鉻藍(lán)K+萘酚綠B惰性染料
使用的最適pH:8
13
試劑配制:
K-B(s),K:B=1:2(40倍KCl稀釋)
K-B(l),K:B=1:2(500倍H2O稀釋)b金屬離子指示劑封閉、僵化和變質(zhì)指示劑的封閉現(xiàn)象若K
MIn>K
MY,則封閉指示劑
Fe3+
、Al3+
、Cu2+
、Co2+
、Ni2+
對EBT、XO有封閉作用;若K
MIn太小,終點(diǎn)提前指示劑的氧化變質(zhì)現(xiàn)象指示劑的僵化現(xiàn)象
PAN溶解度小,需加乙醇、丙酮或加熱c金屬離子指示劑的選擇M+In=MIn
K
MIn=
[MIn][M][In
]lgK
MIn=pM+lg
[MIn][In
]變色點(diǎn):[MIn]=[In
]故pMep=lgK
MIn
=lg
KMIn-lg
In(H)
原則:pMep盡可能與pMsp一致HIn+H2In+
In(H)=1+[H+]/Ka2+[H+]2/Ka1Ka2
一種酸堿指示劑只能有一個(gè)變色點(diǎn)pHep
一種金屬指示劑則隨滴定的離子或酸度不同,pMep均不相同
pMep=lgK
MIn=lgKMIn-lg
In(H)
例:
EBT(p397表14)
pH6.07.08.09.010.011.0
pCaep1.82.83.84.7
pMgep1.02.43.44.45.46.3
pZnep6.98.39.310.512.213.93終點(diǎn)誤差Et=100%
[Y
]ep-[M
]epcMsp
pM=pMep-pMsp
[M]ep=[M]sp10-pM
[Y]ep=[Y]sp10-pY
[Y]sp10-pY-[M]sp10-pM
cMspEt=100%
pM
=-pY
[M
]sp=[Y
]sp=cMsp/K
MYEt=10
pM
-10-pMcMspK
MY代數(shù)法:誤差公式:例題:pH=10.00的氨性buffer中,以EBT為指示劑,用0.020mol/LEDTA滴定0.020mol/LCa2+,計(jì)算Et
。若滴定的是0.020mol/LMg2+,Et又為多少?(已知pH=10.0時(shí),lg
Y(H)=0.45,lgKCaY=10.69,lgKMgY=8.70;EBT:Ka1=10-6.3,Ka2=10-11.6,lgKCa-EBT=5.4,lgKMg-EBT=7.0)(P192例12)lgK
CaY
=lgKCaY
-lg
Y(H)=10.24pCasp
=1/2(lgK
CaY+pCCasp)=1/2(10.24+2.00)=6.10EBT:
EBT(H)=1+[H+]/Ka2+[H+]2/Ka2Ka1=40lg
EBT(H)=1.6解:pCaep=lgK
Ca-EBT=lgKCa-EBT-lg
EBT(H)=5.4-1.6=3.8
pCa=pCaep-
pCasp
=3.8-6.10=-2.3Et=×100%=-1.5%10-2.3-102.310-2×1010.24lgK
MgY
=lgKMgY
-lg
Y(H)=8.7-0.45=8.25pMgsp
=1/2(lgK
MgY
+pCMgsp)=1/2(8.25+2.00)=5.10pMgep=lgK
Mg-EBT=lgKMg-EBT-lg
EBT(H)=7.0-1.6=5.4
pMg=pMgep-
pMgsp
=5.4-5.10=0.3Et=×100%=0.11%100.3-10-0.310-2×108.25若滴定的是Mg2+1準(zhǔn)確滴定判別式若ΔpM=±0.2,要求Et≤0.1%,
根據(jù)終點(diǎn)誤差公式,可知需lgcMsp·K
MY≥6.0
若cMsp=0.010mol·L-1時(shí),
則要求
lgK
≥8.06.5準(zhǔn)確滴定與分別滴定判別式2分別滴定判別式(多種金屬離子共存)
例:M,N存在時(shí),分步滴定可能性的判斷若
Y(H)>
Y(N),按單一離子存在情況處理若Y(H)<<Y(N)
,干擾最嚴(yán)重。
Y≈
Y(N)
=1+KNYCspN≈KNYCspN
(代入上式)則:lgK'MYCspM≈lgKMYCspM
-lgKNYCspN
≥5
△lgKc≥5即可準(zhǔn)確滴定M(分別滴定判別式)設(shè)Et=0.3%,△pM’=0.2,由誤差公式可得:
lg
K'MY
CspM≥5若M無副反應(yīng):
lg
K’MY
CspM=lg
KMY
CspM-lg
Y
=lg
KMY
CspM-lg(
Y(H)
+
Y(N)
)6.6絡(luò)合滴定中的酸度控制
H4Y中Y4-
反應(yīng),產(chǎn)生H+ M+H2Y=MY+2H+
滴定劑的酸效應(yīng)lg
Y(H)金屬離子與OH-反應(yīng)生成沉淀指示劑需要一定的pH值
a用酸堿緩沖溶液控制pH的原因pH直至出現(xiàn)水解b單一金屬離子滴定的適宜pH范圍
最低酸度最高酸度
pH低
適宜酸度
pH高最高酸度例如:KBiY=27.9lg
Y(H)≤19.9pH低=0.65
KZnY=16.5lg
Y(H)≤8.5pH低=4
KMgY=8.7lg
Y(H)≤0.7pH低=9.7(P179圖)
則lgK
MY=lgKMY-lg
Y(H)≥8,(不考慮
M)有l(wèi)gαY(H)≤lgKMY-8
為pH低csp=0.01mol·L-1,
lgK
MY≥8鏈接lgKMY
pH低酸效應(yīng)曲線與lg
Y(H)
pH曲線重合,lgKMY
pH低無連續(xù)的相互關(guān)系。最低酸度金屬離子的水解酸度-避免生成氫氧化物沉淀
Zn2+:lg
Y(H)=16.5-8=8.5pH低=4
Zn(OH)2
:Ksp=10-15.3pH高≤7.2
可否在pH10的氨性緩沖液中用Zn2+標(biāo)定EDTA?[OH-]=[M]nKsp初始濃度
適宜酸度pH4~7例求EDTA滴定Zn2+的適宜酸度?lg
12與單一離子滴定同c混合離子的分別滴定酸度控制pH低lgK'MY=lgKMY-lg
Y=lgKMY
-lg(
Y(H)+
Y(N))
(1)
Y(H)>
Y(N)時(shí),
Y≈
Y(H)
M+Y=MY
Y(H)
Y(N)
(2)
Y(H)
<
Y(N)時(shí),
Y≈
Y(N)lg
Y(H)=lg
Y(N)時(shí)的pH
pH低仍以不生成沉淀為限pH高例:用0.020mol/LEDTA滴定0.020mol/LZn2+和0.1mol/LMg2+混合液中的Zn2+,問能否準(zhǔn)確滴定?
若溶液中的共存離子不是Mg2+,而是0.1ml/LCa2+,能否準(zhǔn)確滴定Zn2+?
若在pH5.5,以XO作指示劑進(jìn)行滴定時(shí),發(fā)現(xiàn)Ca2+有干擾,而Mg2+沒有干擾,原因何在?(若Et=0.1%)(P200例20)解題思路:能否準(zhǔn)確滴定Zn2+
lg(KCsp)
6Ca2+有干擾Et>0.1%Mg2+沒有干擾
Et
0.1%Et=
pZnep查表
lgK
ZnY=lgKZnY-lg
Y
pZnsp=1/2(lgK
ZnY
+pCspZn)解:(1)
lg(Kcsp)=lg(KZnYcspZn)-lg(KMgYcMgsp)=lg(1016.5*0.020/2)-lg(108.7*0.1/2)=7.1>6
能準(zhǔn)確滴定Zn2+,Mg2+不干擾
(2)
lg(Kcsp)=lg(KZnYcspZn)-lg(KCaYcspCa)=lg(1016.5*0.020/2)-lg(1010.7*0.1/2)=5.1>5
能準(zhǔn)確滴定Zn2+,Ca2+不干擾
(Et<0.3%)(3)pH=5.5時(shí)
lgK’ZnIn=5.7所以pZnep=5.7
lg
Y(H)=5.51
對Zn2+,Mg2+體系
:
lgK
ZnY=lgK
ZnY-lg
Y
lgKZnY-lg(KMgYCspMg)=16.5-8.7+1.33=9.1pZnsp=1/2(lgK
ZnY+pCspZn)=1/2(9.1+2.0)=5.55
pZn=pZnep-pZnsp=5.7-5.55=0.15對Zn2+,Ca2+體系
:
lgK
ZnY
lgKZnY-lg(KCaYCspCa)}=16.5-10.7+1.3=7.1pZnsp=1/2(lgK
ZnY+pCspZn)=1/2(7.1+2.0)=4.55
pZn=pZnep-pZnsp=5.7-4.55=1.15Et=4%混合離子體系選擇滴定:絡(luò)合掩蔽法沉淀掩蔽法氧化還原掩蔽法采用其他鰲合劑作為滴定劑6.7提高絡(luò)合滴定選擇性降低[N]改變K△lgcK>5△lgcK>5△lgcK<5M,N控制酸度分步滴定掩蔽例:Bi3+、Pb2+、Ca2+混合液的連續(xù)滴定,試設(shè)計(jì)分析方案?a絡(luò)合掩蔽法
1常用的絡(luò)合掩蔽劑:(見p203表6-4,p388~393表8
)2應(yīng)用:Zn2+、Al3+、Cd
2+
、Ca2+混合液中Zn2+的滴定,試設(shè)計(jì)分析方案?b沉淀掩蔽法1常用的沉淀掩蔽劑:(見P206表6-5)2應(yīng)用:EDTA滴定法測Ca2+
、Mg2+混合液中的Ca2+
lgK=10.7-8.7=2
5Ca2+Mg2+Ca2+Mg(OH)2↓CaY
Mg(OH)2↓
pH>12YCa指示劑1.先加絡(luò)合掩蔽劑,再用EDTA滴定M
Cd
2+-----I-
Al3+-----F-
(如測Pb2+)
Hg2+
Fe3+
(見P388表8)2.先加絡(luò)合掩蔽劑LNL,用EDTA準(zhǔn)確滴定M,再加X解蔽NL,再用EDTA滴定NCo2+Ni2+Hg2+(掩蔽)
(如測Pb2+)KCNZn2+Cu2+Cd2+(掩蔽)解蔽HCHO3.先用EDTA測M、N總量,再加掩蔽劑LNY+LNL+Y(如測Pb、Sn含量P21718題)例:用0.020mol/LEDTA滴定0.020mol/LZn2+和0.020mol/LCd2+溶液中的Zn2+,加入過量KI掩蔽Cd2+,終點(diǎn)時(shí)[I-]=1.0mol/L。試問:能否準(zhǔn)確滴定Zn2+?
若能滴定,酸度控制在多大范圍內(nèi)?在pH5.5時(shí)能否用二甲酚橙作指示劑,選擇滴定Zn2+?(Et
0.3%)(P205例22)
lg(K’csp)=lg(KZnYcZnsp)-lg(K’CdYcCdsp)=lg(KZnYcZnsp)-lg(KCdYcCdsp/
Cd(I))
Cd(I)=1+
1[I-]+
2[I-]2+
+
4[I-]4=105.5
lg(K’csp)=lg(1016.5-2.0)-lg(1016.46-2.0-5.5)=5.5>5能準(zhǔn)確滴定Zn2+由于Cd2+被掩蔽,所以酸度范圍可按單一Zn2+計(jì)算
pH低:
lg(cMspK
MY)=lgKMY-lgcMsp-
lg
Y(H)
5
lg
Y(H)=lgKMY-lgcMsp
–5.0=16.5-2.0-5.0=9.5pH=3.5
pH=5.0時(shí)
lgK
ZnIn=4.8即
pZnep=4.8
lgK
ZnY=lgKZnY-lg
Y
=lgKZnY-lg(
Y(H)+
Y(Cd)-1)
=lgKZnY-lg(
Y(H)+KCdY[Cd2+])=lgKZnY-lg(
Y(H)+KCdY*cCdsp/
Cd(I))=16.5-lg(106.45+1016.5-2.0-5.5)=7.5
pZnsp=1/2(lgK
ZnY+pcZnsp)=1/2(7.5+2.0)=4.75
pZn=pZnep-
pZnsp=4.8-4.75=0.05pCd’sp=1/2(lgK
CdY+pcCdsp)
=1/2(4.55+2.0)=3.28
pCd’=pCd’ep-
pCd’sp=10.0-3.28=6.72Et很大能選擇滴定Zn2+
pH=5.0時(shí)
lgK
CdIn=4.5
即
pCdep=4.5
[Cd’]ep=[Cd]ep*
Cd(I)=104.5+5.5=1010.0(mol/L)pCd’ep=10.0
lgK
CdY=lgKCdY-lg
Y(H)-lg
cd(I)
=16.5-6.45-5.5=4.55
c氧化還原掩蔽法FeYlgKBiY=27.9lgKFeY-=25.1lgKFeY2-=14.3紅
黃抗壞血酸(VC)紅
黃pH=1.0
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