资源简介

(共17张PPT)
项目四 认识配位滴定
教学目标
具有命名配合物、了解其组成的能力。
具有进行配位平衡计算的能力。
具有利用条件稳定常数确定配位滴定条件的能力。
具有选择合适金属指示剂的能力。
具有合理利用配位滴定方试进行配位滴定操作的能力。
能力目标
培养诚实守信、团结协作、爱岗敬业精神；
培养安全、环保、健康生产意识；
培养分析问题和解决问题的能力；
创新能力培养等。
素质目标
教学目标
掌握配合物的组成、命名、化学式的写法；
掌握配位平衡及其有关计算；
了解EDTA及其与金属离子配合物的特点；
理解EDTA滴定法原理，能够利用条件稳定常数KMY讨论EDTA配位滴定的条件；
理解并掌握金属指示剂的作用原理和指示剂的选择原则；
理解并灵活使用提高配位滴定选择性的方法；
掌握配位滴定的滴定方式及应用。
知识目标
目录
contents
4.1
配位化合物的组成和命名
4.2
配位平衡
4.3
乙二胺四乙酸的性质及其配合物
4.4
配位滴定原理
4.5
金属指示剂
4.6
配位滴定方式及应用
4.3
EDTA及其与金属离子的配合物
一、 EDTA
EDTA是一个四元酸，通常用H4Y表示 。当溶液的酸度较大时，两个羧酸根可再接受两个H+，这时EDTA就相当于六元酸，用H6Y表示。常见的还有氨三乙酸(NTA)、环己烷二胺四乙酸(CyDTA)和乙二醇二乙醚二胺四乙酸(EGTA)等。
4.3
EDTA及其与金属离子的配合物
H2Y2- H+ + HY3-
H6Y2+ H+ + H5Y+
H5Y+ H+ + H4Y
H4Y H+ + H3Y-
H3Y- H+ + H2Y2-
HY3- H+ + Y4-
乙二胺四乙酸在溶液中的解离平衡
4.3
EDTA及其与金属离子的配合物
EDTA各种型式的分布系数与溶液pH的关系
在pH 12的溶液中，主要以Y4-型存在
4.3
EDTA及其与金属离子的配合物
二、EDTA与金属离子形成的螯合物
EDTA–Ca 螯合物的立体结构
M + Y MY
EDTA分子中具有六个配位原子，EDTA ：中心离子=1：1
4.3
EDTA及其与金属离子的配合物
EDTA与无色金属离子形成的配合物也是无色的；而与有色金属离子形成配合物的颜色一般加深。例如，Cu2+显浅蓝色，而CuY2-为蓝色，Ni显浅绿色，而NiY2-为蓝绿色，
阳离子 阳离子 阳离子 阳离子
Na+ 1.66 Ca2+ 10.69 Zn2+ 16.50 Th4+ 23.2
Li+ 2.79 Mn2+ 14.04 Pb2+ 18.04 Cr3+ 23.4
Ag+ 7.32 Fe2+ 14.33 Ni2+ 18.67 Fe3+ 25.1
Ba2+ 7.76 Ce3+ 15.98 Cu2+ 18.80 V3+ 25.90
Sr2+ 8.63 Co2+ 16.3 Hg2+ 21.8 Bi3+ 27.94
Mg2 + 8.69 Al3+ 16.1 Y3+ 23.0 Co3+ 36.0
EDTA与各种常见金属离子的螯合物的稳定常数
(溶液离子强度I＝0.1，温度20℃)
4.3
EDTA及其与金属离子的配合物
三、副反应和条件稳定常数
主反应 M + Y MY
OH- ↙↘ L H+↙↘N H+↙↘OH-
副反应 M(OH) ML HY NY MHY MOHY
: : :
M(OH)n MLn H6Y
产物MY发生副反应对滴定反应是有利的， 金属离子M和配位剂Y的副反应都不利于滴定反应。
4.3
EDTA及其与金属离子的配合物
1．酸效应与酸效应系数
酸度升高，酸效应系数αY(H)增大，与金属离子配位能力越小。
酸效应系数αY(H)是指未参加配位反应的 EDTA各种存在形体的总浓度c(Y’)与能直接参与主反应的Y4-的平衡浓度c(Y4-)之比
4.3
EDTA及其与金属离子的配合物
EDTA在不同pH条件时的酸效应系数
pH lgαY(H) pH gαY(H) pH lgαY(H) pH lgαY(H)
0.0 0.4 0.8 1.0 1.4 1.8 2.0 2.4 2.8 3.0 3.4 23.64 21.32 19.08 18.01 16.02 14.27 13.51 12.19 11.09 10.60 9.70 3.8 4.0 4.4 4.8 5.0 5.4 5.8 6.0 6.4 6.8 7.0 8.85 8.44 7.64 6.84 6.45 5.69 4.98 4.65 4.06 3.55 3.32 7.4 7.8 8.0 8.4 8.8 9.0 9.4 9.8 10.0 10.4 10.8 2.88 2.47 2.27 1.87 1.48 1.28 0.92 0.59 0.45 0.24 0.11 11.0 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 12.0 12.1 12.2 13.0 13.9 0.07
0.02
0.02
0.02
0.01
0.01
0.01
0.01
0.005
0.0008
0.0001
4.3
EDTA及其与金属离子的配合物
2．配位效应与配位效应系数
配位效应系数αM(L)它是指未与滴定剂Y4-配位的金属离子M的各种存在形体的总浓度c(M’)与游离金属离子浓度c(M)之比
4.3
EDTA及其与金属离子的配合物
总 αM =αM(L) + αM(OH)
4.3
EDTA及其与金属离子的配合物
3.配合物的条件平衡常数
lgKf ’=lg Kf – lgαM(L) – lgαY(H)
副反应系数越大，Kf ’越小。这说明了酸效应和配位效应越大，配合物的实际稳定性越小。
4.3
EDTA及其与金属离子的配合物
计算在pH=2和pH=5时，ZnY的条件稳定常数。
4.3
EDTA及其与金属离子的配合物
解：已知lg Kf (ZnY)=16.5
查表可知 pH = 2.0 时，lgαY(H)=13.8, lgαZn(OH) =0
所以lg Kf ’(ZnY)= lg Kf (ZnY) – lgαY(H) – lgαZn(OH)
=16.5 – 13.8 – 0
=2.7
Kf ’(ZnY)=102.7
pH = 5.0 时，lgαY(H)=6.6, lgαZn(OH) =0
所以lg Kf ’(ZnY)= lg Kf (ZnY) – lgαY(H) – lgαZn(OH)
=16.5 – 6.6 – 0
=8.9
Kf ’(ZnY)=108.9

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