磺基水楊酸合鐵配合物的組成及其穩(wěn)定常數(shù)的測定

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1、實驗七鐵（III）離子與磺基水楊酸配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定一、實驗目的1．了解采用分光光度法測定配合物組成和穩(wěn)定常數(shù)的原理和方法。2．學習用圖解法處理實驗數(shù)據(jù)的方法。3．進一步學習分光光度計使用方法，了解其工作原理。4.進一步練習吸量管、容量瓶的使用二、實驗原理3+磺基水楊酸(簡式為H3R)可以與Fe形成穩(wěn)定的配合物。配合物的組成隨溶液pH值的不同而改變。在pH=2～3、4～9、9～11時，磺基3+水楊酸與Fe能分別形成三種不同顏色、不同組成的配離子。本實驗是測定pH=2～3時所形成的紅褐色磺基水楊酸合鐵(Ⅲ)配離子的組成及其穩(wěn)定常數(shù)。

2、實驗中通過加入一定量的HClO4溶液來控制溶液的pH值。３+由于所測溶液中磺基水楊酸是無色的，F(xiàn)e溶液的濃度很小，也可認為是無色的，只有磺基水楊酸合鐵(Ⅲ)配離子(MRn)是有色的。根據(jù)朗伯—比耳定律A=εbc可知，當波長λ、溶液的溫度T及比色皿的厚度b均一定時，溶液的吸光度A只與有色配離子的濃度c成正比。通過對溶液吸光度的測定，可以求出配離子的組成。用光度法測定配離子組成，通常有摩爾比法、等摩爾連續(xù)變化法、斜率法和平衡移動法等，每種方法都有一定的適用范圍，本實驗采用等摩爾連續(xù)變化法，通過分光光度計測定配位化合物的組成。具體操作時，取用摩爾

3、濃度相等的金屬離子溶液和配位體溶液，按照不同的體積比(即摩爾數(shù)之比)配成一系列溶液，測定其吸光度值。以吸光度值A為縱坐標，體積分數(shù)(，即摩爾分數(shù)。式中：VM為金屬離子溶液的體積，VL為配位體溶液的體積)為橫坐標作圖得如圖1所示的曲線，將曲線兩邊的直線部分延長相交于B點，B點對應的吸光度值AB最大。由B點對應的摩爾分數(shù)值，可計算配離子中金屬離子與配位體的摩爾數(shù)之比，即可求得配離子MLn中配位體的數(shù)目n。圖1配位體摩爾分數(shù)－吸光度圖在圖1中，在B點最大吸收處對應的摩爾分數(shù)值為0.5，則：即：金屬離子與配位體摩爾數(shù)之比為1︰1。一般認為，最大吸光

4、度值B點處的M和L全部配合。但由于配離子有一部分解離，其實際濃度要稍低一些，實驗測得的最大吸光度值在E點(如圖1所示)，其吸光度為AE，則配離子的解離度為：而配離子的穩(wěn)定常數(shù)K穩(wěn)可由下列平衡式導出：MLnM+nL(電荷省去)起始濃度c00平衡濃度c-cαcαncαK穩(wěn)=式中c為B點或E點所對應的金屬離子的濃度，α為解離度。當n=1時，K穩(wěn)=1-α/cα2三、教學形式1．指導與提問（1）什么叫等摩爾系列法？怎樣用等摩爾系列法測得配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)？（2）本試驗為什么對酸度要進行嚴格控制？怎樣進行控制？（3）怎樣繪制吸光度——組成圖？介紹坐

5、標軸比例的選擇，點與線的描繪以及切線求最大吸光度的作圖方法。（4）為什么實驗測得的K[穩(wěn)]為表觀值？怎樣求得精確值？3+因為磺基水楊酸C7H6O6S(H3X)是一個弱酸，在溶液中除了存在著H3X和Fe之間的配位平衡外，還存在著H3X的電離平衡，因此實驗測得的穩(wěn)定常數(shù)為表觀值，精確值要求按下式進行校正。K[穩(wěn)]=K[穩(wěn)](表觀)?aHaH是配合物的酸效應系數(shù)，是表征配位體由于酸效應而引起的副反應程度，10pH=2aH=1.935?10lgaH=10.32．預習要求⑴容量瓶的正確使用圖2容量瓶的使用（2）移液管的使用，以及用移液管在燒杯中配制系

6、列溶液。圖3移液管的使用及正確操作演示（3）分光光度計的使用方法。①721型分光光度計的使用圖4721型分光光度計的儀器簡圖（1）儀器預熱約20min。（2）靈敏度選擇：放大器靈敏度分五檔，是逐步增加的，1檔最低。其選擇原則是保證能使空白溶液很好調(diào)到透光率100的情況下，盡可能采用較低檔，這樣儀器將有更高的穩(wěn)定性。所以，使用時一般靈敏度都放在1檔，靈敏度不夠時再逐步升高。不過要注意，改變靈敏度后要重新調(diào)透光率0和透光率100。（3）預熱光度計：預熱后，要連續(xù)幾次調(diào)透光率0和透光率100，儀器才可開始進行測量。（4）測量溶液光密度：打開比色皿

7、暗箱蓋，取出比色皿架，除已裝空白溶液的比色皿外，其余3個比色皿分別用去離子水和所裝溶液洗2~3遍，接著依次裝入不同濃度的標準系列溶液或未知液，液面應高于比色皿的2/3，溶液（千萬不要使勁擦，以免磨毛比色皿的透光面），將它們依次放到比色皿架內(nèi)，并把比色皿放回暗箱內(nèi)定位銷上（盡量貼近左面，光面穿過光路），把比色皿暗箱蓋合上。先將比色皿架定位桿拉出一格，使裝第一個被測溶液的比色皿進入光路，從光密度表上即可讀出被測溶液的光密度，接著把比色皿架的定位桿再拉出一格，進行下一個被測溶液的測量。②722型分光光度計的使用圖5722型分光光度計的儀器簡圖72

8、2型分光光度計的使用方法：Ⅰ檢查儀器的電源線連接及各個調(diào)節(jié)旋鈕的起始位置，并將“靈敏度調(diào)節(jié)旋鈕”調(diào)至“1”檔。Ⅱ開啟電源開關，指示燈亮?！斑x擇開關”置于“T”。用“波長手輪”將波