磺基水杨酸合铁

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磺基水杨酸合铁(Ⅲ)配合物的组成及稳定常数的测定【摘要】磺基水杨酸（简化为H3R），与Fe3+可以形成稳定的配合物，配合物的组成随溶液的pH值的不同而改变。在pH=2~3时，pH=4~9时，pH=9~11.5时，磺基水杨酸与Fe3+能分别形成不同颜色且具有不同组成的配离子。等摩尔连续变化法是配制一系列溶液,保持溶液中度、离子强度、温度和金属离子与配体的总物质的量不变改变金属离子cM和配体的摩尔分数使之连续化,在最大吸收波长处测定各溶液的吸光度,以吸光度A配体的摩尔分数xR作图,根据两边线性部分的延线相交之点所对应的配体摩尔分数值,即可求出配合的组成比可以认为相交之点Amax为配合物以n完全配位而不离解的吸光度,而实验测得值为A,两者之差就是由配合物离解所造成的.由此可求K稳,相应计算同摩尔比法.【关键字】分光广度法等摩尔连续变化法伯朗－比尔定律配合物配位数【实验目的】1、了解光度法测配合物配位数和稳定常数的一种原理和方法； 2、测定pH<2.5时，磺基水杨酸合铁(Ⅲ)配合物的组成及稳定常数；3、学习分光光度计的应用；4、巩固溶液配制及作图法处理数据的方法。【实验原理】1、伯朗－比尔定律当具有一定波长的单色光通过有色溶液时，一部分光被溶液吸收，另一部分光透过溶液。Io一定时，Ia越大，It就越小。一般将透过光强度It与入射光强度I0之比叫透光度，以T表示：T越大，溶液透光程度越大，对光的吸收程度越小。一般用A表示有色溶液对光的吸收程度，A越大，T越大，对于同一溶液而言，其吸光度与浓度c和液层厚度d成正比，即伯朗-比尔定律，若入射光波长、比色皿（溶液）的厚度d一定时，吸光度只与溶液的浓度c成正比。通常测定某一物的一系列已知浓度的吸光度，以A为纵标，c为横标，绘出A－c标准曲线，则其斜率为k=εd，如果测定该物未知浓度ci溶液的吸光度为Ai，则由Ai/k或从标准曲线就可以求出ci来。2、等摩尔系列法求配合物组成及稳定常数 对于配合物体系而言，如果组成配合物的中心离子和配体的吸收光谱与配合物的吸收光谱不重合，就可以选择对配合物有较大吸收的波长，测得平衡体系吸光度，与相应的配合物浓度[MLn]间应符合，测得吸光度A就可以求出配合物的浓度。本实验选用磺基水杨酸（简写为H3R）与Fe3+形成的配位平衡体系，H3R和Fe3+等试剂与配合物的吸收光谱不重合，因此可用分光光度法测定。但由如下配位反应：可知配合物的组成受溶液的pH影响，在pH=2~3、4~9、9~11时，二者可形成三种颜色不同、组成不同的配离子。本实验是测定pH=2~3时形成的红褐色磺基水杨酸铁配离子的组成及其稳定常数，实验中是通过加入一定量的HClO4来控制溶液的pH值。由于配合物系统的复杂性，因此建立了不同的平衡系统及相应的处理方法，本实验选用等摩尔连续变化法。所谓等物质的量变化法就是保持金属离子和配体二者的总物质的量（摩尔数）不变，将金属离子和配体按不同物质的量（摩尔）比混合，配制系列等体积溶液（即配置一系列保持金属离子浓度c 和配体浓度之和不变的溶液），分别测其吸光度。虽然这一系列溶液中总物质的量相等，但M与R的物质的量（摩尔）比是不同的，即有一些溶液中M离子是过量的，在另一些溶液中配体过量的，在这两部分溶液中配离子的浓度不可能达到最大值，只有当溶液中配体与金属离子浓度之比与配离子的组成一致时，配离子浓度才能最大，因而此时吸光度最大。如果溶液中只生成—种配合物，随着金属离子浓度由小到大，配合物浓度先递增再递减，相应的吸光度也如此变化，以吸光度A为纵标，以摩尔分数（配体和中心离子浓度相同时，可用体积分数为横标作图，所得的“吸光度－物质的量比”曲线，—定会出现极大值，如图所示： （1）配合物组成的确定：上述所测的系列溶液中，只有在溶液中金属离子和配体的摩尔比与配合物的组成一致时，才会有最大吸收。因此，在曲线最高点所对应的溶液的组成(M和R的摩尔比)即为该配合物的组成。如上图，若与吸光度最大点所对应的M与R的摩尔比为1:1，则配合物组成为MR型，若M与R的摩尔比为1:2，则配合物为MR2型。（2）配合物稳定常数确定：按照朗伯－比尔定律，若M与R全形成了配合物MRn，则吸光度—物质的量比图应是一条直线，有明显的最大值B，与B相对应的A2是配离子MRn不解离时的最大吸光度，实测对应吸光度A1 是由于配合物部分解离后剩下的那部分配合物的吸光度，设配合物的离解度α,可表示为：       M＋R===MR  cα,  cα,   c-cα,式中c为假设配合物MRn不发生任何解离时的浓度（即图中B点的配离子浓度，为B点时离子的初浓度。【仪器与试剂】仪器：分光光度计、烧杯、容量甁、吸量管、锥形甁试剂：0.0100mol·L－1Fe3+       0.0100mol·L－1磺基水杨酸(H3R)   0.01mol·L－1HClO4【实验步骤】1、溶液的配制移液管取10.00mL0.0100mol·L－1Fe3+于100mL容量甁中，用0.01mol·L－1HClO4稀释至100.00mL，得到0.0010mol·L－1Fe3+移液管取10.00mL0.0100mol·L－1磺基水杨酸于100mL容量甁中，用0.01mol·L－1HClO4稀释至100.00mL，得到0.0010mol·L－1磺基水杨酸 2、吸光度的测定将11个50ml容量瓶洗净编号，用三支10mL吸量管按下表列出的体积，分别吸取0.01mol·L－1HClO4、0.0010mol·L－1Fe3+、0.0010mol·L－1磺基水杨酸、一一注入11只已经编号的50mL烧杯中，摇匀。用分光光度计测定，选用比色皿厚度为1cm的比色皿，以1#为空白，用500nm波长，分别测定各溶液的吸光度。先将蒸馏水洗过的比色皿用待测液荡洗三遍，然后装入待测液至比色皿2/3体积处，并用镜头纸仔细将比色皿的透光面擦干净（若水珠较多时，可先用滤纸吸去大部分水，再用镜头纸擦净）。按编号依次放入分光光度计的比色皿框内进行测定，记录相应的吸光度。3、作图，计算配合物的组成及稳定常数作图：以吸光度A为纵标，以物质的量分数（ ）为横标作图，并由曲线两边的直线部分延长，求出最大吸光度。求配合物的组成及稳定常数：【数据处理】 【参考文献】1.肖养田.白银回收几法.化学世界,2000,41(2):1102.郭瑞九低压一步法制备硫酸铜的研究化学世界20023.吕为霖.共价型氢化物的酸碱性.化学通报,1964,(10)总:617