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1、光度法对磺基水杨酸铁配合物的组成及稳定常数的实验研究四：等摩尔连续变化法测定磺基水扬酸合铁的组成及稳定fggdj分光光度计 来源：东海仪表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"一丽可使之连续化，在最大吸收波长处测定各溶液的吸光度，以吸子归配体的摩尔分数xR作图（图4）,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 林，,即可求mn: n= 公9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，
2、相应计算同摩尔比法.按表2配制溶液，用1cm比色皿，以1号试剂作参比液 您00nm处测各溶液的吸光度，以A对xR作图，确定n.并求K稳.实验数值表明，摩尔比法和等摩尔连续变化 法两种测定方法的配位数相同，最大吸光度偏差为0.002,实验测量值偏差为0.003，解离度偏差为0.028,平彳J 常数数值相对偏差为2.5%.考虑误差来源，认为两种分析方法无显著性差异.4落N的小快EL0.00 lOnwi-L1F制K的体费mL0.00 J（J mol顺皇水构酸洛液初伴机mb销基水物酸的 厚尔分塾如A10.010.00.000.0001(1.0y .0nj0.07SJ0.08-02.00.151JC.C
3、J7 JO3.CJU.3U.242tiD4.CJIL4U3LW1%5 A)5,0lh50 35510,04.00.&fl"1C.Q3+07.00,70 J6?IX2,f)S.fl0.80J8110.0L00.08 ii0.DLD.01.0UW(J实输数据处理:敏nit位数nAmM实测A解离度一CmE -r 土 1数值I040703550.1282.5X IO'42J3X 10'一、实验原理1、等物质的量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
4、相应的配合物浓度MLn间应符合：，得知了吸光度A就可以求出的浓度。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。但由于配位反应：所以配合物的组成受溶液的pH影响，在pH=23时，49时，911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=23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 HC1O4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，本实验选用等物质的量连续变化法（浓比递变法）。所谓等物质的量变化法就是保
5、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。如果溶液中只生成一种配合物，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
6、中心离子浓度相同时，可用体积分数为横标作图，所得的“吸光度一一物质的量比”曲线，一定会出 现极大值，如图3-11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。如图 3-11所示，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： 按照朗朗比尔定律，若 M与R全形成了配合物 MRn,则 吸光度一一物质的量比图应是一条折线，有明显的最大值B'
7、;如图3 22中实线所示，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 A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），将由（1）式求出的a代入（2）时可求出表观稳定常数 K稳。由（2）式求出的与文献值相差很大，这是由于磺基水杨酸的加质子反应的影响（ M和 H同时竞争配体），在25C时磺基水杨酸的短基氢和酚基氢的离解常数分别为Ka2=5.37X10-3, Ka3=3.90 X 10-62。lga又称为校正系数，对本实验而
8、言，在时，=10.2,也可通过计算得出。二、实验内容1、系列溶液的配制编 号1234567891011HClO4体积 (0.100 mol/L)5.005.005.005.005.005.005.005.005.005.005.00Fe3+体积 (0.0050 mol/L)10.009.008.007.006.005.004.003.002.001.000.00H3R体积 (0.0050mol/L)0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.00吸光度ApH将11个50ml容量瓶洗净编号，在 1#容量瓶中，用一支吸量管（作上HClO4记号）加入0.10
9、0 mol/L HClO4溶液5.00ml，用另一只吸量管（作上Fe3+记号）加入 NH4Fe（SO4）2溶液0.0050 mol/L 10.00 ml ,然后加蒸储水稀释至刻度，摇匀。按同样方法根据表一所示各溶液的量将2#11#容量瓶配好。阅读材料附一 721分光光度计的结构及使用方法一、仪器的基本结构721分光光度计的构造比较简单，如图 3-12所示，由光源部分，单色光器部分，比色 皿部分，光量调节器，光电管暗合部分，指示表头和稳压装置等构成二、仪器的使用方法721分光光度计面版图1.波长调节按钮；2调“0”按钮3 .光 亮调节按钮；4.灵敏度按钮；5.开关；6.指示灯；7 .比色皿定位拉
10、杆；8.波长视孔；9 .比色明暗盒盖；10.电表；操作步骤：1、检查仪器零点先检查电表的指针是否位于“0”刻度，若不在"0",可调节电表上的调正螺丝， 使指针位于“ 0”刻度。2、调节校正（1）接通电源，打开稳压电表开关，带稳定至220V时，打开分光光度计开关，指示等亮，打开比色皿暗合盖，使电表指针位于零位，预热20分钟；（2）转动波长调节器，从波长视孔观察，调节所需要的单色光波长；（3） 零位调整，一次放入准备好的四只已比色皿（其中一只为参比溶液）。打开暗合 箱，并将参比溶液放入校正位置，调节零位旋钮使指针指到零位。（4） 光量调节（1 0 0%旋钮调节），选择适当的灵敏
11、度档（注 1）,盖上比色皿暗合 盖，使广路通过参比溶液，旋转光量调节旋钮（顺时针转增加，逆时针转减少），使电表指 针指在透光率“ 100%”处；（5）重复（3）、（4）操作，调整透光率的“0”和“1 0 0%”位，待稳定后才可 进行下部测量3、测定，调好“0”和“1 0 0%”以后，上述所有旋钮不要再动，将比色皿定位器拉杆抽出一格，使1号待测液进入光路， 并从电表上读出相应的吸光度A ,然后依次测2号、3号溶液再校准一次“0”和“1 0 0%”，重复一次读数，读毕及时将暗合盖打开。（注1:灵敏度档是根据不同单色光选择的，选用的原则是能使不同空白对照时能很好 的用光量调节器调整电表指针于1 0 0%, 一般是用最低档，若在低档使指针调不到1 0 0 %处时，须先将光量调节旋钮回转后，再将灵敏度档调高，以免指针猛烈偏转而损坏。）三、仪器维护1、 仪器连续使用应不超过 2小时，如果已超过，可间歇半小时后再用。2、在使用过程中，当吸光度操作停止时，就应及时将暗合打开，以延长广电管使用寿命。3、比色皿每次用完后，都要用蒸储水洗净，用镜头纸将外面擦干， 晾干后放回比色皿合内， 特别注意保护比色皿的透光面。4、仪器不能受潮，搬动仪器时，应将灵敏度档拨至最低档。5、仪器用后，应将干燥剂袋放入暗合中，切断电源，盖上暗合盖，罩好仪器罩，并认真填 写使用情况卡。