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1、配位滴定法的应用摘要本文主要是对配位滴定法的定义以及性质、影响因素做了一定的概述，并且讨论研究了配位滴定法的具体应用，例如测定不同水源的硬度，测定硅酸盐矿物中铝、钛以及铁不同离子等，测定氧化淀粉羧基含量等。同时又对影响因素做了细致的讨论，例如滴定曲线的计算，酸度对金属离子的影响，对滴定反应的影响，对滴定反应的影响，对金属离子指示剂的影响。关键词：配位滴定，指示剂，滴定曲线，酸度Coordination titration method of applicationAbstractThis paper mainly coordination titration definition and na
2、ture, the influence factors, and discussion of coordination titration method was studied, such as application of different water hardness, determination of al and mineral silicate titanium and iron ions were different, the content of starch carboxyl oxidation etc. Also on the influence factors, such
3、 as the discussion of the calculation and the acidity titration curve of metal ions, titration to influence the reaction, the influence of reaction, titration metal ions indicator.Key words：Coordination titration, indicator, titration curve, EDTA, acidity目录摘要IAbstractII前 言11配位滴定法的概述21.1配位滴定法定义21.2络合
4、滴定中的滴定剂31.3性质描述41.3.1 EDTA与金属离子的配合物及其稳定性41.3.2外界条件对EDTA与金属离子配合物稳定性的影响51.4配位滴定中的副反应和副反应系数：61.4.1 EDTA的酸效应和酸效应系数：61.4.2 EDTA与共存离子的副反应共存离子效应：71.4.3 EDTA的总副反应系数81.5金属离子M的副反应和副反应系数81.5.1 M的络合效应和络合效应系数：81.6条件稳定常数KMY91.7配位滴定中适宜pH条件的控制102配位滴定法在具体实验中的应用132.1配位滴定法测定不同来源水的硬度132.1.1 实验研究132.1.2 讨论152.2配位滴定法测定硅酸
5、盐矿物中的铝和铁152.2.1 实验部分16222 结果与讨论172.2.3 试样分析结果202.3 配位滴定法测定氧化淀粉羧基含量212.3.1 实验部分212.3.2 实验结果及讨论223配位滴定的影响因素233.1配位滴定曲线的计算233.1.1 K, CaY 条件稳定常数的计算233.1.2 滴定曲线的绘制233.2 配位滴定指示剂确定终点最佳酸度的选择283.2.1 酸度对金属离子M 的影响283.2.2 酸度对滴定剂的影响293.2.3 酸度对滴定反应的影响293.2.4 酸度对金属指示剂的影响303.2.5 滴定分析中酸度的控制313.3 影响配位滴定突跃范围的因素353.3.1
6、 滴定曲线353.3.2 副反应系数和表观形成常数353.3.3 影响配位滴定突跃范围的因素35结 束 语37参考文献38致 谢39前 言分析化学是发展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获取有关物质在相对时空内的组成和性质的信息的一门科学，而配位滴定法在分析化学中应用广泛。 配位滴定法是以络合反应为基础的滴定分析方法。络合反应也是路易斯酸碱反应（金属离子是路易斯酸，可接受路易斯碱所提供的未成键电子对而形成化学键）。 在这里主要讨论研究的是以EDTA为滴定剂的配位滴定法的有关原理及曲线。乙二胺四乙酸二钠液(EDTA)能与许多金属离子定量反应，形成稳定的可溶性络合物，依此，可用已知浓度的EDTA滴
7、定液直接或间接滴定某些物质，用适宜的金属指示剂指示终点。根据消耗的EDTA滴定液的浓度和毫升数，可计算出被测物质的含量。能用于配位滴定的配位反应必须具备一定的条件：1配位反应必须完全，即生成的配合物的稳定常数（stability constant）足够大； 2反应应按一定的反应式定量进行，即金属离子与配位剂的比例（即配位比）要恒定； 3反应速度快； 4有适当的方法检出终点。配位反应具有极大的普遍性，但不是所有的配位反应及其生成的配合物均可满足上述条件。配位滴定法可用来测定不同来源水的硬度，可测定硅酸盐矿物中不同的离子，也可以测定氧化淀粉羧基的含量等。同时本文也讨论了影响配位滴定的各种因素，例如
8、酸度的影响，金属离子及指示剂等等影响。1配位滴定法的概述1.1配位滴定法定义 利用配位反应进行滴定分析的方法,称为配位滴定法.它是用配位剂作为准液直接或间接滴定被测物质,并选用适当的指示剂指示滴定终点.例如:用AgNO3溶液滴定氰化物。虽然配位反应很多,但并非都可用以进行配位滴定,只有满足下列条件的配位反应,才能用于配位滴定. (1）配位反应必须完全,即配合物有足够大的稳定常数;(2）在一定反应条件下,只形成一种配位数的配合物;(3）配位反应速度要快;(4）有适当的方法确定反应的等量点 当金属离子M与配位剂L形成MLn型配合物时，MLn型配合物是逐级形成的,其逐级形成产物的逐级稳定常数为： 第
9、一级稳定常数 （均略去电荷） 第二级稳定常数 . 第n级稳定常数将逐级稳定常数依次相乘，就可得到各级累积稳定常数。 最后一级累积稳定常数又叫配合物的总稳定常数。1.2络合滴定中的滴定剂络合滴定法：以络合反应为基础的滴定分析方法称为络合滴定法。络合剂：在络合反应中，提供配位原子的物质称为配位体，即络合剂。（1）无机络合剂的分子或离子大都是只含有一个配位原子的单齿配位体，它们与金属离子的络合反应是逐级进行的；络合物的稳定性多数不高，因而各级络合反应都进行得不够完全；由于各级形成常数彼此相差不大，容易得到络合比不同的一系列络合物产物没有固定的组成，从而难以确定反应的计量关系和滴定终点。 (2）有机络
10、合剂：有机络合剂分子中常含有两个或两个以上的配位原子，称之为多齿配位体。与金属离子络合时可以形成具有环状结构的螯合物，在一定的条件下络合比是固定的。生成的螯合物稳定，络合反应的完全程度高，能得到明显的滴定终点。配位剂分为无机配位剂和有机配位剂。无机配位剂应用于滴定分析的不多，其主要原因是许多无机配位化合物不够稳定，不符合滴定反应的要求，在形成配合物时，有逐级配位现象，容易形成配位数不同的配合物，无法定量计算。例如：Cu2+与NH3形成的配合物，存在Cu(NH3)22、Cu(NH3)32、Cu(NH3)32、Cu(NH3)42等几种配合物，因而无机配位剂的应用受到了限制。有机配位剂在分析化学中应
11、用非常广泛，特别是氨羧类配位剂，与金属离子形成稳定的、而且组成一定的配合物，是目前配位滴定中应用最多的配位剂。氨羧配位剂大部分含有氨基二乙酸基团： CH2COOH N CH2COOH其中氨氮和羧氧是具有很强配位能力的原子，它们能与多数金属离子形成稳定的配合物。其中最主要应用最广泛的是乙二胺四乙酸，简称EDTA 。 在溶液中EDTA有如下双偶极离子结构： HOOCH2C H H CH2COO- N CH2 CH2 N OOCH2C + + CH2COOH两个羧基上的H转移到N原子上，形成双偶极离子。EDTA常用H4Y表示。它在水中的溶解度较小，通常使用的是其二钠盐，Na2H2Y2H2O，一般也称
12、其为EDTA，它的溶解度较大。1.3性质描述1.3.1 EDTA与金属离子的配合物及其稳定性在酸性溶液中，H4Y的两个羧酸根可再接受H而形成H6Y2，这样，它就相当于一个六元酸。有六级离解常数： Ka11.310-1 Ka22.510-2 . . . . . . . . . Ka6=5.510-11在水溶液中EDTA总是以H6Y2、H5Y、H4Y、H3Y-、H2Y2-、HY3、Y4-等7种型体存在。当PH10.26 Y4-。 由于EDTA具有两个氨氮原子和四个羧氧原子，它们都有孤对电子能与金属离子形成配位键，也就是说具有六个配位原子，它与大多数金属离子配位时，都形成1：1的配合物，消除了分级配
13、位的现象。EDTA与金属离子配位时常形成多个五元环或六元环螯合物，例如，EDTA与Ca2+,Fe3+形成的配合物中含有五个五元螯合环,所形成的环越多，螯合物越稳定。 例如：Zn2+H2Y2-=ZnY2-+2H+ Al3+H2Y2-=AlY-+2H+ Sn4+H2Y2-=SnY+2H+大多数无色金属离子EDTA配合物无色，有利于用指示剂确定终点，而有色金属离子所形成的EDTA配合物的颜色更深，使用指示剂确定终点将发生困难，因此在滴定时，要控制其浓度。金属离子与EDTA形成配合物大多为1：1型，为方便起见，可忽略式中电荷，简写成： M Y MY反应的平衡常数表达式为：KMY为金属离子EDTA配合物的稳定常数，也称形成常数。KMY愈大，配合物越稳定。EDTA与一些常见金属离子的配合物的稳定常数见P108，表5-1 。由表中可见，金属离子与EDTA配合物的稳定性随金属离子的不同，差别较大。此外,溶液的酸度、温度和其它配位剂的存在等外界条件也能影响配合物的稳定性。例如：酸度影响EDTA在溶液中各种型体的分布，也影响金属离子的存在情况。下节将着重讨论这些因素对配合物稳定性的影响。1.3.2外界条件对EDTA与金属离子配合物稳定性的影响(1)金属离子-E
