第七章 络合滴定法

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1、兰州城市学院化学与环境科学学院 分析化学教案分析化学教案第 1 页章 节名 称第七章第七章 络络合滴定法合滴定法教 学 目 的 要 求1. 理解配位平衡体系中有有关基本概念及彼此之间的关系,稳定常数与不稳定常数,平均配位数等.2. 掌握络合物的平衡常数，副反应系数及条件平衡常数的计算方法.3. 掌握络合滴定法的基本原理、方式及应用.4. 熟悉金属离子指示剂的作用原理和选择金属指示剂的依据.5. 熟悉提高配位滴定选择性的方法,控制酸的分别滴定及使用掩蔽剂选择滴定.6.掌握配位滴定的方式及其应用和结果计算.教 学 重 点1. 累积形成常数 (stepwise complex cumulative

2、constants);2. 副反应系数 (side reaction coeffcient or alpha coefficient):及条件平衡常数（apparent or conditional stability constant）;3. 滴定分析法基本原理.教 学 难 点1. 计算条件平衡常数，林邦误差公式的推导和应用;2. 副反应系数的意义和计算.3. 混合金属离子滴定的酸度控制。教学场所 环境教 室授 课 方 式课堂讲授（） ；实验（ ） ；实践（ ） ；双 语（ ）课时分配10 学时教 学 方 法讲授、讨论、练习教学 手段网络教学（ ） ；多媒体（ ）兰州城市学院化学与环境科学学

3、院 分析化学教案分析化学教案第 2 页教 学 用 具投影仪教 学 内 容 提 要一、概述1. 络合滴定中的滴定剂； 2. EDTA 及其二钠盐的性质； 3. EDTA 与金属离子形成的配合物的 特点。 二、溶液中各级络合物型体的分布 1. 络合物的形成常数； 2. 溶液中各级络合物型体的分布。 三、络合滴定中的副反应和条件形成常数1. 副反应系数； 2. 络合物的条件形成常数和绝对形成常数。 四、EDTA 滴定曲线1. 滴定曲线的绘制； 2. 影响滴定突跃的主要因素。 五、络合滴定指示剂1. 金属指示剂的作用原理； 2. 金属指示剂必须具备的条件； 3. 金属指示剂变色点的 pM 值； 4.

4、金属指示剂在使用中存在的问题； 5. 常用金属指示剂简介。 六、终点误差和准确滴定的条件1. 终点误差； 2. 直接准确滴定金属离子的条件； 3. 络合滴定中酸度的选择与控制。 七、提高络合滴定选择性的方法1. 分步滴定的可行性判据； 2. 控制酸度进行混合离子的选择滴定；3. 使用掩蔽剂提高络合滴定的选择性； 4. 选用其它的滴定剂； 5. 化学分离法。节 序内 容学 时第 七 章络络合滴定法合滴定法10 学时第一节络合滴定法概述、溶液中各级络合物型体的分布2第二节络合滴定中的副反应和条件形成常数2第三节EDTA 滴定曲线2第四节络合滴定指示剂1第五节终点误差和准确滴定的条件第六节提高络合滴

5、定选择性的方法第七节络合滴定的方式和计算示例2日程及课时分配第 节小结习题课1章节题目第七章 络合滴定法（一）兰州城市学院化学与环境科学学院 分析化学教案分析化学教案第 3 页教学目的1、了解络合滴定法基本常识：（络合反应的普遍性、意义及应用；络合滴定反应应具备的条件；氨羧络合剂、EDTA 的性质及其平衡，EDTA 及其配合物的特点普遍性、稳定性、简单性、可溶性和颜色倾向性） ；2、熟悉络合物溶液体系中各型体分布及络合平衡中各型体浓度的计算。教学重点1、络合滴定法基本常识；2、络合平衡。教学难点络合物溶液体系中各型体分布教学方式以讲授为主，利用启发式教学模式。时间分配 及 主要内容共共 2 学

6、时学时 1、络合滴定法基本常识：（络合反应的普遍性、意义及应用；络合滴定反应应具备的条件；氨羧络合剂、EDTA 的性质及其平衡，EDTA 及其配合物的特点普遍性、稳定性、简单性、可溶性和颜色倾向性）：1 学时2、络合物溶液体系中各型体分布及络合平衡中各型体浓度的计算：1 学时章节题目第七章 络合滴定法（二）教学目的1、了解络合滴定中的副反应；2、熟悉副反应系数的定义及计算；3、掌握条件形成常数的定义及计算；教学重点1、络合滴定中的副反应、副反应系数及计算；2、条件形成常数的定义及计算。教学难点酸效应曲线与条件稳定常数 lgK(MY)=lgK(MY)-lg(M)-lg(y)的应用时间分配 及 主

7、要内容共共 2 学时学时 1、络合滴定中的副反应：0.4 学时；2、副反应系数的定义及计算：0.4 学时；3、条件形成常数的定义及计算：1.2 学时。章节题目第七章 络合滴定法（三）教学目的1、了解络合滴定曲线的制作方法 2、理解 EDTA 滴定过程中金属离子浓度的变化规律及化学计量点的 PMSP的 计算，影响滴定突跃大小的因素 3、掌握准确滴定的条件和滴定结果的计算 4、金属指示剂的作用原理及选择原则，熟悉常用金属指示剂教学重点1、影响滴定突跃大小的因素2、金属指示剂的作用原理及选择原则兰州城市学院化学与环境科学学院 分析化学教案分析化学教案第 4 页教学难点条件形成常数与滴定突跃大小的关系

8、时间分配 及 主要内容共共 3 学时学时 1、络合滴定曲线的制作方法：1 学时； 2、EDTA 滴定过程中金属离子浓度的变化规律及化学计量点的 PMSP的计算，影响滴定突跃大小的因素：0.5 学时3、准确滴定的条件和滴定结果的计算：0.5 学时；4、金属指示剂的作用原理及选择原则，熟悉常用金属指示剂：1 学时。章节题目第七章 络合滴定法（四）教学目的1、掌握提高络合滴定选择性的方法,(控制酸度、使用掩蔽剂、使用解蔽剂、采用化学分离法。)2、熟悉络合滴定法的类型及应用：（各种络合滴定方式,EDTA 标液的配制、标定和水硬度的测定。 ）教学重点1、提高络合滴定选择性的方法；2、络合滴定法的类型及应

9、用。教学难点混和金属离子分步准确滴定的判据和选择性滴定的条件、方法及计算时间分配 及 主要内容共共 3 学时学时 1、提高络合滴定选择性的方法,(控制酸度、使用掩蔽剂、使用解蔽剂、采用化学分离法。)：1 学时2、络合滴定法的类型及应用：（各种络合滴定方式,EDTA 标液的配制、标定和水硬度的测定。 ）：1 学时3、小结、计算题 1 学时兰州城市学院化学与环境科学学院 分析化学教案分析化学教案第 5 页复习思考题1已知乙酰丙酮(L)与 Al3+ 络合物的累积形成常数 lglg 分别为 8.6 , 15.5 和 21.3 ,AlL3为主要型体时的 pL 范围是多少? AlL 与 AlL2相等时的

10、pL 为多少? pL 为 10.0 时铝的主要型体又是什么?2. 若将 0.020molL-1 EDTA 与 0.010molL-1 Mg( NO3 )2(两者体积相等)相混合, 问在 pH=9.0 时溶液中游离 Mg2+的浓度是多少?3.在一定的条件下, 用 0.01000molL-1EDTA 滴定 20.00mL1.010-2mol L-1金属离子 M。已知此时反应是完全的, 在加入 19.9820.02mL EDTA 时的 pM 值改变 1 个单位, 计算 MY 络合物的 KMY。4 称取 0.5000g 煤试样, 熔融并使其中硫完全氧化成 SO42-。溶解并除去重金属离子后, 加入 0

11、.05000molL-1BaCl2 20.00mL, 使生成 BaSO4沉淀。过量的 Ba2+用 0 .025 00 molL-1 EDTA 滴定, 用去 20.00mL。计算试样中硫的质量分数。兰州城市学院化学与环境科学学院 分析化学教案分析化学教案第 6 页讨 论 练 习1. 络合物的绝对形成常数与表观形成常数有什么不同？二者之间有什么关系？对络合反应来说，哪些条件影响常数的大小？2. 掩蔽干扰离子的方法有哪些？络合掩蔽剂和沉淀掩蔽剂各应具备什么条件？为防止干扰，是否任何情况下都能应用掩蔽方法？3在络合滴定中，溶液的 pH 值对指示剂的选择有何影响？拓 展 学 习1. 络合滴定与酸碱滴定的

12、特点、滴定曲线的区别。 2. 讨论络合滴定应用的领域。完成方式书面版（） 电子版（ ）课 程 作 业P.249，1 P.250，5 6 7 21 22 29 P.252，38 P.251，13、18 、提交时间课程结束后第 1 周必 读 书 目华中师范大学东北师范大学 合编分析化学（第四版）（上册） 高等教育出版社 2011.6陕西师范大学北京师范大学等武汉大学等，分析化学，第四版，北京：高等教育出版社崇慧等编著，定量化学分析简明教程，第二版，北京 : 北京大学出版社， 1997学生学习 质量监控 与 评价从完成作业情况和课堂练习看，本章内容掌握较好，只是副反应系数的综合计算掌握的不理想。教

13、学 后 记配位反应涉及的平衡关系比较复杂，为能定量的处理各种因素对配位平衡的影响，引入了副反应系数及条件稳定常数等概念，内容理论性强，逻辑性强，对学生学习的积极性有影响，在教学中要注意教学方法的灵活应用，教学手段的先进性，要强调对络合平衡的讨论。兰州城市学院化学与环境科学学院 分析化学教案分析化学教案第 7 页第七章第七章 络合滴定法络合滴定法络合滴定法是以络合反应为基础的滴定分析方法。从路易斯酸碱理论来说，络合反应也是路斯酸碱反应，所以络合滴定与酸碱滴定法有许多相似之处，学习时可对照比较，但络合滴定中也有自身的特点，内容更复杂。络合反应在分析化学中应用广泛，有关理论和实践知识是分析化学重要的

14、内容之一。7-1 络合滴定法概述络合滴定法概述络合滴定法是以形成络合物的反应为基础的滴定分析方法。络合滴定的反应是金属离子和阴离 子（或分子）以配位键结合生成络离子的反应。 能用于络合滴定的反应必须具备以下几个条件： 形成的络合物（或络离子）要相当稳定； 在一定的反应条件下，必须生成配位数一定的络合物； 络合反应速度要快； 要有适当的指示剂或其它方法，简便、正确地指出反应等量点的到达。 一、络合滴定中的滴定剂一、络合滴定中的滴定剂 无机配位反应中，除个别反应（如 Ag+与 CN -，Hg2+与 Cl-等反应）外，大多数不能用于络合 滴定。 有机配位剂分子中常含有两个以上的可键合的原子，与金属离

15、子配位时形成低配位比的具有环 状结构的螯合物。有机配位反应广泛用于配位滴定分析中。 广泛用作配位滴定剂的有机物质，是含有“N(CH2COOH)2”集团的有机化合物，称为氨羧配 位剂。其分子中含有氨氮（图 1）和羧氧（图 2）配位原子。 氨羧配位剂兼有氨氮与羧氧的配位能力，几乎能与所有金属离子配位。 目前研究过的氨羧配位剂有几十种，其中应用最广的就是乙二胺四乙酸，简称 EDTA。 用 EDTA 作标准溶液进行滴定的方法，称为 EDTA 滴定法。 二、二、EDTA 及其二钠盐的性质及其二钠盐的性质 在溶液中 EDTA 为双偶极离子结构：EDTA 在水溶液中，分六级离解：（见课件）根据第 5 章的分

16、布分数的计算公式，可得各型体的 分布分数。 如：以 为纵坐标，以 pH 值为横坐标作图，可以绘出6543212116321 4aaaaaaaa4 a56aaaaYKKKKKKKKHKHHKKKKLLLL兰州城市学院化学与环境科学学院 分析化学教案分析化学教案第 8 页EDTA 溶液中各种存在形式的分布分数 与 pH 值的关系图（下图） 。 在 EDTA 与金属离子形成的配合物中，以 Y4-与金属离子形成的配合物最为稳定。 EDTA 在水中的溶解度很小，难溶于酸和有机溶剂，易溶于 NaOH 或 NH3溶液形成相应的盐。 所以在配位滴定中，通常使用的是乙二胺四乙酸的二钠盐，也简称为 EDTA 或 EDTA 的二钠盐，用Na2H2Y2H2O 来表示。EDTA 二钠盐是一种白色