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1、 物化实验物化实验 铈铈-乙醇络合物组成和生成常数的测定乙醇络合物组成和生成常数的测定1一一 实验目的实验目的掌握测定络合物组成和生成常数的一种方法.熟练掌握分光光度计的使用.了解用物理法测定平衡组成的方法.了解外推法求出不可测数据的实验方法.了解化学变化过程中的热力学与动力学特征.2 二、问题的提出lCe4+的水溶液显橙黄色，加入醇类时颜色立即加深。根据的水溶液显橙黄色，加入醇类时颜色立即加深。根据溶液最大光吸收迅速向更长的波长位移的现象，可以推测溶液最大光吸收迅速向更长的波长位移的现象，可以推测Ce4+ 与醇类形成络合物，且络合平衡建立的很快。与醇类形成络合物，且络合平衡建立的很快。l同时
2、还可见溶液又会颜色逐渐减退，直到无色，由此可以同时还可见溶液又会颜色逐渐减退，直到无色，由此可以推测生成的络合物中发生了电子转移，推测生成的络合物中发生了电子转移， Ce4+络合物逐步络合物逐步分解成无色的分解成无色的Ce3+和醇的氧化产物。和醇的氧化产物。l实验证实，用实验证实，用Ce4+和苯甲醇作用即可得到苯甲醛。和苯甲醇作用即可得到苯甲醛。l为了验证上述机理，实验中以乙醇为模板化合物，确定中为了验证上述机理，实验中以乙醇为模板化合物，确定中间络合物的组成和生成常数。间络合物的组成和生成常数。3二二 实验原理实验原理 Ce4+的水溶液显橙黄色,加入醇类时颜色立即加深.根据溶液最大光吸收迅速
3、向更长的波长位移的现象,可以推测Ce4+与醇类形成络合物,且络合平衡建立的很快. M Ce4+ + n ROH 络合物 同时还可以见到溶液又会颜色逐渐减退,直到无色,由此可以推测生成的络合物中发生了电子转移, 络合物逐步分解程无色的 和醇的氧化物. Ce4+ 络合物 Ce3+ + 醇的氧化物4 实验证明,用Ce4+和苯甲醇作用即可得到苯甲醛. 为了验证上述机理,实验中以乙醇为模版化合物,确定中间络合物的组成和生成常数. Ce4+ 离子(记为M)和配体乙醇(记为L)中,只有Ce4+离子显色,反应后生成另一种颜色更深的络合物MLn M + n L MLn5 如果配体L大大过量,则L转化为络合物的比
4、例很少,络合平衡可以近似用加入的配体浓度代替其平衡浓度.由稳定常数定义式: K = cx / c (1 x ) Ln (8-8)变换可得: x = K Ln / 1 + K Ln (8-9)6 由于络合平衡时,混合液的吸光度A混是Ce4+离子和其络合物的吸光度之和:A混 = 络c x l + M (1 - x) l = M c l + ( 络 - M) c x l (8-10)移项得: A混 -M c l = A混 - A M = ( c络 -M ) c x l (8-11)式中: c- Ce的总浓度 x-转变为络合物的分数 M , 络 -分别为Ce4+离子和其络合物的摩尔吸光系数 l-光程7
5、将(8-9)式带入,再两边倒数得:8l 可以看出, 1 / A混- A M与1 / Ln成直线关系. 若保持Ce4+的总浓度不变 ,分别测出A M和不同L下的A混,作1 / A混- A M与1 / Ln的关系图,如为直线,则证明n=1,由图可求出截距和斜率,且K=截距/斜率.若不为直线,则设n=2,余下类推.l 因Ce()-乙醇络合物在生成后即开始分解为Ce3+和醇的氧化产物, A混需外推法得出. 9三三 实验仪器与试剂实验仪器与试剂l1 仪器2100分光光度计 秒表 50ml锥形瓶8个 5 ml移液管3支l2 试剂0.025 molL-1的硝酸铈铵溶液(含1.25 molL-1的硝酸)0.2
6、00 molL-1乙醇溶液l3 其它 吸水滤纸片 10四四 实验步骤实验步骤熟悉分光光度计的结构和使用方法.在50ml干净的锥形瓶中准确移入2ml 0.025 molL-1的硝酸铈铵溶液和8ml水,混匀后,以水作参比液,在450nm的波长下测定AM.保持硝酸铈铵溶液吸取量2ml不变,加入7 ml水,再加入0.200 molL-1乙醇溶液(保持总体积为10ml),立即混匀开始计时.迅速淌洗比色皿三遍后,测定起混1min, 2min, 3min, 4min, 5min, 6min后混合液在相同波长下的吸光度.用作图外推法得出起混时的吸光度,即A混.11保持硝酸铈铵溶液吸取量2ml不变,分别加入1.
7、5ml, 2.0ml, 3.0 ml, 4.0ml, 5.0ml的乙醇溶液,而加入水量则作相应减少,保持总体积为10ml,分别测出不同L下的A混.12五五 结果与分析结果与分析将各时间下的吸光度数据记录在表8-4.V(乙醇)(ml)时间(min)01.001.502.003.004.005.0001.002.003.004.00-5.00-6.00-13注: c(硝酸铈铵) = 0.025 molL-1 c(乙醇) = 0.200 molL-1 实验温度 = 实验用比色皿厚度 = cm用坐标纸作图,外推出起混时的吸光度A混,填入表8-5.络合物组成的确定和生成常数的计算14l表8-5 数据处理
8、L1 / LA混 - A M1 / (A混 - A M)15 用坐标纸作1 / A混- A M与1 / Ln图,n取1,验证是否为直线.如不为直线, n取2,继续尝试,知道得出直线.确定n值后,由对应的线性图得出斜率和截距,计算络合物生成常数.169100型紫外可见分光光度计操作规范型紫外可见分光光度计操作规范1. 关好样品室门，打开仪器电源开头，预热10分钟。2. 调节所需波长值。3. 在样品室中，放置空白溶液,按(100%T)键调100%。4. 在样池架中放入挡光块,关闭样品室门,按(0%T)调零。5. 取出挡光块，放入空白溶液,显示器应为100.0。6. 拉动样品拉手使被测样品依次进入光路，则显示器上依次显示样品的透射比值。7. 吸光度测量同透视比，只是使吸光度指示灯亮。17注意事项1. 开机前，先确认仪器样品室内没有挡光物；2. 波长重新设置后，要重新调整100.0%T；3. 比色皿内的溶液面高度不应低于25毫米；4. 被测样品中不能有气泡和漂浮物；5. 比色皿的透光部分表面不能有指印、溶液痕迹。18192021222324
