配位平衡与配位滴定
配位反应及配位滴定法
铜氨溶液 的组成 配合物 的定义
由以上实验事实可以推知，在铜氨溶液 中，无简单Cu2+离子，有简单SO42-离子， 无大量NH3，根据进一步的实验（元素 含量分析）可以得出铜氨晶体的组成为 [Cu(NH3)4]SO4
配合物是由可以给出孤对电子或多个不 定域电子的一定数目的离子或分子（称为配 体）和具有接受孤对电子或多个不定域电子 NH3 NH3 的空位（空轨道）的原子或离子（统称中心 原子）按一定的组成和空间构型所形成的化 Cu2+ 合物。
配体——配合物中与形成体结合的提供孤电子对的离子或中性 配合物中与形成体结合的提供孤电子对的离子或中性 配体 分子。 CO等等 等等。 分子。如NH3、CN-、CO等等。 提供配体的物质——配合剂，如NaOH等。 配合剂， NaOH等 提供配体的物质 配合剂 配位原子——配体中直接提供孤电子对与形成体形成配位键的 配体中直接提供孤电子对与形成体形成配位键的 配位原子 原子。 原子。常见的配位原子为电负性较大的非金属原 子。如N、O、S、C和卤素等原子。 和卤素等原子。 根据一个配体中所含配位原子数目的不同，配体可分为单齿和 根据一个配体中所含配位原子数目的不同， 多齿配体。 多齿配体。 单齿配体—— 一个配体中只有一个配位原子， 一个配体中只有一个配位原子， 单齿配体 如NH3、OH-、CN- 、SCN-等。 多齿配体—— 一个配体中有2个或2个以上配位原子， 一个配体中有2个或2个以上配位原子， 多齿配体 如[Cu(en)2]2+。
6.1
配合物基本概念
一、配合物的定义
+
加入酒 精过滤
配合物的形成 CuSO4＋4NH3＝[Cu(NH3)4]SO4
把纯净的深蓝色 的硫酸四氨合铜 晶体溶于水，分 成三分，进行如 理实验： 深蓝色 晶体
分析化学课件： 第五章 配位滴定法
5
• 3.EDTA：结构式
• 水溶液：
• 从结构上看EDTA为四元酸，常用H4Y表示，在 水溶液中，两个羧基上的氢原子转移到氮原子 上，形成双偶极离子。它的六个配位原子，能 与金属离子形成稳定的“螯合物”。
分析化学
第五章 配位滴定法
6
• EDTA一般用H4Y表示，当它溶于水时，若溶液 的酸度很高，可形成H6Y2+，相当于六元酸，有 六级解离平衡。记录时省略电荷：H6Y， H5Y，…，Y。
金属离子配位能力降低的现象称为酸效应，其
影响程度可用EDTA的酸效应系数αY(H)来表示：
Y
H
=
Y'
Y
分析化学
第五章 配位滴定法
17
• 酸效应系数表示在一定酸度下，反应达到平衡时， 未参加配位反应的EDTA总浓度[Y´]与能参加配 位反应的Y4-离子的平衡浓度[Y4-]（有效浓度） 之比。
• 酸效应系数等于Y4-的分布系数δY的倒数：
H+ 4
+
Ka6
K K K K K K K K K a6 a5
a6 a5 a4
a6 a5 a4 a3
H+ 5
+
H+ 6
K K K K K K K K K K K a6 a5 a4 a3 a2
a6 a5 a4 a3 a2 a1
分析化学
第五章 配位滴定法
19
• 由上式可知，溶液的H+浓度越大，酸效应系数αY(H)
• ③反应必须迅速。
• ④要有适当的方法确定滴定终点。
• ⑤反应产物最好是可溶的。
分析化学
第五章 配位滴定法
2
三、配合物分类
化学分析第六章配位滴定法
39
(一) 滴定曲线的计算 [M ][' M] YV ' M CM VMVY [Y ]'[M] Y'VY CY VMVY
K'MY [MY]' [M]' [Y]'
KMY、CM、CY、VM、VY已知，可算出[M]
pH=2, lgY(H)=13.79, lg Zn(OH)=0 pH=5, lgY(H)=6.54, lg Zn(OH)=0
pH=2时： lgKZnY = lgKZnY - lgY(H)= 16.5-13.79=2.71
pH=5时： lgKZnY = 16.5- 6.54 = 10.05
37
例：计算pH11时，[NH3]=0.1mol/L时lgK’ZnY
25
αα 1 Y Y(HY ) (N)
26
2. 金属离子M的副反应系数 M
配位效应系数 M(L)：由于其它配位剂L的存
在，溶液中金属离子M与配位剂Y进行 主反应能力降低的现象。
M L ML
ML2
ML
辅助n配 位效应
+Y
MY
27
[M] ML [M]
[M []M[LM ]2]L [M n] L [M]
O
H 2C
C O
C H 2C O
N
Ca O
O
H2 C CH2
N CH2
O
C
CH2 O
C
O 6
EDTA螯合物的模型
7
EDTA-M的特点：
• 配位比是1:1 • 配合物稳定性高 • 配位反应速度快 • 大多数配合物无色
配位滴定—配位滴定的基本知识
Ka1=
[H+][H5Y]
[H6Y]
Ka2=
[H+][H4Y] [H5Y]
= 10-0.90 = 10-1.60
Ka3=
[H+][H3Y] [H4Y]
= 10-2.00
Ka4=
[H+][H2Y] [H3Y]
[H+][HY]
Ka5= [H2Y]
[H+][Y]
Ka6=
[HY]
= 10-2.67 = 10-6.16 = 10-10.26
Y4-
在pH >12时,以Y4-形式存在
H4Y在酸性较高的溶液中，两个羧基可再接受两个H+， 形成6元酸H6Y2+ ，在溶液中有6级离解平衡：
H6Y2＋ ＝H+ + H5Y+ H5Y＋ ＝H+ + H4Y H4Y ＝H+ + H3YH3Y- ＝H+ + H2Y2H2Y2- ＝H+ + HY3HY3- ＝H+ + Y4-
成倒数关系。
(2) 酸效应系数Y(H)的计算
根据多元酸有关型体分布分数的计算公式计算
Y (H)
1 Y (H )
[H ]6
Ka1[H ]5
Ka1Ka2[H ]4 Ka1Ka2 Ka6
Ka1Ka2 Ka6
[H ]6
[H ]5
[H ]4
Ka1Ka2 Ka6 Ka2 Ka6 Ka3 Ka6
[H ]3 [H ]2 [H ] 1 Ka4Ka5Ka6 Ka5Ka6 Ka6
式中Ka1，Ka2，…，Ka6是EDTA的各级解离常数，根据各级解 离常数值，按此式可以计算出在不同pH下的αY(H)值。
配位反应及配位滴定法
第九章 配位反应及配位滴定法配位化合物简称配合物，是一类组成比较复杂的化合物，它的存在和应用都很广泛。
生物体内的金属元素多以配合物的形式存在。
例如叶绿素是镁的配合物，植物的光合作用靠它来完成。
又如动物血液中的血红蛋白是铁的配合物，在血液中起着输送氧气的作用；动物体内的各种酶几乎都是以金属配合物形式存在的。
当今配合物广泛地渗透到分析化学、生物化学等领域。
我国著名科学家徐光宪教授作了如下的比喻：把21世纪的化学比作一个人，那么物理化学、理论化学和计算化学是脑袋，分析化学是耳目，配位化学是心腹，无机化学是左手，有机化学和高分子化学是右手，材料科学是左腿，生命科学是右腿，通过这两条腿使化学科学坚实地站在国家目标的地坪上。
配位化学是目前化学学科中最为活跃的研究领域之一。
本章将介绍配合物的基本概念、结构、性质和在定量分析化学中的应用。
§9－1 配合物的组成与定义一、配合物及其组成例如在硫酸铜溶液中加入氨水，开始时有蓝色Cu 2(OH)2SO 4沉淀生成，当继续加氨水过量时，蓝色沉淀溶解变成深蓝色溶液。
总反应为：CuSO 4 + 4NH 3 = [Cu(NH 3)4]SO 4 (深蓝色)此时在溶液中，除SO 42－和[Cu(NH 3)4]2+外，几乎检查不出Cu 2+的存在。
再如，在HgCl 2溶液中加入KI ，开始形成桔黄色HgI 2沉淀，继续加KI 过量时，沉淀消失，变成无色的溶液。
HgCl 2 + 2KI = HgI 2↓+ 2KCl HgI 2 + 2KI = K 2[HgI 4]象[Cu(NH 3)4]SO 4和K 2[HgI 4]这类较复杂的化合物就是配合物。
配合物的定义可归纳为：由一个中心元素(离子或原子)和几个配体(阴离子或分子)以配位键相结合形成复杂离子(或分子)，通常称这种复杂离子为配离子。
由配离子组成的化合物叫配合物。
在实际工作中一般把配离子也称配合物。
由中心离子和配体以配位键结合成的分子，如[Ni(CO)4]、[Co(NH 3)3Cl 3]也叫配合物。
EDTA配位滴定法
第七章 配位平衡与配位滴定
K稳 ( MY )
[MY ] 1 (7-8) [M ][Y ] M ( L ) Y ( H ) M ( L ) Y ( H )
' lg K稳 lg K ( MY ) 稳( MY ) lg M ( L) lg Y ( H ) (7-9)
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§7–3 EDTA配位滴定法
第七章 配位平衡与配位滴定
2.EDTA与金属离子的主反应 EDTA是一个六齿配位剂，具有较强的配位能力；它几乎能 与所有的金属离子形成11的稳定螯合物。
M+Y
MY
(7-5)
该反应为EDTA与金属离子配位滴定的主反应，该反应的平衡 常数为： [MY] K MY (7-6) [M][Y] 一些金属离子与EDTA生成的螯合物MY的稳定常数列表于 附录四中。 从EDTA与金属离子的配合物的稳定常数 列表中，你能得出什么结论?
H2Y2- + H2O
H Y3- + H2O
HY3- + H3O+
Y4- + H3O+
Ka5 = 10-6.16
Ka6 = 10-10.26
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§7–3 EDTA配位滴定法 第七章 配位平衡与配位滴定 EDTA在水中可以H6Y2+、 H5Y+ 、H4Y、 H3Y- 、H2Y2-、 H Y3-、Y4-七种形式存在，但是在不同酸度下占优势的组分形 式不同，如图7-2所示。
§7平衡与配位滴定
图中，δ为分布系数，如 [Y ] δY = [Y ' ]
(7-4)
[Y‘] = [H6Y2+ ] + [H5Y+] + … +[Y](为简化也可省去离子电荷 符号)。从图可知，在不同pH时，EDTA的主要存在形式如表71所示： 表7－1 不同pH时EDTA的主要存在形式
44第五章 配位滴定法
第五章 配位滴定法教学目的、要求：掌握配位反应中副反应系数的计算和条件稳定常数的计算；熟悉配位剂的特性；掌握配位滴定中化学计量点时参数的计算和指示剂的作用原理及使用条件；熟悉配位滴定中标准溶液的配制与标定及滴定条件的选择。
了解配位滴定的应用。
教学重点及难点：配位反应中副反应系数和条件稳定常数。
概述：配位(络合)滴定法是以形成配位化合物反应为基础的滴定分析法。
大多数无机配位剂与金属离子形成的配位化合物，其稳定常数小，因而无机配位剂在滴定分析中无法广泛应用。
有机配位剂中氨羧配位剂与金属离子形成的络合物组成一定而且很稳定，除碱金属离子外，几乎能与所有金属离子配位。
目前配位剂应用最广的是EDTA(乙二胺四乙酸)。
EDTA 与金属离子配位的特点是：(1)EDTA 几乎能与所有的金属离子形成配位物，形成的螯合物立体结构中具有多个五元环，因此，绝大多数配位物都相当稳定。
(2)EDTA 与金属离子形成的配位物都是简单的1∶1的关系，计算时都是1∶1的关系。
(3)EDTA 与金属离子形成的配位物大多数是易溶于水的，故能在水溶液中滴定。
(4)EDTA 与金属离子的配位物大多数是五色的，便于用指示剂指示终点。
所以目前常用的配位滴定就是EDTA 滴定。
§6-1 配位滴定法的基本原理一、配位平衡1．配位物的稳定常数 M ＋ X == MX MX []K [][]MX M XMX K 称为配合物（MX ）的稳定常数。
当金属离子与配位剂形成MX n 的配合物时，其形成是分级的，每级都有稳定常数，其各级稳定常数的乘积称为累积稳定常数。
用β表示。
β1 = K 1 第一级累积稳定常数β2 = K 1·K 2 第二级累积稳定常数……βn = K 1·K 2…K n 第n 级累积稳定常数2．配位反应的副反应系数配位滴定中涉及的化学平衡比较复杂，除了被测金属离子M 与滴定剂Y 之间的主反应外，还存在其它的一些副反应，其总的平衡关系可用下式表示：MLHY NYML 2 M(OH)2 H 2Y┇ ┇ ┇ML n M(OH)n H 6Y显然，这些副反应的发生都将对主反应产生一定的影响。
(完整版)无机及分析化学第九章答案
第9章配位平衡与配位滴定法1.无水CrC13和氨作用能形成两种配合物A和B，组成分别为CrC13·6NH3和CrC13·5NH3。
加入AgNO3，A溶液中几乎全部的氯沉淀为AgC1，而B溶液中只有三分之二的氯沉淀出来。
加入NaOH并加热，两种溶液均无氨味。
试写出这两种配合物的化学式并命名。
解：A [Cr(NH3)6]Cl3三氯化六氨合铬（Ⅲ）B [Cr Cl (NH3)5]Cl2二氯化一氯·五氨合铬（Ⅲ）2.指出下列配合的的中心离子、配体、配位数、配离子电荷数和配合物名称。
K2[HgI4] [CrC12(H2O)4]C1 [Co(NH3)2(en)2](NO3)2Fe3[Fe(CN)6]2K[Co(NO2)4(NH3)2] Fe(CO)5解：3.试用价键理论说明下列配离子的类型、空间构型和磁性。
（1）[CoF6]3-和[Co(CN)6 ]3- （2）[Ni(NH3)4]2+和[Ni(CN)4]2-解：4.将0.10mol·L-1ZnC12溶液与1.0mol·L-1NH3溶液等体积混合，求此溶液中[Zn(NH3)4]2+和Zn2+的浓度。
解：Zn2++ 4NH3= [Zn(NH3)4]2+平衡浓度/mol·L -1 x 0.5-4×0.05+4x ≈0.3 0.05-x ≈0.0594342243109230050⨯=⋅==++..x .)NH (c )Zn (c ))NH (Zn (c K f θx =c(Zn 2+)=2.13×10-9mol·L -15.在100mL0.05mol·L -1[Ag(NH 3)2]+溶液中加入1mL 1mol·L -1NaC1溶液，溶液中NH 3的浓度至少需多大才能阻止AgC1沉淀生成？解： [Ag(NH 3)2]++Cl - = AgCl + 2NH 3 平衡浓度/mol·L -1 0.05 0.01 c(NH 3)107233210771101111-+-⨯⨯⨯===..K K ))NH (Ag (c )Cl (c )NH (c K sp f j 11073510107711011010050--⋅=⨯⨯⨯⨯=Lmol .....)NH (c6.计算AgC1在0.1mol·L -1氨水中的溶解度。
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如[Cu(NH3)4]2+、[Fe(CO)5]、[Fe(CN)6]3- 、 [PtCl6]2- 、 [AlF6]3- 、 [Ni(H2O)6]2+ 中 的 NH3 、 CO、 CN-、Cl-、F- 、H2O等。
配位原子：在配位体中，直接与中 心离子配位的原子称为配位原子。配位 原子带孤电子对，主要是非金属元素如N、 O、S、C和卤素原子等。
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K[Co(NH3)2Cl4]
四氯二氨合钴(Ⅲ)酸钾
[Co Cl (H2O)(NH3)4]Cl2 氯化一氯一水四氨合钴(Ⅲ)
合物（配合物），如[Cu(NH3)4]SO4。电中性的配 位单元本身就是配位化合物。
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二、配合物的组成
配合物的结构不能用经典的化学键理论来 解释，如[Cu(NH3)4]SO4、K4[Fe(CN)6] 、 K2[PtCl6] 、[Ag(NH3)2]Cl等。在这些结构中含 有较复杂的离子（配位单元），配位单元称为 配合物的内界，是配合物的特征部分，一般用 方括号括起来；方括号之外的部分称为外界。 内界与外界通过离子键相结合；内界由形成体 和配位体组成，之间通过配位键相结合。
此外,还有温度、浓度的影响。 （4）配离子的电荷数：配离子的电荷等于中心离 子的电荷与配位体电荷的代数和.。
例：[Cu (NH3)4 ]2+ [Fe (CN)6 ]4-
[Fe (CN)6 ]3[CoCl3(NO2)3]3-
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三、 配位化合物的命名
遵循一般无机物的命名原则：
[Ag(NH3)2]Cl 某化某
乙二胺(en)： NH2—CH2—CH2—H2N
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OO
草酸根：
‖‖
—O—C—C—O—
乙二胺四乙酸（EDTA）
HOOC—CH2
CH2—COOH
N—CH2CH2—N
HOOC—CH2
CH2—COOH
酒石酸根： — OOC—CH—CH—COO —
OH OH
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下一页本章目录（来自）配位数位数越大。如：[PtCl4]2-与[PtCl6]2- ； [AlF6]3- （50pm）
与 [BF4] - （20pm）
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（2）配体的电荷与半径 配体的半径越小，所带电荷越少，配位数越
大。
如：[Zn(H2O)6]2+与[Zn(OH-)4]2- ； [AlF6]3与 [AlCl4] –
第七章 配位平衡与配位滴定
第一节 配位化合物的基本概念 第二节 配位平衡 第三节 配位滴定法及应用
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第一节 配位化合物的基本概念
一、配合物的定义
例：以下三种复杂化合物
AgCl·2NH3 CuSO4·4NH3 KCl·MgCl2·6H2O 溶于水后：
AgCl·2NH3 → [Ag(NH3)2]+ + ClCuSO4·4NH3 →[Cu(NH3)4]2++SO42KCl·MgCl2 ·6H2O → K+ +Mg2++3Cl- + 6H2O
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[Cu (NH3) 4 ] SO4 形配配 外 成位位 界 体体数
K3 [Fe (CN) 6 ]
外 界
形配配 成位位 体体数
内界
内界
（1）形成体 （中心离子）
是配合物的核心，在配位单元中与配位体以配
位键相连接的部分称为配合物的形成体。
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金属离子（常为过渡金属元素）：Fe3+、
如 H2O 、NH3、CO 、CN-、Cl-、F中的O 、 N 、C、Cl、F等。
根据配体所含配位原子数目的不同，配体分为：
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单基配体：配位体中只有一个原子与中心离 子配位。H2O、NH3、CN-、 Cl-、 F- 、CO、 OH - 、 SCN -等是单基 配位体。
多基配体：一个配位体中有两个或两个以上 的配位原子与中心离子配位,称为 多基配位体。如C2O42--、乙二胺、 乙二胺四乙酸(EDTA)、酒石酸根等
直接与中心离子（或原子）以配位键相结
合的配位原子总数称为中心离子(或原子）的配
位数。
单基配体，配位数等于配体的个数，如
[Cu(NH3)4]2+ ；多基配体，配位数等于配体数 乘以每个配体中的配位原子数，如，
[Pt(en)2]2+ 。 形成体的配位数通常为2、4、6，而3、5、
8较少见。
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即：阴离子先于中性分子，无机配体先于
有机配体，简单配体先于复杂配体。
[Cu(NH3)4]SO4 硫酸四氨合铜（Ⅱ）
K3[Fe(CN)6] 六氰合铁（Ⅲ）酸钾
H2[PtCl6]
六氯合铂（Ⅳ）酸
[CoCl (NH3)5]Cl2 二氯化一氯五氨合钴（Ⅲ）
[Pt(NH3)6][PtCl4] 四氯合铂(Ⅱ)酸六氨合铂(Ⅱ)
[Cu(NH3)4]SO4 某酸某
H2[PtCl6] 某酸
命名内界（配位单元）：
配体数（用一、二、三等汉字表示）-----配体名
称-----合----中心离子名称（氧化数在括号内用罗
马数字表示）
当有多种配体时，命名顺序为：
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阴离子（简单阴离子、复杂阴离子、有机
酸根离子）-----中性分子（ H2O 、 NH3、有机 酸分子)
例: [Cu (NH3)4]SO4 [Cu(en)2]2+ K3 [Fe (CN)6 ] [Zn(EDTA)]2-
Cu2+ 的配位数为 4 Cu2+ 的配位数为 4 Fe3+ 的配位数是 6 Zn2+的配位数是 6
影响配位数大小的因素：
（1）中心离子的电荷与半径
中心离子的半径越大，所带电荷越多，配
Co2+、Ni2+、Cu2+、 Zn2+、 Ag+等。
形成体
中性原子：Ni、Fe等，如[Ni(CO)4]、 [Fe(CO)5]等。
高氧化态非金属元素：SiF62-中的Si4-等。
负离子： [I(I2)] -、 [S(S8)]2-中的I -、S22．配位体
在内界中，分布在形成体周围与其紧密结合的
阴离子或分子称为配位体（简称配体）。
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AgCl·2NH3、 CuSO4·4NH3是配合物 KCl·MgCl2 ·6H2O 称为复盐
[Ag(NH3)2]+、 [Cu(NH3)4]2+ 称为配位单元（配离子）。
配位单元可以是带电荷的配离子，如
[Cu(NH3)4]2+，也可以是电中性的，如Ni(CO)4。 含有配位单元的电中性化合物称为配位化