络合物组成和不稳定常数的测定--等摩尔系列法
2络合物组成和不稳定常数的测定-----等摩尔系列法
韩山师范学院化学系化学专业物化实验课实验报告班级学号姓名同组评分实验日期:室温气压教师实验题目:络合物组成和不稳定常数的测定-----等摩尔系列法实验目的:1.学会用等摩尔系列法测定络合物组成、不稳定常数的基本原理和实验方法。
2.计算络合反应的标准自由能变化。
3.熟练掌握测定溶液pH值和光密度的操作技术。
实验原理：络合物MA n在水溶液中的络合与解离反应式为：M+nA MA n达到平衡时，Ｋ不稳=[M][A]n [MA n]式中，Ｋ不稳为络合物不稳定常数，［Ｍ］、［Ａ］和［ＭＡn］分别为络合平衡时金属离子、配位体和络合物的浓度、n为络合物的配位数。
在络合反应中，常伴有颜色的明显变化，因此研究这些络合物的吸收光谱可以测定它们的组成和不稳定常数。
测定方法较多，本实验采用应用最广的等摩尔系列法测定Ｃu（Ⅱ）－磺基水杨酸络合物的组成和不稳定常数。
1、络合物组成的测定在维持金属离子Ｍ和配位体Ａ总浓度不变的条件下，取相同浓度的Ｍ溶液和Ａ溶液配成一系列ＣM／（ＣM＋ＣA）不同的溶液，这一系列溶液称为等摩尔系列溶液，当所生成的络合物ＭＡn的浓度最大时，络合物的配位数n可按下述简单关系直接由溶液的组成求得n＝C A／ＣM显然，通过测定某一随络合物含发生相应变化的物理量，例如光密度Ｄ的变化，作出组成－性质图，从曲线的极大点便可直接得到络合物的组成。
络合物的浓度和光密度的关系符合朗伯－比尔定律：Ｄ＝lgＩ0／Ｉ＝acl利用分光光度计或光谱仪测定溶液光密度Ｄ与浓度c的关系，即可求得络合物的组成，不同络合物的组成－光密度图具有不同的形式。
2、不稳定常数的测定在络合物明显解离的情形下，用等摩尔系列法得到的曲线，并作切线交于Ｎ点。
设在Ｎ点的光密度为Ｄ0，曲线2的极大的光密度为Ｄ，则络合物的解离度为：α＝解离部分／总浓度＝（总浓度－络合物浓度）／总浓度＝（Ｄ0－Ｄ）／Ｄ0对于ＭＡ型络合物的Ｋ不稳＝cα2／（１－α），故将该络合物浓度c及上面求出的α代入此式即可算出不稳定常数。
实验七配合物的组成及其稳定常数的测定
仪器分析
A' - A a=
A'
由可以计算配合物的稳定常数K：
1-a K=
[MLn]a2Biblioteka 仪器分析5、注意事项
在测定系列溶液的吸光度时，应按编号 的顺序进行。其他注意事项参见5。
仪器分析
6、数据处理
（1）用摩尔比法定配合物组成：用表1中的数 据，作吸光度A与R的关系图，将曲线的两直 线部分延长相交于一点，确定配位数n。
（2）酸度对测定配合物的组成有何影响？如 何确定适宜的酸度条件？
（3） 如果选用的总摩尔浓度增加1倍或稀释1 倍，实验得到的曲线会有什么变化？对计算配 合物的组成及稳定常数有何影响？
仪器分析
（2）用等摩尔变化法确定配合物组成：根据 表6中的数据，作吸光度A对CM /(CM＋ CL)的 关系图。将两侧的直线部分延长，交于一点， 由交点确定配位数n。比较两种方法所得的n值。
（3）按式3计算配合物的稳定常数。
仪器分析
7、思考题
（1）在何种情况下，可以使用摩尔比法、等 摩尔连续变化法测定配合物的组成？
实验七 配合物的组成及其稳定常数的测定
仪器分析
2、实验原理
分光光度法是研究配合物组成和测定配 合物稳定常数的一种十分有效的方法。 如果金属离子M和配位体L形成配合物， 配合反应为
M ＋ nL MLn
仪器分析
（1）摩尔比法：配制一系列溶液，维持各溶 液的金属离子浓度、酸度、离子强度、温度不 变，只改变配位体的浓度，在配合物的最大吸 收波长处测定各溶液的吸光度A，以吸光度A 对 CM摩为尔金比属R离（子R浓＝度CL）／作CM图，得C到L为图配1位。体由浓图度可，见， 当R＜n时，配位体L全部转变为MLn，吸光度 A随L浓度增大而增高，并与R呈线性关系。当 R＞n时，金属离子 M全部转变为 MLn，继续 增加 L，吸光度不再增高。将曲线的线性部分 延长，相交于一点，该点所对应的R即为配合 物的配位数n。
等摩尔连续变化法测定络合物稳定常数数据处理法
科技前沿
等摩尔连续变化法测定络合物稳定常数数据处理法
王子迎 1
韩冬晴 1
பைடு நூலகம்
张飞燕 1
开小明 1*
方皓文 2
(1. 安庆师范大学，
安徽光电磁功能材料省级实验室，
安徽省 246011；2. 桐城师范高等专科学校，安徽省 231400)
摘
要：等摩尔连续变化法测定络合物稳定常数是本科教学内容，但实际实验效果并不理想。模拟了摩尔连续变化法曲线，对浓度
依据 α=0.5 时的吸光度 A，将比色皿厚度固定为 1cm。
M+R==MR
A/ε
K=
(8)
其稳定常数 K 为：
( c/2 - A/ε )2
[ MR ]
[ MR ]
K=
=
（1）
3. 实验结果的检验
[ M ] [ R ] ( c M - [ MR ] )( c R - [ MR ] )
文献[4]，在 pH=5 的溶液中，测定磺基水杨酸铜络合物稳定常
式(5)中下标 1、2 分别对应 1、2 数据点的物理量值。ε 为 MR
成不难，只要确定金属离子与显色剂浓度整数摩尔比时，吸光度
最大就行。下面仅讨论 1∶1 的络合物，Job 法测定络合物稳定 的摩尔吸光系数，A 为 MR 的吸光度。
A1
A2
常数的问题。
=
(6)
(
c
ε
A
)(
c
ε
A
)
(
c
ε
A
1. 计算络合物稳定常数原理
Job 提出等摩尔连续变化法测定络合物组成和稳定常数，在 定常数 K 要达到 105，在 α=0.4 时，95.6% 的金属离子生成络合物。
实验十四配位化合物的组成和稳定常数的测定
实验十四配位化合物的组成和稳定常数的测定实验十四配位化合物的组成和稳定常数的测定【目的要求】1．学习等摩尔系列法测定配合物组成和稳定常数。
2．熟悉分光光度法的应用。
【基本原理】磺基水杨酸与Fe 3+可以形成稳定的有色的配合物，控制溶液的pH 值不同，所形成的配合物组成和颜色均不相同。
本实验将测定pH ＜2.5时所形成的红褐色磺基水杨酸合铁（Ⅲ）的组成和表观稳定常数'K 稳。
根据朗伯-比尔定律，溶液的吸光度与有色物质的浓度成正比，选择一定波长的单色光，采用等摩尔系列法进行测定，即在保持溶液中金属离子浓度c M与配位体溶液浓度c L 之和不变（总物质的量不变）的条件下，改变c M 与c L 的相对量，配制一系列溶液，测定其吸光度。
当溶液中配位体与金属离子物质的量之比与配合物组成相一致时，配合物的浓度最大。
由于金属离子均无色，对光完全不吸收，所以配合物的浓度最大时，其吸光度值A 也最大。
以吸光度A 为纵坐标，配位体摩尔分数X L 为横坐标绘图，配合物的组成n 就等于最大吸收峰处金属离子与配位体摩尔分之比。
图3-14-1n ＝X L1－X LX L 和(1-X L )分别为最大吸收峰处的配位体摩尔分数和金属离子摩尔分数。
将图中曲线两侧的直线部分延长并相交于B 点，可认为是金属离子M 与配体L 全部生成配合物ML n 时的吸光度，但由于ML n 有部分解离，而实际测得最大吸光度为D 处。
因此，配合物的离解度为：%100121?-=A A A α 若 ML n ＝ M ＋ n L起始浓度 c 0 0平衡浓度 c －c α c α nc α配合物的表观稳定常数计算公式为：1'1]][[][+-==n n n n n c n L M ML K αα稳 c 为最大吸光度处ML n 的起始浓度，也是组成ML n 的金属离子的浓度，当n ＝1时，2'1ααc K -=稳【仪器和药品】吸量管，容量瓶，722型（721型）分光光度计，0.01mol ·L -1HClO 4，0.001mol ·L -1磺基水杨酸，0.0100mol ·L -1Fe 3+。
络合物稳定常数测定的仪器分析方法
THANKS
感谢观看
络合物稳定常数测定的仪 器分析方法
• 引言 • 络合物稳定常数测定原理 • 络合物稳定常数测定方法 • 仪器分析方法实验步骤 • 仪器分析方法注意事项 • 络合物稳定常数测定展望
01
引言
络合物稳定常数测定的意义
络合物稳定常数测定是研究络合物在溶液中的稳定性和存在形式的重要手段，对 于了解络合物的性质、反应机理和络合物的应用具有重要意义。
通过络合物稳定常数测定，可以了解络合物的稳定性与络合物的组成、配位体的 性质、络合物的浓度等因素之间的关系，有助于深入理解络合物的反应机制和反 应动力学。
络合物稳定常数测定的应用
在化学反应工程中，络合物稳定常数测 定可用于研究络合物的生成和分解过程， 优化化学反应的条件，提高化学反应的
效率和产率。
靠性。
实验过程中应注意保持实验环 境的清洁和卫生。
数据处理与分析注意事项
实验数据应及时记录和处 理，避免遗漏和误差。
在数据分析过程中，应注 意排除异常值和离群值， 避免其对结果的影响。
ABCD
数据处理时应采用合适的 统计方法和图表形式，以 便更好地理解和分析数据。
数据分析结果应进行合理 的解释和推断，为后续研 究和应用提供有价值的参 考。
络合物稳定常数的值越大，表示络合物越稳定，越不容易离 解。
络合物稳定常数的影响因素
金属离子的性质
金属离子的性质如电荷、半径、 电子构型等对络合物稳定常数有 显著影响。
配位体的性质
配位体的性质如电荷、半径、电 子密度、空间构型等也会影响络 合物的稳定性。
温度
温度对络合物稳定常数的影响较 大，一般来说，温度升高会导致 络合物离解程度增加，稳定常数 减小。
配合物的稳定常数的测定
配合物的组成和不稳定常数的测定（物理化学 李俊）一、目的要求1. 掌握用分光光度法测定配合物组成及稳定常数的基本原理和方法。
2. 通过实验，掌握测量原理和分光光度计的使用方法， 二、实验原理1,用等摩尔连续递变法测定配合物的组成“递变法” 实际上是一种物理化学分析方法。
可用来研究当两个组分混合时， 是否发生化 合，配合，缔合等作用，以及测定两者之间的化学比。
其原理是 :在保持总浓度不变的前提 下，依次逐渐改变体系中两个组分的比值，并测定不同摩尔分数时的某一物理化学参量。
在本实验中就是测定不同摩尔分数时溶液的光密度值 D ，作光密度对摩尔分数的曲线 图，如图 3－ 1,所示。
从曲线上光密度的极大值 D 极大所对应的摩尔分数值，即可求出配位数n 值。
为了配制溶浓时方便，通常取相同摩尔浓度的金属离子 M 溶液和配位体 L 溶液。
在维持总体积不变的条件下， 按不同的体积比配成一系列混合溶液。
这样体积比亦就是摩尔 分数之比。
若溶液中只有配合物 MLn 具有颜色，则溶液的 D 与 MLn 的含量成正比。
从 D-X 图上曲线 的极大位置即可直接求出 n ，但当配制成的溶液中除配合物外， 尚有金属离子 M 及配位体 L 与配合物在同一波长 λ最大 下也存在一定程度的吸收时，所观察到的光密度 D 并不完全由配 合物 MLn 的吸收所引起， 必须加以校正。
所以选择适当的波长范围， 仅使配合物设X L 为D极大时L 溶液的体积分数M 溶液的体积分数为 则配合物的配MLn 有吸收，M 和L 都不吸收或极少吸收。
2.配合物平衡常数的测定假定配合物中心离子浓度不变，而渐增加配位体浓度，随着配位体浓度的改变，中心离子被配成MLn ，溶液的光密度值 D 不断升高。
当中心离子被完全配合后，如继续增加配位体的浓度，则溶液的光密度值 D 趋于恒定，如图3-2。
设配合物在稀溶液中有如下解离平衡存在:最初浓度平衡浓度式中，n-配位数，已由实验确定;a-解离度:C-配合物未解离时的浓度（在本实验中亦为M 完全配合时的配合物浓度）。
《物理化学实验》课程实验教学大纲
《物理化学实验》课程实验教学大纲一、实验课程名称：中文名：物理化学实验英文名：Physical Chemistry Experiment二、课程性质：必修课三、开放实验项目数：0四、适用专业及年级：化学师范、应用化学专业、化学工程与工艺三年级五、实验教科书、参考书：（一）教科书1、东北师范大学等校编《物理化学实验》高等教育出版社 2002年（二）参考书1、复旦大学等校编《物理化学实验》高等教育出版社 2000年2、上海师范大学物理化学教研室自编《物理化学实验》六、学时学分：1、化学师范：课程总学时：90 实验学时：90 课程总学分：52、应用化学专业：课程总学时：90 实验学时：90 课程总学分：43、化学工程与工艺专业：课程总学时：72 实验学时：72 课程总学分：2七、实验教学的目的与基本要求：目的：培养学生熟悉物理化学实验基本方法,掌握物理化学实验中的基本技术(如控温和测温技术、量热技术、差热分析技术、压力测量技术、真空技术、电化学测量技术、光学技术、磁学测量技术等)，加深对物理化学基本理论的理解和提高运用这些基本理论的能力。
基本要求：通过物理化学实验，要求学生能掌握物理化学的基本实验技术和技能，学会重要的物理化学性能测定，掌握物理化学实验仪器设备的基本原理和操作技术，熟悉物理化学实验现象的观察和记录，实验数据的测量和处理，实验结果的分析和归纳等一套严谨的实验方法，培养严格的科学实验态度和增强解决实际化学问题的能力。
八、实验课考核方式：（1）实验报告：实验报告要求用专门的物化实验报告纸撰写，其中需要作图的内容用方格纸作图。
实验报告应包含实验目的、实验原理、实验过程、对原始数据的记录、处理、分析、及对实验结果的总结和相关参考资料的说明。
（2）考核方式a. 第一学期笔试、第二学期操作；b. 平时实验成绩平均分占实验课成绩70%，实验的考核成绩占实验课成绩30%。
九、实验课程内容及学时分配：注：实验1-12：化学师范、应用化学和化学工程与工艺专业均必做；实验13-16：化学师范和应用化学专业必做，化学工程与工艺专业选做；实验17-18：化学工程与工艺专业必做；化学师范和应用化学专业选做。
物化实验思考题答案上
一．恒温槽装配和性能测试1.恒温槽主要由哪几个部分组成,各部分作用是什么答：①浴槽：盛装介质②加热器：加热槽内物质③搅拌器：迅速传递热量,使槽内各部分温度均匀④温度计：观察槽内物质温度⑤感温元件：感应温度,指示加热器工作⑥温度控制器：温度降低时,指示加热器工作,温度升高时,只是加热器停止工作;2.为什么开动恒温槽之前,要将接触温度计的标铁上端面所指的温度调节到低于所需温度处,如果高了会产生什么后果答：由于这种温度控制装置属于“通”“断”类型,当加热器接通后传热质温度上升并传递给接触温度计,使它的水银柱上升;因为传质、传热都有一个速度,因此,出现温度传递的滞后;即当接触温度计的水银触及钨丝时,实际上电热器附近的水温已超过了指定温度;因此,恒温槽温度必高于指定温度;同理,降温时也会出现滞后状太;3.对于提高恒温槽的灵敏度,可以哪些方面改进答：①恒温槽的热容要大些,传热质的热容越大越好;②尽可能加快电热器与接触温度计间传热的速度,为此要使感温元件的热容尽量小,感温元件与电热器间距离要近一些,搅拌器效率要高;③做调节温度的加热器功率要小;4.如果所需恒定的温度低于室温如何装备恒温槽答：通过辅助装臵引入低温,如使用冰水混合物冰水浴,或者溶解吸热的盐类盐水浴冷却硝铵,镁盐等二．络合物组成和不稳定常数的测定—等摩尔系列法老师发的卷子,题目不知道了1.答：计算溶剂体积→取溶质→溶解→转移→定容M++A+不变,取相同浓度M和A配成一系列CM /CM+CA不同的溶液;2.答：M+A不变,改变M,A当MAn 浓度最大时,n=CA/Cn,通过测定某一络合物含量发生相应变化的物量光密度D=ad,D-CM /CM+CA求极大值点n.3.答：分别配制只有金属离子以及只有配体,且PH与络合物相同的标准溶液,测两者吸光度,在坐标系两点上作直线,求出该直线方程,取测得络合物的吸光度,再减去直线再此浓度的直线对应吸光度,则为真实络合物的吸光度;4.答：因为当一个反应只有按原子个数比进行时,生成MAn的浓度最大;三．中和焓的测定1.本实验是用电热法标定热量计的热容C,能否改用其他方法请设计出一个实验方案来;答：实验前十分钟,用较小的功率搅拌蒸馏水后,再用远大于之前的功率搅拌蒸馏水,待温度升高℃左右,再转为较小功率,作图得出△T,根据K=PT/△T求出K值;2.试分析影响本实验结果的因素有哪些答：系统保温效果要好,保温装臵要干燥,电流电压值高低,即引入系统热量不要太高太低,同时升温速度不易太快,酸碱充分快速混合3.中和焓除了与温度、压力有关外,还与浓度有关,如何测量无限稀释时的中和焓答：在一定的温度下,测得不同浓度的中和热,再做温度与中和热的曲线,通过取极限的方式,测得无线稀释时的中和热;四．燃烧热的测定的测定1.说明恒容热效应QV和恒压热效应QP的差别和相互关系;答：恒容燃烧热在数值上等于燃烧过程中系统内能的变化值,恒压燃烧热在数值上等于燃烧过程中系统地焓变,Qp=Qv+ΔnRT2.2.简述装置氧弹和拆开氧弹的操作过程;答：1装氧弹：拧开氧弹盖,将其内壁擦干净,特别是电极下端的不锈钢接柱更应该擦干净;接着小心将压好的片状试样的点火丝两端分别紧绕在电极的下端,然后旋转氧弹盖;2拆开氧弹的出气口打开,放出余气,然后才慢慢旋开盖子;3.为什么实验测量得到的温度差值要经过作图法校正答：由于存在热漏现象以及搅拌机功率过大引进的热量,所以要用雷诺图解校正法对实验数据进行处理;这样才能真实地代表被测样品燃烧热引起卡计温度升高的数值△T;4.使用氧气刚瓶和减压阀时有哪些注意事项答：氧气瓶是高压气体容器,使用时一定注意安全;首先要弄清楚怎么使用：连接好氧弹后,旋紧减压阀,使压力表上读数为15atm,充气3分钟,然后旋松减压阀,取下氧弹,关闭气钢瓶上端的阀门,操作完毕;五．液体饱和蒸气压的测定1.在实验过程中为什么要防止空气倒灌如果在等压计Ⅰ球与Ⅲ 球间有空气,对测定沸点有何影响其结果如何怎么判断空气已被赶净答：1实验中应严防空气倒灌,是因：①空气会进入Ⅰ球与Ⅲ管之间的空间,影响测量；②会使Ⅱ、Ⅲ组成U型管内液体进入Ⅰ球内;2在Ⅰ球与Ⅲ管间有空气会使所测蒸汽压降低,导致所测沸点降低;3应使Ⅰ球内液体沸腾3--5分钟,可认为其中空气已被赶净;2.能否在加热情况下检查是否漏气解：不能;因为温度升高,使气体的压力增大因体系的体积不变,会弥补因漏气使压力的减小,造成假不漏气或漏气程度很小;3.本实验主要误差来源是什么装置的密闭性是否良好,水本身是否含有杂质等;六．凝固点降低法测相对分子质量1.凝固点降低法测相对分子质量的公式,在什么条件下才能适用答：非挥发性溶质的稀溶液,适用于稳定的大分子化合物,浓度不能太大也不能太小;2.什么原因可能造成过冷太甚若过冷太甚,所测溶液凝固点偏低还是偏高由此所得的摩尔质量偏低还是偏高答：A．寒剂温度过低会造成过冷太甚;B．若过冷太甚,则所测溶液凝固点偏低;C．溶液凝固点偏低,则ΔTf偏大,由此所得相对分子质量偏低;3．在冷却过程中,冷冻管内固液相之间和寒剂之间有哪些热交换它们对凝固点的测定有何影响答：凝固点测定管内液体与空气套管、测定管的管壁、搅拌棒以及温差测量仪的传感器等存在热交换;因此,如果搅拌棒与温度传感器摩擦会导致测定的凝固点偏高;测定管的外壁上粘有水会导致凝固点的测定偏低;4.加入溶剂在溶质的量应如何确定加入量过多或过少将会有如何影答：加入的溶质的量约使溶液的凝固点降低℃左右;加入太多,会使溶液太快凝固；加入太少,会使溶液的凝固点降低不明显,测量误差会增大;5.当溶质在溶液中有离解,缔合和生成络合物的情况时,对相对分子质量测定值的影响如何答：溶质在溶液中有解离、缔合、溶剂化和形成配合物时,凝固点降低法测定的相对分子质量为溶质的解离、缔合、溶剂化或者形成的配合物相对分子质量,因此凝固点降低法测定出的结果反应了物质在溶剂中的实际存在形式;6.影响凝固点精确测量的因素有哪些答：影响测定结果的主要因素有控制过冷的程度和搅拌速度、寒剂的温度等;本实验测定凝固点需要过冷出现,过冷太甚会造成凝固点测定结果偏低,因此需要控制过冷程度,只有固液两相的接触面相当大时,固液才能达到平衡;实验过程中就是采取突然搅拌的方式和改变搅拌速度来达到控制过冷程度的目的；寒剂的温度,寒剂温度过高过低都不利于实验的完成;七．金属相图1.试从相律阐明各步冷曲线的形状,并标出相图中各区域的相态;答：对定压下的二组分体系,根据相律可知,;因此,当出现“拐点”时,,则,表明温度可变；当出现“平阶”时,则=0,表明温度和各相组成均不变;对于纯物质,,根据相律可知,当出现“平阶”时,,对单组分体系,没有“拐点”存在;2.为什么制备焊锡时,组成选择在含锡%左右在焊锡中含锡%左右时,焊锡的熔点183℃,这还是焊锡的最低熔点,而液态变成固态的温度也是183℃,这个温度我们称为共晶点,共晶焊锡的特点是在一定温度作用下,由固态到液态,再由液态到固态变化,期间没有固液共存的半融状态;3.各样品的步冷曲线的平台长短为什么不同组成不同,熔化热不同;融化热越多,放热越多,随时间增长温度降低的越迟缓;故融化热越大,样品的步冷曲线水平段越长;4.为什么要缓慢冷却样品作冷不曲线使温度变化均匀,接近平衡态;因为被测体系必须时时处于或接近于相平衡状态才能得到较好的结果;八.双液系气液相图1．操作步骤中,在加入不同数量的各组分时,如发生了微小的偏差,对相图的绘制有无影响为什么答：加入各组分时,如发生了微小的偏差,对相图的绘制无影响,因为最终液体的组成是通过对折光率的测定,在工作曲线上得出,所以无影响2．折射率的测定为什么要在恒定温度下进行答：因为折射率与温度有关,所以在测量时要在两棱镜的周围夹套内通入恒温水,保持恒温;3．影响实验精度的因素之一是回流的好坏;如何使回流进行好它的标志是什么答：要使回流进行好,必须使气液多次充分接触,所以玻璃陶管不可缺,这样沸腾时才能不断撞击水银球,使气液两相平衡;首先保证装置的设计合理,使冷凝管与蒸馏瓶的间距尽可能短些,其次在回流时调整合适的加热状态,使蒸气冷凝的最高部位保持在冷凝管的中间位置上;最后一点是装置的密封性要好;回流效果好的重要标志是在回流状态下温度保持不变,气相冷凝液的组成恒定4．对应某一组成测定沸点及气相冷凝液和液相折射率,如因某中原因缺少其中某一个数据,应如何处理它对相图的绘制是否有影响答：沸点的数据不能少,其它可以少;对于缺少的数据,可由它们的趋势找出其它点;5．正确使用阿贝折射仪要注意些什么答：1将超级恒温槽调到测定所需要之温度20,并将此恒温水通入阿贝折射计的两棱镜恒温夹套中,检查棱镜上的温度计的读数;如被测样品浑浊或有较浓的颜色时,视野较暗,可打开基础棱镜上的圆窗进行测量;2阿贝折射计置于光亮处,但避免阳光直接照射,调节反射镜,使白光射入棱镜;3打开棱镜,滴1~2滴无水乙醇或乙醚在镜面上,用擦镜纸轻轻擦干镜面,再将棱镜轻轻合上;4测量时,用滴管取待测试样,由位于两棱镜上方的加液孔将此被测液体加入两棱镜间的缝隙间,旋紧锁钮,务使被测物体均匀覆盖于两棱镜间镜面上,不可有气泡存在,否则重新取样进行操作;5转棱镜使目镜中能看到半明半暗现象,让明暗界线落在目镜里交叉法线交点上,如有色散现象,可调节消色补偿器,使色散消失,得到清晰的明暗界限;6测完后用擦镜纸擦干棱镜面;6.由所得相图,讨论某一组成的溶液在简单蒸馏中的分离情况答：若组成在0～x之间,蒸馏会得到A和C；若组成在x～1之间,蒸馏将会得到C和B;若组成为x,则蒸馏只会得到恒沸混合物C;。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
韩山师范学院化学系化学专业物化实验课实验报告
班级20011312 学号23 姓名高旺珠同组陈红乳、吴和生评分
实验日期: 2004年3月10日室温21.7℃气压101.22*103Pa 教师
实验题目:络合物组成和不稳定常数的测定-----等摩尔系列法
实验目的:
1.学会用等摩尔系列法测定络合物组成、不稳定常数的基本原理和实验方法。
2.计算络合反应的标准自由能变化。
3.熟练掌握测定溶液pH值和光密度的操作技术。
实验原理：
络合物MA n在水溶液中的络合与解离反应式为：
M+nA MA n
达到平衡时，Ｋ不稳=[M][A]n [MA n]
式中，Ｋ不稳为络合物不稳定常数，［Ｍ］、［Ａ］和［ＭＡn］分别为络合平衡时
金属离子、配位体和络合物的浓度、n为络合物的配位数。
在络合反应中，常伴有颜色的明显变化，因此研究这些络合物的吸收光谱可以测定它们的组成和不稳定常数。
测定方法较多，本实验采用应用最广的等摩尔
系列法测定Ｃu（Ⅱ）－磺基水杨酸络合物的组成和不稳定常数。
1、络合物组成的测定
在维持金属离子Ｍ和配位体Ａ总浓度不变的条件下，取相同浓度的Ｍ溶液和
Ａ溶液配成一系列ＣM／（ＣM＋ＣA）不同的溶液，这一系列溶液称为等摩尔
系列溶液，当所生成的络合物ＭＡn的浓度最大时，络合物的配位数n可按下
述简单关系直接由溶液的组成求得
n＝C A／ＣM
显然，通过测定某一随络合物含发生相应变化的物理量，例如光密度Ｄ的变
化，作出组成－性质图，从曲线的极大点便可直接得到络合物的组成。
络合物的浓度和光密度的关系符合朗伯－比尔定律：
Ｄ＝lgＩ0／Ｉ＝acl
利用分光光度计或光谱仪测定溶液光密度Ｄ与浓度c的关系，即可求得络合
物的组成，不同络合物的组成－光密度图具有不同的形式。
2、不稳定常数的测定
在络合物明显解离的情形下，用等摩尔系列法得到的曲线，并作切线交于Ｎ
点。
设在Ｎ点的光密度为Ｄ0，曲线2的极大的光密度为Ｄ，则络合物的解离
度为：
α＝解离部分／总浓度
＝（总浓度－络合物浓度）／总浓度
＝（Ｄ0－Ｄ）／Ｄ0
对于ＭＡ型络合物的Ｋ不稳＝cα2／（１－α），故将该络合物浓度c及上面求
出的α代入此式即可算出不稳定常数。
当络合物解离度很小时，此法不易得到准备结果，此时，可在
ΔＤ－ＣM／（ＣM＋ＣM）曲线上找出光密度相等的两点，在对应两点的溶液
中络合物浓度必定相等。
设对应于两等光密度点的起始金属离子浓度和配位体
浓度分别为ＣM 、M C '和C A 、A C '，x 为络合物平衡时浓度则：
Ｋ不稳＝（ＣM －x ）（ＣＡ－nx ）n ／x
＝（M C '－x ）（M
C '－nx ）n ／x
解上述方程可得x ，进而可求得Ｋ不稳值。
通常，络合物溶液的光密度与温度有
关，不过Ｃu （Ⅱ）－磺基水杨酸络合物溶液的光密度在20~30。
Ｃ随温度变
化很小，在实验误差范围之内。
实验仪器：
pHs －3C 精密pH 计（00308619） 724型微机型可见分光光度计（00313134） 吸量管、容量瓶、小烧杯、滴管
主要试剂：
0.1000mol ／L CuSO 4、 0.1000mol ／Ｌ磺基水杨酸、 0.25mol ／L H 2SO 4、
0.5mol ／Ｌ H 2SO 4、 0.5mol ／Ｌ H 2SO 4、 0.5mol ／L NaOH 、
1mol ／L NaOH H 2SO 4（pH ＝4.5）
操作步骤：
1、 等摩尔系列溶液的配制
于烧杯中配制下述溶液，各溶液的ＣM ＋ＣA 均为0.038mol ／Ｌ，并且 ＣM ／（ＣM ＋ＣA ）分别为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9
及1.0。
用NaOH 溶液及H 2SO 4溶液调整pH 至4.5（先用较粗溶液粗调，当
接近4.5时，再用较稀溶液细调）。
酸度计应先用邻苯二甲酸氢钾缓冲溶液校
准。
然后将被测溶液移入50mL 容量瓶中。
用少量pH ＝4.5的硫酸冲洗电极
及烧杯，冲洗液移入容量瓶中，最后用该硫酸溶液稀释至刻度。
2、 等摩尔系列溶液光密度的测定
连接好分光光度计的线路，取光路长度为10mm 的比色皿，洗净后，第一支
盛pH ＝4.5的硫酸，其余依次盛放待测溶液（在盛入溶液前应用该溶液将比
色皿洗三次）。
将波长调至700nm ，测定各溶液光密度Ｄ。
数据记录
及处理:
室温：21.7℃ 气压：101.22×103Pa 硫酸铜溶液浓度ＣM ：0.1000mol ／Ｌ 磺基水杨酸溶液浓度ＣA ：0.1000mol ／Ｌ 溶液的pH ＝4.5 波长：700nm
在D －ＣM ／(ＣM ＋ＣA )图上，联结ＣM ／(ＣM ＋ＣA )为０和1.0时两点的直线， 求得不同组成溶液中，由于金属离子Ｍ和配位体Ａ吸收所产生的光密度Ｄ’，进 而求得相应的各溶液的ΔＤ（即Ｄ－ΔＤ）。
再以ΔＤ对ＣＭ／(ＣＭ＋ＣＡ)作图，由图确定Cu(Ⅱ)与磺基水杨酸在pH ＝4.5时 所生成的络合物的组成。
C M ／
(C M +C A )
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 D 1
0.013 0.126 0.238 0.319 0.403 0.442 0.432 0.420 0.374 0.240 0.252 D 2
0.009 0.130 0.226 0.321 0.397 0.425 0.433 0.417 0.375 0.251 0.264 D 3
0.007 0.125 0.225 0.322 0.394 0.436 0.438 0.407 0.368 0.240 0.254 D
0.010 0.127 0.230 0.321 0.398 0.434 0.434 0.415 0.372 0.244 0.257 D ’
0.010 0.035 0.059 0.084 0.109 0.134 0.158 0.183 0.208 0.232 0.257 ΔＤ 0.000 0.092 0.171 0.237 0.289 0.300 0.276
0.232 0.164 0.012 0.000
图1
D 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
00.10.20.30.40.50.60.70.80.91
CM／(CM+CA)D D
图2
由图2可以看出当曲线极大点ΔＤ＝0.3000，与之相应的ＣＭ／(C M +C A )＝0.5，
可得ＣＡ／ＣＭ＝1,即该络合物的组成为ＭＡ型络合物。
2、 络合物不稳定常数的计算
在ΔＤ－ＣＭ／(ＣＭ＋ＣＡ)图上通过ＣＭ／(ＣＭ＋ＣＡ)为0和1.0处分别作曲级的切线，两切线交于一点，从图上找到该点相应的光密度Ｄ0以及曲线上极
大点的光密度Ｄ，由Ｄ0和Ｄ计算解离度α。
α＝(Ｄ0－Ｄ)／Ｄ0
＝(0.480－0.300)／0.480
＝0.375
最后计算该络合物的不稳定常数
络合物的浓度c=(0.1000mol／Ｌ×7.45×10-3L)／50×10-3Ｌ＝0.0149mol／L
所以，络合物的不稳定常数为
Ｋ不稳＝Cα2／(1－α)＝0.0149mol／L×(0.375)2／(1－0.375)＝3×10-3
因为Ｋ不稳的文献值为2×10-3
所以，绝对误差＝3×10-3－2×10-3＝１×10-3
相对误差＝１×10-3／(2×10-3)×100%＝50%
3、络合反应的标准自由能变化的计算
利用ΔＧӨ＝－ＲＴln(1／Ｋ不稳)计算该络合物反应的标准自由能变化。
ΔＧӨ＝－ＲＴln(1／Ｋ不稳)＝－8.314×294×ln[1／(3×10-3)＝14.2KJ／mol
问题讨论:
1、怎么确定络合物的组成？
答：在维持金属离子的Ｍ和配位体Ａ总浓度不变的条件下，取相同浓度的Ｍ
浓度和Ａ溶液配成一系列ＣＭ／(C M+C A)不同的溶液，称为等摩尔系列溶液。
当所生成的络合物ＭＡn的浓度最大时，络合物的配位数n可按下述简单关系
直接由溶液的组成来求得：
n＝C A／C M
显然，通过测定某一随络合物含量发生相应的变化的物理量，例如光密度Ｄ
的变化，作出组成－性质图，从曲线上的极大点便可以直接得到络合物的组
成。