配位滴定法 滴定曲线共30页
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第五章 配位滴定法资料.
N
..
型体 H4Y Na2H2Y
O .. C O
O CH2 CH2 Ca CH2 O C O CH 2 O C O N
溶解度
溶解度 （22 º C） 0.2 g / L 111 g / L, 0.3 mol /L
18:58:59
3、EDTA配合物特点
配位广泛，EDTA几乎能与所有金属离子形成配
18:58:59
一、配位平衡 1、分析化学中的配合物类型（按作用分）
沉淀剂 例如，8-羟基喹啉与镁离子生成螯合物沉淀：
H H O Mg(H 2O)62+ + 2 OH H N N O Mg O H O N + 2 H+ + 4 H2O
2+ 掩蔽剂 例如，用 KCN 掩蔽Zn ，消除其对 EDTA 滴定 Cu2+的干扰。 2 2
pH 2.67～6.16 → 主要H2Y2-
pH ＞ 10.26碱性溶液 → Y4-(最佳配体)
18:58:59
配位性质
HOOCH2C -OOCH2C H
EDTA 有 6 个配位原子
N CH2 CH2 + + N H CH2COO
-
CH2COOH
H2C H2C N O C O O C
2个氨氮配位原子 4个羧氧配位原子
18:58:59
2、EDTA性质 EDTA 乙二胺四乙酸
EDTA（乙二胺四乙酸）结构 H H OOCH2C H N
+
ethylenediaminetetraacetic acid
-
CH2
CH2
ห้องสมุดไป่ตู้H+ N
CH2COO
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
第四部分配位滴定法-PPT精品
H H O O O O C C C C H H 2 2NC H 2 C H 2 NC C H H 2 2 C C O O O O H H
<2>性质：
①EDTA在水溶液中具有双偶极离子的结构：
H -O O O O C C C C H H 2 2N + HC H 2 C H 2 N + HC C H H 2 2 C C O O O O H -
Ca2+ + Y4- === CaY2-
K稳[C[Ca2a][2YY4]]K1稳
2019/10/5
制作人:刘开敏
19
影响配合物稳定常数K稳的因素有： <1>K稳与金属离子本身的性质有关 ①碱金属：K稳 一般较小。例如：lgKNaY = 1.66 ②碱土金属：lgK稳 = 8～11 ③过渡元素、稀土元素、Al3+的配合物：lgK稳 = 15～19
H H O O O O C C C C H H 2 2NC H 2 C H 2 NC C H H 2 2 C C O O O O H H
②环己烷二胺四乙酸(DCTA)：
2019/10/5
N
CH2COOH CH2COOH
N
CH2COOH CH2COOH
制作人:刘开敏
11
③乙二醇二乙醚二胺四乙酸(EGTA)：
6
2.配位滴定法对配位反应的要求（配位 反应应具备的条件）
<1> 配位反应必须完全，即形成的配合物要相当 稳定（稳定常数足够大）。 ①在上配例合中物：的稳定性是以配合物的稳定常数K稳表示。
K稳[[AAgg(]C[CN)N2]]2
18℃时，K稳 = 1021.1 K稳 越大，配合物越稳定，如： [Ag(CN)2]-的K稳 = 1021.1 ；[Ag(NH3)2]+的K稳 = 107.46 显用然于， 配位[A滴g(定CN。)2]-配离子比[Ag(NH3)2]+配离子稳定，更适
<2>性质：
①EDTA在水溶液中具有双偶极离子的结构：
H -O O O O C C C C H H 2 2N + HC H 2 C H 2 N + HC C H H 2 2 C C O O O O H -
Ca2+ + Y4- === CaY2-
K稳[C[Ca2a][2YY4]]K1稳
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影响配合物稳定常数K稳的因素有： <1>K稳与金属离子本身的性质有关 ①碱金属：K稳 一般较小。例如：lgKNaY = 1.66 ②碱土金属：lgK稳 = 8～11 ③过渡元素、稀土元素、Al3+的配合物：lgK稳 = 15～19
H H O O O O C C C C H H 2 2NC H 2 C H 2 NC C H H 2 2 C C O O O O H H
②环己烷二胺四乙酸(DCTA)：
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N
CH2COOH CH2COOH
N
CH2COOH CH2COOH
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11
③乙二醇二乙醚二胺四乙酸(EGTA)：
6
2.配位滴定法对配位反应的要求（配位 反应应具备的条件）
<1> 配位反应必须完全，即形成的配合物要相当 稳定（稳定常数足够大）。 ①在上配例合中物：的稳定性是以配合物的稳定常数K稳表示。
K稳[[AAgg(]C[CN)N2]]2
18℃时，K稳 = 1021.1 K稳 越大，配合物越稳定，如： [Ag(CN)2]-的K稳 = 1021.1 ；[Ag(NH3)2]+的K稳 = 107.46 显用然于， 配位[A滴g(定CN。)2]-配离子比[Ag(NH3)2]+配离子稳定，更适
2.3.2 配位滴定曲线
2
20.20 22.00 40.00
101.0 110.0 200.0
8.12 9.12 10.12
0
10 20 30 mL 50 100 150 %
配位滴定曲线
2.影响滴定突跃的主要因素
条件平衡常数K'MY
金属离子初始浓度cM
14
lg K 10
10
12
lg
K
MY
14
10
滴定单一金属离子的条件(允许误差＜0.1%) 8
Y(mL) 0.00 10.00 18.00 19.80 * 19.98 * 20.00
f/% 0.00 50.0 90.0 99.00 99.90 100.0
pM 1.70 2.18 2.98 4.00 5.00 6.06
12 10 8 pZn 6 4
+0.1% 滴 定
突
-0.1% 跃
* 20.02 100.1 7.12
模块2——化学分析
2.3 滴 定 曲 线
目录
目录
CONTENTS
01 配位滴定曲线 02 配位滴定中适宜pH条件的控制 03 混合离子的分别滴定
一、配位滴定曲线
配位滴定曲线
1.配位滴定曲线 溶液pM=-lg[M]随滴定剂EDTA加入量变化的曲线
滴定阶段
滴定前 化学计量点前
组成
M M+MY
pM 计算式
2.最高允许pH（pHmax）的计算
配位滴定中适宜pH条件的控制
在配位滴定中，应控制酸度防止水解。一般用氢氧化物的 溶度积求水解酸度，亦即最高允许pH即pHmax。
[OH ] n K sp cM n
Ksp溶度积常数
cM为滴定开始前的浓度
第五章配位滴定法ppt课件
[ H ]4[ Y4 ] Ka 3Ka 4Ka 5Ka 6
(4)
22
由EDTA的第二步离解可得出: 将(4)代入
[ H5Y ]
[ H ] [ H4Y ] Ka2
[ H ] [ H ]4[ Y4 ] Ka 2Ka 3Ka 4Ka 5Ka 6
[ H ]5[ Y4 ] Ka 2Ka 3Ka 4Ka 5Ka 6
24
[Y]
Y(H) [ Y4- ]
＝ 1 ＋[ H ] Ka6
[H ]2 Ka 5Ka 6
[H ]3 Ka 4Ka 5Ka 6
[H ]4 Ka 3Ka 4Ka 5Ka 6
[H ]5
[H ]6
Ka 2Ka 3Ka 4Ka 5Ka 6 Ka 1Ka 2Ka 3Ka 4Ka 5Ka 6
26
表5-2 不同pH值时的1gαY(H)
返回
pH
1gαY(H)
pH
1gαY(H)
pH
1gαY(H)
0.0
23.64
3.8
8.85
7.4
2.88
0.4
21.32
4.0
8.44
7.8
2.47
0.8
19.08
4.4
7.64
8.0
2.27
1.0
18.01
4.8
6.84
8.4
1.87
1.4
16.02
5.0
15
（2）配合物的稳定性 EDTA与金属离子反应式简写成：
M+Y=MY
K
＝
MY
[MY] [M][Y]
配合物的稳定性取决于 金属离子和配合剂的性质。
配位滴定法-PPT课件全
[Ca’]1 =
0.02
0.1000(初始钙浓度) 20.00+19.98
= 0.02 0.1000(初始钙浓度) / 2 39.98 / 2
0.02
C sp ca2
39.98 / 2
1.0
103
C sp ca2
PCa’1
3.0
log
C sp ca2
滴定至100.1%时
[Ca’]2
=
[CaY [Y’]2 K
sp
100%
cM(SP)
稳定常数定义可知
化学计量点时：
K' MY
[MY ]sp [M ']sp[Y ']sp
滴定终点时：
K' MY
[MY ]ep [M ']ep[Y ']ep
取对数后分别为
pM
' sp
pYs'p
lg
K
' MY
lg[MY ]sp
pM
' ep
pYe'p
lg
K
' MY
lg[MY ]ep
接近化学计量点 [MY ]sp [MY ]ep
pM ' pY ' 0
化学计量点时[MY] sp
CM (sp)
K' MY
[MY ]sp [M ']sp[Y ']sp
所以 [M ']sp =[Y ']sp =
CM (sp) K'
MY
Y' M'
TE(%) ep
ep 100%
cM(sp)
Y' 10pY' M' 10pM'
分析化学第五章配位滴定法PPT
滴定曲线与滴定终点
滴定曲线是指滴定过程中溶液的pH 值随滴定剂加入量的变化曲线。
滴定终点是指滴定过程中指示剂颜色 突变的位置，是滴定的关键点，其准 确判断对于保证滴定结果的准确性至 关重要。
滴定误差与准确度
01
滴定误差是指由于多种因素导致的滴定结果与真实值之间的偏 差。
02
准确度是指滴定结果的可靠性，即多次重复测定结果的平均值
配位滴定法的应用
01
02
03
金属离子分析
配位滴定法广泛应用于金 属离子分析，如铁、钴、 镍、铜、锌等离子的测定。
环境监测
在环境监测中，配位滴定 法可用于测定水体中重金 属离子的含量，评估环境 质量。
食品分析
在食品分析中，配位滴定 法可用于检测食品中微量 元素和重金属离子的含量， 确保食品安全。
配位滴定法的历史与发展
绿色化学在配位滴定法中的应用
无毒或低毒试剂的使用
开发无毒或低毒的配位剂和辅助试剂，减少对环境和人体的危害。
高效分离技术的研发
研究和发展高效、环保的样品前处理和分离技术，降低实验过程中 废液的产生。
循环利用和减少废弃物
优化实验流程，实现试剂和仪器的循环利用，减少废弃物的产生。
THANKS
感谢观看
配制标准溶液和待测溶液
根据实验需要，准确配制标准溶液和 待测溶液。
滴定操作
将待测溶液放入烧杯中，加入缓冲溶 液和指示剂，用标准溶液进行滴定， 并观察颜色变化。
数据记录
记录滴定过程中的数据，如滴定管读 数、实验时间等。
实验数据处理与分析
数据整理
将实验数据整理成表格， 列出各项数据。
数据分析
根据实验数据，计算待测 溶液的浓度、相对误差和 不确定度等。
EDTA配位滴定法
'
或
lgαY(H) ≤ lg
+8 K稳 ( MY )
(7-12)
由上式可求出各种离子能被准确滴定的最大lgαY（H），然 后查表7-2可得各种金属离子能被EDTA定量滴定的最高酸度 或最低pH值。 pH值越大，对准确滴定越有利。但是，随着 pH值增大，金属离子可能会发生水解，或形成多羟基配合物， 甚至形成氢氧化物沉淀，反而不能准确滴定或根本无法滴定。 因此，准确滴定单一金属离子的最高pH值，可根据氢氧化物 的沉淀溶解平衡计算。
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§7–3 EDTA配位滴定法
第七章 配位平衡与配位滴定
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§7–3 EDTA配位滴定法
第七章 配位平衡与配位滴定
' 【例4】计算pH=20和pH=50时，ZnY的 K 稳 ( MY )
解
lg K 由附录四可知， 稳( ZnY ) = 1650。
(1)当pH = 2时，由表7-2查得lgα
Y(H)
= 1351
' lg K 稳 lg K ( ZnY ) = 稳( ZnY ) –lgαY(H) = 1650–1351 = 299
§7–3 EDTA配位滴定法
第七章 配位平衡与配位滴定
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
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§7–3 EDTA配位滴定法
第七章 配位平衡与配位滴定
或
lgαY(H) ≤ lg
+8 K稳 ( MY )
(7-12)
由上式可求出各种离子能被准确滴定的最大lgαY（H），然 后查表7-2可得各种金属离子能被EDTA定量滴定的最高酸度 或最低pH值。 pH值越大，对准确滴定越有利。但是，随着 pH值增大，金属离子可能会发生水解，或形成多羟基配合物， 甚至形成氢氧化物沉淀，反而不能准确滴定或根本无法滴定。 因此，准确滴定单一金属离子的最高pH值，可根据氢氧化物 的沉淀溶解平衡计算。
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§7–3 EDTA配位滴定法
第七章 配位平衡与配位滴定
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§7–3 EDTA配位滴定法
第七章 配位平衡与配位滴定
' 【例4】计算pH=20和pH=50时，ZnY的 K 稳 ( MY )
解
lg K 由附录四可知， 稳( ZnY ) = 1650。
(1)当pH = 2时，由表7-2查得lgα
Y(H)
= 1351
' lg K 稳 lg K ( ZnY ) = 稳( ZnY ) –lgαY(H) = 1650–1351 = 299
§7–3 EDTA配位滴定法
第七章 配位平衡与配位滴定
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
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§7–3 EDTA配位滴定法
第七章 配位平衡与配位滴定
配位滴定法 滴定曲线
• 金属指示剂的性质和作用原理
• 具有配位剂的性质和作用 • 与金属离子的配合物的颜色和游离色不同 • 是多元弱酸或多元弱碱，能随溶液 pH 变化而显 示不同的颜色
下叶
上叶
配位滴定法 /金属指示剂
• 金属指示剂的性质和作用原理
• 铬黑 T
KEDTA--M 〉K铬黑 T--M
下叶
上叶
配位滴定法 /金属指示剂
• 结论：
△ lgK ≥ 5
• 可通过控制酸度，依次测出各组分的含量
下叶
上叶
配位滴定法 /混合离子的分别滴定
• 例：考虑当溶液中 Bi3 + , Pb2＋浓度皆为 0 . 01 mol ·L时， 用 EDTA 滴,定Bi3 +有无可能？ • lgKBIY = 27 . 94 • lgKPbY = 15 . 04 • △ lgK = 27 . 94 一 18 . 04 = 9 . 9 • 可以选择滴定Bi3 + 而 Pb2＋不干扰。 • 由酸效应曲线可查得滴定 Bi “ ＋的最低 pH 约为 0 . 7 ， 但滴定时 pH 也不能太大，在 pH≈ 2 时， Bi3 +将开始水 解析出沉淀。因此滴定 Bi3 +的适宜 pH 范围为 0 . 7 一 2 。 通常选取 pH = 1 时进行滴定，以保证滴定时不会析出秘 的水解产物
上叶
配位滴定法 /滴定曲线
配位滴定中，随着配位剂的不断加人，被滴 定的金属离子［ M 」不断减少，其变化情 况和酸碱滴定类似，在化学计量点附近 pM 发生突跃
pM ＝- lg[M] 滴定曲线 pM----EDTA加入量
下叶
上叶
配位滴定法 / 滴定曲线
计算----由KMY根据平衡方程式计算
• 具有配位剂的性质和作用 • 与金属离子的配合物的颜色和游离色不同 • 是多元弱酸或多元弱碱，能随溶液 pH 变化而显 示不同的颜色
下叶
上叶
配位滴定法 /金属指示剂
• 金属指示剂的性质和作用原理
• 铬黑 T
KEDTA--M 〉K铬黑 T--M
下叶
上叶
配位滴定法 /金属指示剂
• 结论：
△ lgK ≥ 5
• 可通过控制酸度，依次测出各组分的含量
下叶
上叶
配位滴定法 /混合离子的分别滴定
• 例：考虑当溶液中 Bi3 + , Pb2＋浓度皆为 0 . 01 mol ·L时， 用 EDTA 滴,定Bi3 +有无可能？ • lgKBIY = 27 . 94 • lgKPbY = 15 . 04 • △ lgK = 27 . 94 一 18 . 04 = 9 . 9 • 可以选择滴定Bi3 + 而 Pb2＋不干扰。 • 由酸效应曲线可查得滴定 Bi “ ＋的最低 pH 约为 0 . 7 ， 但滴定时 pH 也不能太大，在 pH≈ 2 时， Bi3 +将开始水 解析出沉淀。因此滴定 Bi3 +的适宜 pH 范围为 0 . 7 一 2 。 通常选取 pH = 1 时进行滴定，以保证滴定时不会析出秘 的水解产物
上叶
配位滴定法 /滴定曲线
配位滴定中，随着配位剂的不断加人，被滴 定的金属离子［ M 」不断减少，其变化情 况和酸碱滴定类似，在化学计量点附近 pM 发生突跃
pM ＝- lg[M] 滴定曲线 pM----EDTA加入量
下叶
上叶
配位滴定法 / 滴定曲线
计算----由KMY根据平衡方程式计算
配位滴定曲线
配位滴定曲线关键词：配位滴定曲线在配位滴定中，被滴定的一般是金属离子。
随着配位剂EDTA 的不断加入，被滴定的金属离子M 浓度不断发生改变，和酸碱滴定法类似，在化学计量点附近金属离子的浓度发生突变，表现出量变到质变的突跃规律。
因此可将配位滴定过程中金属离子浓度（以pM ═ −lg[M]值表示）随滴定剂加入量不同而变化的规律绘制成滴定曲线。
如果只考虑EDTA 的酸效应，那么可由K ′MY ═ ()H Y MY αK ═ ][][Y M MY c 计算出在不同pH 溶液中，滴定到不同阶段时被滴金属离子的浓度，并由此绘制出滴定曲线。
溶液的pH 不同，其K ′MY 也不同，故其滴定曲线也就不同，因此讨论绘制配位滴定曲线，必须指明是在哪一pH 条件下的滴定曲线。
图7-4 0.01000mol/LEDTA 滴定0.01000mol/LCa 2+离子的滴定曲线 图7-5 不同pH 值时0.01000mol/LEDTA 滴定0.01000mol/LCa 2+金属离子的滴定曲线 图7-6 等浓度EDTA 滴定不同浓度M 的 滴定曲线图7-7 不同K ′MY 值时0.01000mol/LEDTA滴定0.01000mol/LM 金属离子的滴定曲线图7-4是pH═12时，用0.01000mol/L EDTA标准滴定溶液滴定20.00mL 0.01000mol/L Ca2+溶液的滴定曲线。
0.01000 mol/L EDTA在不同pH时滴定0.01000 mol/L Ca2+的滴定曲线如图7-5所示。
对于等浓度的EDTA标准滴定溶液滴定不同浓度的金属离子M的滴定曲线如图7-6所示。
当条件一定时，MY配合物的K′MY值不同，滴定突跃也不同，如图7-7所示。
由滴定曲线可以看出，用EDTA滴定某离子M（如Ca2+）时，配合物的条件稳定常数和被滴金属离子的浓度是影响配位滴定pM突跃的主要因素：①对同一金属离子，在滴定允许的酸度范围内，pH值越大，配合物的条件稳定常数K′MY越大，化学计量点附近滴定的pM突跃越大（图7-5）。