實驗36 磺基水楊酸合鐵Ⅲ配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的測定

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1、1/12在線答疑：在線答疑： 大大學學通通用用化化學學實實驗驗技技術術磺基水楊酸合鐵配合物的磺基水楊酸合鐵配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定實驗實驗36 36 磺基水楊酸合鐵（磺基水楊酸合鐵（）配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的測定配合物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的測定36.1 36.1 實驗目的實驗目的 （1 1）初步了解分光光度法測定溶液中配合物的組成和穩(wěn)初步了解分光光度法測定溶液中配合物的組成和穩(wěn) 定常數(shù)的原理和方法。定常數(shù)的原理和方法。（2 2）學習有關實驗數(shù)據(jù)的處理方法。學習有關實驗數(shù)據(jù)的處理方法。（3 3）練習使用分光光度計。練習使用分光光度計。2/12在線答疑：在線答疑： 大大學學通通

2、用用化化學學實實驗驗技技術術磺基水楊酸合鐵配合物的磺基水楊酸合鐵配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定36.2 36.2 實驗原理實驗原理 磺基水楊酸磺基水楊酸 與與FeFe3+3+形成的配合物的組成和形成的配合物的組成和顏色因顏色因pHpH不同而異。當溶液的不同而異。當溶液的pH4pH4時，形成紫紅色的配時，形成紫紅色的配合物；合物；pHpH在在4 41010間生成紅色的配合物；間生成紅色的配合物；pHpH在在1010左右時，左右時，生成黃色配合物。生成黃色配合物。本實驗用等物質的量系列法測定本實驗用等物質的量系列法測定pH=2pH=2時磺基水楊酸時磺基水楊酸與與FeFe3+3+形

3、成的配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)。形成的配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)。3/12在線答疑：在線答疑： 大大學學通通用用化化學學實實驗驗技技術術磺基水楊酸合鐵配合物的磺基水楊酸合鐵配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定 等物質的量系列法就是保持每份溶液中金屬離子的等物質的量系列法就是保持每份溶液中金屬離子的濃度（濃度（c cM M）與配體的濃度（）與配體的濃度（c cR R）之和不變（即總的物質的）之和不變（即總的物質的量不變）的前提下，改變這兩種溶液的相對量，配制一量不變）的前提下，改變這兩種溶液的相對量，配制一系列溶液并測定每份溶液的吸光度。若以不同的物質的系列溶液并測定每份溶液的吸光度。若以不

4、同的物質的量比量比 與對應的吸光度與對應的吸光度A A作圖得物質的量比作圖得物質的量比吸光吸光度曲線，曲線上與吸光度極大度曲線，曲線上與吸光度極大值值相對應的物質的量比就相對應的物質的量比就是該有色配合物中金屬離子與配體的組成之比。是該有色配合物中金屬離子與配體的組成之比。RMMnnn4/12在線答疑：在線答疑： 大大學學通通用用化化學學實實驗驗技技術術磺基水楊酸合鐵配合物的磺基水楊酸合鐵配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定 圖圖36-136-1表示一個典型表示一個典型的低穩(wěn)定性的配合物的低穩(wěn)定性的配合物MRMR的的物質的量比與吸光度曲線，物質的量比與吸光度曲線，將兩邊直線部分延長

5、相交將兩邊直線部分延長相交于于B B，B B點位于點位于50%50%處，即處，即金屬離子與配體的物質的金屬離子與配體的物質的量比為量比為1:11:1。0.5cM/cM:R=1:1A1A2BEF圖圖36-1 物質的量比物質的量比吸光度曲線吸光度曲線 5/12在線答疑：在線答疑： 大大學學通通用用化化學學實實驗驗技技術術磺基水楊酸合鐵配合物的磺基水楊酸合鐵配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定 從圖從圖34-134-1可見，當完全以可見，當完全以MRMR形式存在時，在形式存在時，在B B點點MRMR的濃度的濃度最大，對應的吸光度為最大，對應的吸光度為A A1 1，但由于配合物一部分離解，

6、實驗，但由于配合物一部分離解，實驗測得的最大吸光度對應于測得的最大吸光度對應于E E點的點的A A2 2。1:1 1:1型配合物的穩(wěn)定常數(shù)型配合物的穩(wěn)定常數(shù) 可由下列平衡關系導出：可由下列平衡關系導出：若配合物的解離度為若配合物的解離度為，則：，則：121AAAaK M +R MR 起始濃度起始濃度 0 0 c0 0 c平衡濃度平衡濃度 c c c(1-)c c c(1-)21caaRMMRK 式中式中c c是溶液內是溶液內MRMR的起始濃度，即當?shù)钠鹗紳舛龋串?時，時，其值相當于溶液中金屬離子或配位體的起始濃度的一半。其值相當于溶液中金屬離子或配位體的起始濃度的一半。%50)()()(Rn

7、MnMn6/12在線答疑：在線答疑： 大大學學通通用用化化學學實實驗驗技技術術磺基水楊酸合鐵配合物的磺基水楊酸合鐵配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定36.3 36.3 實驗步驟實驗步驟 1.1.配制配制0.0100 mol0.0100 molL L-1-1 NH NH4 4Fe(SOFe(SO4 4)2 2和和0.0100 mol0.0100 molL L-1-1磺基水楊酸溶液各磺基水楊酸溶液各100mL100mL從從NHNH4 4Fe(SOFe(SO4 4)2 2和磺基水楊酸的儲和磺基水楊酸的儲備液中，取出所需體積的溶液，分別置于兩只備液中，取出所需體積的溶液，分別置于兩只10

8、0mL100mL容量容量瓶中，配制成所需濃度的溶液，并使其瓶中，配制成所需濃度的溶液，并使其pHpH均為均為2 2（在稀釋（在稀釋接近標線時，查其接近標線時，查其pHpH，若，若pHpH偏離偏離2 2，可通過滴加，可通過滴加1 1滴濃滴濃H H2 2SOSO4 4或或6mol6molL L-1-1NaOHNaOH溶液于該容量瓶中即可）。溶液于該容量瓶中即可）。7/12在線答疑：在線答疑： 大大學學通通用用化化學學實實驗驗技技術術磺基水楊酸合鐵配合物的磺基水楊酸合鐵配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定 2.2.配制系列溶液配制系列溶液 依下表所示溶液體積，依次在依下表所示溶液體積，依

9、次在1111只只25mL25mL燒杯中混合配制好燒杯中混合配制好等物質的量系列溶液。等物質的量系列溶液。)()()(33RVFeVFeV體積比混合液編號混合液編號1234567891011NH4Fe(SO4)2體積體積/mL01.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.00磺基水楊酸體積磺基水楊酸體積/mL10.009.008.007.006.005.004.003.002.001.000混合液吸光度混合液吸光度A 3.3.測定等物質的量系列溶液的吸光度測定等物質的量系列溶液的吸光度 用用722722型分光光度計，在型分光光度計，在=500nm=500nm，b

10、=1cmb=1cm的比色皿條件下，的比色皿條件下，以蒸餾水為空白，測定一系列混合物溶液的吸光度以蒸餾水為空白，測定一系列混合物溶液的吸光度A A，并記錄，并記錄于表中。于表中。8/12在線答疑：在線答疑： 大大學學通通用用化化學學實實驗驗技技術術磺基水楊酸合鐵配合物的磺基水楊酸合鐵配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定36.4 36.4 注意事項注意事項（1 1）本實驗是測定本實驗是測定pH=2pH=2時磺基水楊酸與時磺基水楊酸與FeFe3+3+形成的配合形成的配合 物的組成和穩(wěn)定常數(shù)，應注意控制溶液的物的組成和穩(wěn)定常數(shù)，應注意控制溶液的pHpH為為2 2。（2 2）NHNH4 4F

11、e(SOFe(SO4 4)2 2溶液體積和磺基水楊酸溶液體積必須溶液體積和磺基水楊酸溶液體積必須 準確量取，否則影響實驗結果。準確量取，否則影響實驗結果。9/12在線答疑：在線答疑： 大大學學通通用用化化學學實實驗驗技技術術磺基水楊酸合鐵配合物的磺基水楊酸合鐵配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定36.5 36.5 問題討論問題討論 （1 1）若入射光不是單色光，能否準確測出配合物的若入射光不是單色光，能否準確測出配合物的組成與穩(wěn)定常數(shù)？組成與穩(wěn)定常數(shù)？（2 2）用等物質的量系列法測定配合物組成時，為什用等物質的量系列法測定配合物組成時，為什么溶液中金屬離子的物質的量與配位體的物質的

12、量之比么溶液中金屬離子的物質的量與配位體的物質的量之比正好與配合物組成相同時，配合物的濃度最大？正好與配合物組成相同時，配合物的濃度最大？（3 3）本實驗中，為何能用體積比（本實驗中，為何能用體積比（）代）代替物質的量的比為橫坐標作圖？替物質的量的比為橫坐標作圖？)()()(33RVFeVFeV10/12在線答疑：在線答疑： 大大學學通通用用化化學學實實驗驗技技術術磺基水楊酸合鐵配合物的磺基水楊酸合鐵配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定36.6 36.6 參考答案參考答案 （1 1）若入射光不是單色光，能否準確測出配合物的若入射光不是單色光，能否準確測出配合物的組成與穩(wěn)定常數(shù)？組成

13、與穩(wěn)定常數(shù)？答：答：若入射光不是單色光，則不能準確測出配合物若入射光不是單色光，則不能準確測出配合物的組成與穩(wěn)定常數(shù)。這是因為非單色光作為入射光，會的組成與穩(wěn)定常數(shù)。這是因為非單色光作為入射光，會導致朗伯導致朗伯比耳定律的偏離。比耳定律的偏離。11/12在線答疑：在線答疑： 大大學學通通用用化化學學實實驗驗技技術術磺基水楊酸合鐵配合物的磺基水楊酸合鐵配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定 （2 2）用等物質的量系列法測定配合物組成時，為什用等物質的量系列法測定配合物組成時，為什么溶液中金屬離子的物質的量與配位體的物質的量之比么溶液中金屬離子的物質的量與配位體的物質的量之比正好與配合物

14、組成相同時，配合物的濃度最大？正好與配合物組成相同時，配合物的濃度最大？答：答：用等物質的量系列法測定配合物組成時，在實用等物質的量系列法測定配合物組成時，在實驗過程配制的系列溶液中，有一些溶液的金屬離子是過驗過程配制的系列溶液中，有一些溶液的金屬離子是過量的，而另一些溶液的配體是過量的，在這兩部分溶液量的，而另一些溶液的配體是過量的，在這兩部分溶液中，配合物的濃度都不可能達到最大值，只有當溶液中中，配合物的濃度都不可能達到最大值，只有當溶液中金屬離子的物質的量與配位體的物質的量之比正好與配金屬離子的物質的量與配位體的物質的量之比正好與配合物組成相同時，配合物的濃度才能最大。此時，溶液合物組成

15、相同時，配合物的濃度才能最大。此時，溶液的吸光度也最大。的吸光度也最大。12/12在線答疑：在線答疑： 大大學學通通用用化化學學實實驗驗技技術術磺基水楊酸合鐵配合物的磺基水楊酸合鐵配合物的組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定組成和穩(wěn)定常數(shù)的測定)()()(33RVFeVFeV （3 3）本實驗中，為何能用體積比（本實驗中，為何能用體積比（）代替）代替物質的量的比為橫坐標作圖？物質的量的比為橫坐標作圖？答：答：本實驗中，所用的本實驗中，所用的NHNH4 4Fe(SOFe(SO4 4)2 2溶液和磺基水楊溶液和磺基水楊酸溶液的濃度相同，均為酸溶液的濃度相同，均為0.0100 mol0.0100 molL L-1-1，此時物質的量，此時物質的量的比與體積比相等，故可用體積比（的比與體積比相等，故可用體積比（）代替）代替物質的量的比為橫坐標作圖。物質的量的比為橫坐標作圖。)()()(33RVFeVFeV