实验十二磺基水杨酸合铜配合物的组成及其稳定常数的测定.docx

实验十二 磺基水杨酸合铜配合物的组成及其稳定常数的测定实验十二 磺基水杨酸合铜配合物的组成及其稳定常数的测定 一、实验目的 1.了解光度法测定配合物的组成及稳定常数的原理和方法。 2.学习分光光度计的使用。 3.巩固酸度计的使用。 二、实验原理 磺基水杨酸是弱酸，在不同pH值溶液中可与Cu2+形成组成不同的配合物。pH » 5 时Cu2+ 与磺基水杨酸能形成稳定的1:1 的亮绿色配合物，pH>8.5则形成1:2 深绿色配合物。本实验是测定pH=5时磺基水杨酸合铜配合物的组成和稳定常数。 测定配位化合物的组成常用光度法。根据郎伯-比尔定律：A= K·c·l，当液层的厚度固定时，溶液的吸光度与有色物质的浓度成正比。即：A= k ·c 。 由于所测溶液中磺基水杨酸是无色的，金属Cu2+离子的浓度很低，也可认为基本无色，只有磺基水杨酸合铜配合物离子是有色的，所以磺基水杨酸合铜配离子浓度越大，溶液的颜色越深，吸光度值也就越大，这样通过测定溶液的吸光度A就可以求出配合物的组成。 本实验采用等摩尔系列法测定配位化合物的组成和稳定常数。该法是在保持中心离子M与配体R的浓度之和不变的条件下，通过改变M与R的摩尔比配制一系列溶液，在这些溶液中，有些中心离子是过量的，有些配体是过量的，这两部分的溶液中，配离子的浓度都不是最大值，只有当溶液中金属离子与配体的摩尔比和配离子的组成一致时，配离子的浓度才能最大，由于金属离子和配体基本无色，所以配离子的浓度越大，溶液的颜色越深，吸光度值也就越大。这样测定系列溶液的吸光度A，以A对cM/作图，则吸光度值最大所对应的溶液组成也就是配合物的组成。 pH » 5 时Cu2+与磺基水杨酸能形成稳定的亮绿色配合物，并且此配合物在440nm有最大吸收值。因此，可通过测定系列溶液在此波长下的吸光度A，即可求出配合物的组成及稳定常数。 cM=XcM+cRn=cR1-X=cMX由n可得配位化合物的组成。 对于MR型配合物，在吸光度最大处： = (A1 -A2)/A1 M+RMR 以cM为起始金属离子Cu2+的浓度，此时溶液中各离子平衡浓度分别为： MR =cM·(1-) M = ·cM R = ·cM , Ks = MR1-a =2MRacM图6-3 磺基水杨酸合铜配合物的吸光度-组成图 三、仪器和试药 仪器：移液管、吸量管、容量瓶、烧杯、721型分光光度计、pHS-3C型酸度计、滴定管、精密pH试纸。 试药：磺基水杨酸(0.05mol·L-1)、HNO3 (0.01mol·L-1)、NaOH (0.05，1.0mol·L-1) Cu(NO3)2 (0.05 mol·L-1) 、KNO3 (0.1 mol·L-1)、标准缓冲溶液 (pH=6.86，4.00)。 四、实验内容 1.配制溶液：用0.05mol·L-1Cu(NO3)2溶液和0.05mol·L-1磺基水杨酸溶液，在13个50mL烧杯中依下表所列体积比配制混合溶液。 V (Cu2+)/mL 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 数据记录和处理 V( H3R)/mL cM/(cM+cR) 24.00 22.00 20.00 18.00 16.00 14.00 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 A 2.粗调pH：用1mol·L-1NaOH溶液依次将调节各溶液pH 4。 -13.微调pH：用0.05mol·LNaOH溶液在pHS-3C型酸度计上调节各溶液pH在4.55之间。若不慎pH值超过5，可用0.01mol·L-1HNO3溶液调回，各溶液均应在 pH 4.55之间有统一的确定值。溶液的总体积不得超过50mL。 将调好pH的溶液分别转移到预先编有号码的洁净的50mL容量瓶中，用pH为5的0.1 mol·L-1KNO3溶液稀释至标线，摇匀。 4.测定吸光度：在波长为440nm条件下，用分光光度计依次分别测定各溶液的吸光度。 5.数据处理：以吸光度A为纵坐标，硝酸铜物质的量分数XM为横坐标，作AXM图，求CuRn的配位体数目n和配合物的稳定常数Ks。 五、注意事项 1.硝酸铜和磺基水杨酸、HNO3、NaOH溶液均用0.1mol·L-1KNO3溶液为溶剂配制。 2.若有Cu(OH)2沉淀生成，则必须充分搅拌使其溶解后再进行后面的工作。 六、思考题 1.测Cu2+与磺基水杨酸形成的配合物吸收度，为何选用波长为440nm的单色光进行测定？ 2.用本实验方法测定吸收度时，如何选用参比溶液？ 3.使用分光光度计应注意的事项有哪些？ 4.由分析化学手册查得铜-磺基水杨酸配合物稳定常数如下： 25， 离子强度0.1 lgK1=9.60 lgK2=6.92 20， 离子强度0.10.15 lgK1=9.50 lgK2=6.80 将实验测得值与文献值比较，并分析测量值偏离文献值的影响因素。