1、精選文檔工程化學(xué)試驗(yàn)備課筆記磺基水楊酸合鐵()協(xié)作物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的測(cè)定試驗(yàn)?zāi)康? 把握用比色法測(cè)定協(xié)作物的組成和配離子的穩(wěn)定常數(shù)的原理和方法。2 進(jìn)一步學(xué)習(xí)分光光度計(jì)的使用及有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法。試驗(yàn)原理磺基水楊酸( ，簡(jiǎn)式為H3R)的一級(jí)電離常數(shù)K1 =3×10-3與Fe3+可以形成穩(wěn)定的協(xié)作物，因溶液的pH不同，形在協(xié)作物的組成也不同。 磺基水楊酸溶液是無色的，F(xiàn)e3+的濃度很稀時(shí)也可以認(rèn)為是無色的，它們?cè)趐H值為23時(shí)，生成紫紅色的螯合物(有一個(gè)配位體)，反應(yīng)可表示如下：pH值為49時(shí)，生成紅色螯合物(有2個(gè)配位體)；pH值為911.5時(shí)，生成黃色螯合物(有3個(gè)配位體)；

2、pH12時(shí)，有色螯合物，被破壞而生成Fe(OH)3沉淀。測(cè)定協(xié)作物的組成常用光度計(jì)，其前提條件是溶液中的中心離子和配位體都為無色，只有它們所形成的協(xié)作物有色。本試驗(yàn)是在pH值為23的條件下，用光度法測(cè)定上述協(xié)作物的組成和穩(wěn)定常數(shù)的，如前所述，測(cè)定的前提條件是基本滿足的；試驗(yàn)中用高氯酸(HClO4)來把握溶液的pH值和作空白溶液(其優(yōu)點(diǎn)主要是ClO4-不易與金屬離子協(xié)作)。由朗伯比爾定律可知，所測(cè)溶液的吸光度在液層厚度肯定時(shí)，只與配離子的濃度成正比。通過對(duì)溶液吸光度的測(cè)定，可以求出該配離子的組成。下面介紹一種常用的測(cè)定方法：等摩爾系列法：即用肯定波長(zhǎng)的單色光，測(cè)定一系列變化組分的溶液的吸光度(中

3、心離子M和配體R的總摩爾數(shù)保持不變，而M和R的摩爾分?jǐn)?shù)連續(xù)變化)。明顯，在這一系列的溶液中，有一些溶液中金屬離子是過量的，而另一些溶液中配體是過量的；在這兩部分溶液中，配離子的濃度都不行能達(dá)到最大值；只有當(dāng)溶液離子與配體的摩爾數(shù)之比與配離子的組成全都時(shí)；配離子的濃度才能最大。由于中心離子和配體基本無色，只有配離子有色，所以配離子的濃度越大，溶液顏色越深，其吸光度也就越大，若以吸光度對(duì)配體的摩爾分?jǐn)?shù)作圖，則從圖上最大吸取峰處可以求得協(xié)作物的組成n值，如圖所示，依據(jù)最大吸取處： 等摩爾系列法由此可知該協(xié)作物的組成（MR）。最大吸光度A點(diǎn)可被認(rèn)為M和R全部形成協(xié)作物時(shí)的吸光度，其值D1。由于配離子有

4、一部分別解，其濃度再稍小些，所以試驗(yàn)測(cè)得的最大吸光度在B點(diǎn)，其值為D2，因此配離子的離解度可表示為： =(D1-D2)/D1再依據(jù)11組成協(xié)作物的關(guān)系式即可導(dǎo)出穩(wěn)定常數(shù) K穩(wěn) 或。 式中是c相應(yīng)于A點(diǎn)的金屬離子濃度(這里的是 K穩(wěn)沒有考慮溶液中的Fe3+離子的水解平衡和磺基水楊酸電離平衡的表現(xiàn)穩(wěn)定常數(shù))。試劑和儀器1儀器： UV2600型紫外可見分光光度計(jì)，燒杯(100mL，3只)，容量瓶(100mL，9只)，移液管 (10mL，2只)，洗耳球，玻璃棒，擦鏡紙 2試劑 以下試劑由老師預(yù)備酸：1）、HClO4(0.01mol·L-1)：將4.4mL70%HClO4溶液加入50mL水中，

5、稀釋到5000mL。 2）、磺基水楊酸(0.0100mol·L-1)：依據(jù)磺基水楊酸的結(jié)晶水狀況計(jì)算其用量（分子式C6H3（OH）（COOH）SO3H，無結(jié)晶水的磺基水楊酸分子量為218.2），將精確稱量的分析純磺基水楊酸溶于0.01mol·L-1HClO4溶液中配制成1000mL。鹽： (NH4)Fe(SO4)2 (0.0100mol·L-1，1000mL)：將4.8220g分析純(NH4)Fe(SO4)2·12H2O(分子量為482.2)晶體溶于0.01mol·L-1HClO4溶液中配制成1000mL。試驗(yàn)步驟1. 溶液的配制(1) 配制0

6、.0010mol·L-1 Fe3+溶液用移液管吸取10.00mL(NH4)Fe(SO4)2(0.0100mol·L-1)溶液，注入100mL容量瓶中，用HClO4(0.01 mol·L-1)溶液稀釋至該度，搖勻，備用。(2)配制0.0010 mol·L-1)磺基水楊酸(H3R)溶液 用移液管量取10.00mLH3R(0.0100mol·L-1)溶液，注入100mL容量瓶中，用HClO4(0.01mol·L-1)溶液稀釋至刻度，搖勻，備用。2. 系列配離子(或協(xié)作物)溶液吸光度的測(cè)定(1) 用移液管按表的體積數(shù)量取各溶液，分別注入已編號(hào)

7、的100mL容量瓶中，用0.01mol·L-1 HClO4/mL定容到100mL。(2) 用波長(zhǎng)掃描方式對(duì)其中的號(hào)溶液進(jìn)行掃描，得到吸取曲線，確定最大吸取波長(zhǎng)。(3) 選取上面步驟所確定的掃描波長(zhǎng)，在該波長(zhǎng)下，分別測(cè)定各待測(cè)溶液的吸光度，并記錄已穩(wěn)定的讀數(shù)。表數(shù)據(jù)記錄和處理編號(hào)摩爾比0.001mol·L-1 Fe3+/mL0.001mol·L-1 磺基水楊酸/mL0.01mol·L-1 HClO4/mL00010用0.01mol·L-1 HClO4/mL定容到100mL10.11.009.0020.22.008.0030.33.007.0040

8、.44.006.0050.55.005.0060.66.004.0070.77.003.0080.88.002.0090.99.001.00101100數(shù)據(jù)記錄及處理（1）試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄摩爾比：Fe/ (Fe+acid ）00.10.20.30.40.50.60.70.80.91A(吸光度)（2）用等摩爾變化法確定協(xié)作物組成：依據(jù)表中的數(shù)據(jù)，作吸光度A對(duì)摩爾比（Fe/acid ）的關(guān)系圖。將兩側(cè)的直線部分延長(zhǎng)，交于一點(diǎn)，由交點(diǎn)確定配位數(shù)n。按（3）計(jì)算協(xié)作物的穩(wěn)定常數(shù)。（3）磺基水楊酸合鐵（）協(xié)作物的組成及其穩(wěn)定常數(shù)的求得從圖中找出D1和D2，計(jì)算和穩(wěn)定常數(shù)。其中C為協(xié)作物初始濃度：本試驗(yàn)條件下，協(xié)作物協(xié)作比為1:1，即摩爾比為0.5。此時(shí)協(xié)作物初始濃度為：C=0.001×5/100（母液濃度為0.001，5 mL 混合后，變?yōu)?00mL，）思考題(1) 本試驗(yàn)測(cè)定協(xié)作物的組成及穩(wěn)定常數(shù)的原理如何?(2) 用等摩爾系列法測(cè)定協(xié)作物組成時(shí),為什么說溶液中金屬離子的摩爾數(shù)與