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第 3 章 络合滴定法 complexometric titration. 3.4 金属离子指示剂 3.5 络合滴定法的基本原理 3.6 络合滴定中酸度的控制. 3.4 金属离子指示剂 ( matallochromic indicator ). 1 金属离子指示剂的作用原理 2 金属离子指示剂的选择 3 指示剂的封闭与僵化 4 常用的指示剂. 3.4 金属离子指示剂. 1 指示剂的作用原理 → M + In = MIn MIn + Y = MY + In
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第3章 络合滴定法complexometric titration 3.4 金属离子指示剂 3.5 络合滴定法的基本原理 3.6 络合滴定中酸度的控制
3.4 金属离子指示剂( matallochromic indicator ) 1 金属离子指示剂的作用原理 2 金属离子指示剂的选择 3 指示剂的封闭与僵化 4 常用的指示剂
3.4 金属离子指示剂 1 指示剂的作用原理 → M + In = MIn MIn + Y = MY + In 颜色甲 颜色乙 颜色乙 颜色甲 →金属离子指示剂具备的条件: (1) MIn与In的颜色显著不同。 (2) 反应灵敏、迅速,有良好的变色可逆行。 (3) MIn的稳定性适当。 (4) 稳定,便于储存和使用。
3.4 金属离子指示剂 2 金属离子指示剂的选择 要求指示剂在pM突跃区间内发生颜色变化,且 指示剂变色的pMep应尽量与化学计量点pMsp一致, 以减小终点误差。 当[MIn]=[In’]时, 指示剂变色点
例: 指示剂铬黑T(EBT)本身是酸碱(H3In)物质 H3In pKa1H2In-pKa2 HIn2-pKa3 In3- 紫红3.9紫 红6.3蓝11.6橙pH HIn2-蓝色----MIn-红色 EBT使用pH范围:8-10
3.4 金属离子指示剂 3 指示剂的封闭与僵化 → 指示剂的封闭现象blocking of indicator MIn不变色。因溶液中含有某些离子 与In形成十分稳定的络合物,造成颜色 不变现象。采用掩蔽剂消除。 例如,以EBT作指示剂,EDTA滴定Ca2+和Mg2+时,Al3+和Fe3+存在会发生指示剂封闭现象,用三乙醇胺掩蔽干扰离子。
3.4 金属离子指示剂 → 指示剂的僵化现象 (ossification of indicator) MIn变色缓慢。MIn难溶于水,置 换反应速度缓慢,终点拖长。采用加有机溶剂或加热来消除。 例PAN作指示剂时,加入乙醇或丙酮或加热,可使指示剂颜色变化明显。
3.5 络合滴定法的基本原理 1 络合滴定曲线 2 终点误差 3 准确滴定判别式 4 分别滴定判别式
3.5 络合滴定法的基本原理 1 络合滴定曲线 →滴定分数 (titration index) MBE
络合滴定曲线方程 在化学计量点时,α=1.00,上述方程可以简化为:
3.5 络合滴定法的基本原理 当KMY‘一定时: M的浓度愈低,滴定曲线的起始pM值就愈高, 滴定突跃愈小。
3.5 络合滴定法的基本原理 当浓度一定时,KMY‘值越大,突跃也愈大。当KMY‘<108时,突跃已很小。KMY小、酸度增强、共存络合剂均使突跃变小。
3.5 络合滴定法的基本原理 pMsp和pM’sp值是很重要的,是选择指示剂和计算终点误差是主要依据。
表10 表9 表8 查表知铜氨络离子的lgβ1-lg β2分别是4.31, 7.98, 11.02, 13.32, 12.86
3.5 络合滴定法的基本原理 常见指示剂的pMep 可以从相关数据表查到 2 终点误差 (例12 例13 例14) 定义式 林邦(Ringbom)公式
3.5 络合滴定法的基本原理 例 12在pH=10.00的氨性溶液中,以铬黑T为指示剂,用0.020 mol·L-1EDTA滴定0.020 mol·L-1Ca2+溶液,计算终点误差。若滴定的是0.020 mol·L-1Mg2+溶液,终点误差为多少? 表14 表10 表9 计算
计算 表14 表10 表9 计算
3.5 络合滴定法的基本原理 3 准确滴定判别式 →当终点误差Et≤±0.1%时,ΔpM’=±0.2 lg(CMspKMY’)≥6 若CM=0.010 mol/L,则lgKMY’≥8 →当终点误差Et≤±1%时, lg(CMspKMY’)≥4
3.5 络合滴定法的基本原理 4 分别滴定判别式 金属N不干扰M的条件。 终点误差Et≤±0.3%时, Δ pM’=±0.2 lg(CMspKMY’) =lg(CMspKMY)-lg(CNspKNY) =Δlg(K’C)≥5
3.6 络合滴定中酸度的控制 1 单一离子络合滴定的适宜酸度范围 →最高酸度 若 CM=0.010 mol/L,Et≤±0.1%时,pM’=±0.2 =lgKMY -8 查附录表10求pH。
3.6 络合滴定中酸度的控制 →最低酸度:水解酸度 例 16 用0.020 mol·L-1EDTA滴定0.020 mol·L-1Fe3+溶液,若要求 =0.2, 计算适宜的酸度范围。 最高酸度: =17.1 得到pH≈1.2 最低酸度: pH=2.1 滴定Fe3+的适宜酸度范围为pH=1.2-2.1。
3.6 络合滴定中酸度的控制 2 分别滴定的酸度控制 时所对应的酸度作为最高酸度。最低酸度与单一离子滴定相同,是M离子的水解酸度。(例19) • 以10-2 mol·L-1的EDTA溶液滴定相等浓度的Bi3+,Pb2+混合溶液中的Bi3+时,最高酸度为: pH= 1.4