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§3 螯合物. 一、单基 ( 齿 ) 配合物. 由单基配位体与中心离子配位形成的配合物称为单基配合物。也称简单配位化合物。 如 : [Co(NH 3 ) 5 (H 2 O)]Cl 3 、 K[PtCl 3 (NH 3 )] 、 [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 等。. 性质 : 1 、具有逐级配位现象。 形成一系列配位数不等的配合物 ML n ,如 Zn(NH 3 ) 2+ 、 Zn(NH 3 ) 2 2+ 、 Zn(NH 3 ) 3 2+ 、 Zn(NH 3 ) 4 2+ 。. 配位反应一般简写为: M + L ⇆ ML
E N D
§3 螯合物 一、单基(齿)配合物 由单基配位体与中心离子配位形成的配合物称为单基配合物。也称简单配位化合物。 如:[Co(NH3)5(H2O)]Cl3、K[PtCl3(NH3)]、 [Cu(NH3)4]SO4等。 性质: 1、具有逐级配位现象。形成一系列配位数不等的配合物 MLn,如Zn(NH3)2+、Zn(NH3)22+、Zn(NH3)32+、 Zn(NH3)42+。 配位反应一般简写为:M + L ⇆ ML MLn 2、不稳定
§3 螯合物 二、螯 合 物 • 由多基配位体与中心离子配位形成的环状配合物称为螯合物。 • 相应的多基配位体又叫螯合剂。 Ni2+与乙二胺配位
§3 螯合物 性质: 1、配位体数少。 2、稳定。因成环而稳定性增强的现象称为螯合效应。 稳定性与螯环的大小及成环的数目有关,一般五元环最为稳定;当配位原子相同时环越多螯合物越稳定。
§3 螯合物 螯合剂类型: 1、“OO”型, 配位原子:2个O, 多元醇,羧基酸 2、“NN”型, 配位原子:2个N, 乙二胺等胺类,含氮杂 环化合物 3、 “NO”型, 配位原子:N和O,氨羧配位剂 4、含硫螯合剂 氨羧配位剂: 氨羧配位剂是指含有-N(CH2COOH)2基的有机化合物。 其分子中含有氨氮( )和羧氧( )配位原子, 前者易于同Co2+、Ni2+、Zn2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+ 等金属离子配位;后者几乎与所有高价金属离子配位。
§3 螯合物 较重要的氨羧配位剂 • 因氨羧配位剂同时具有氨氮和羧氧的配位能力,故氨羧配位剂几乎与所有的金属离子配位。 乙二胺四乙酸(EDTA)、 环己二胺四乙酸(CyDTA)、 乙二醇二乙醚二胺四乙酸(EGTA)、 氨三乙酸(NTA)、 乙二胺四丙酸(EDTP)、 2-羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA), 其中EDTA应用最广。
§3 螯合物 三、EDTA的性质及其配合物 1. EDTA的性质 乙二胺四乙酸,简称EDTA(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid), (1)结构 在水溶液中,两个羧基上的氢转移到氮原子上形成双偶极离子结构。 EDTA有 6个配位原子
§3 螯合物 (2)溶解度 用H4Y表示,因其在水中的溶解度较小,每100mL水溶0.02g 。通常制成二钠盐(Na2H2Y2H2O) ,称作EDTA二钠盐,也简称为EDTA。25℃时每100mL水溶解11.1g,约0.3mol/L。 2、EDTA的离解 当EDTA溶于较高酸度的溶液时,其两羧基上可以再接受两个H+,形成H6Y2+,这样EDTA相当于一个六元酸(EDTA本身为四元酸),在溶液中存在六级离解平衡。在不同的酸度下EDTA能以七种型体存在。
§3 螯合物 离解反应 离解常数 H6Y2+ H+ + H5Y-Ka1=1.26×10-1=10-0.90 pKa1=0.90 H5Y+ H+ + H4Y Ka2=2.51×10-2=10-1.60 pKa2=1.60 H4Y H+ + H3Y-Ka3=1.00×10-2=10-2.00 pKa3=2.00 H3Y- H+ + H2Y2-Ka4=2.14×10-3=10-2.67 pKa4=2.67 H2Y2- H+ + HY3- Ka5=6.92×10-7=10-6.61 pKa5=6.61 HY3- H+ + Y4-Ka6=5.50×10-11=10-10.26pKa6=10.26 在不同酸度的水溶液中,EDTA可以以H6Y2+、H5Y+、H4Y、H3Y-、H2Y2-、HY3- 和Y4- 七种形式存在。为便于书写,EDTA各型体均省去电荷,用H6Y、H5Y、H4Y……Y等形式表示。
§3 螯合物 3. EDTA各型体的分布 EDTA相当于六元酸,溶液中以七中型体存在,其各型体的分布情况可用分布系数来表示。 只有在pH值大于10.3时才主要以Y4-形式存在。 只在pH≥12时几乎完全以Y4–形式存在。
§3 螯合物 4. EDTA与金属离子配合物的特点 (1)范围广泛:EDTA具有广泛的配位性能,几乎能与所有的金 属离子形成配合物,其绝大多数配合物相当稳定。 (2)配合比简单:EDTA与金属离子大多数形成11的配合物,配合比简单。 (3)水溶性好:EDTA与金属离子形成的配合物大多带电荷,因此能溶于水中,配位反应速度大多较快。 (4)配合物的颜色:无色离子为无色;有色离子颜色加深。
§3 螯合物 EDTA与Fe3+的配合物的结构示意图