分析化学 教学课件 作者 谢美红 李春 主编第八章 配位化合物.ppt

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1、第八章配位滴定法1.说出EDTA的性质及EDTA与金属离子形成配合物的特点2.说出金属指示剂的变色原理、常用的金属指示剂3.学会EDTA滴定液的配制与标定方法4.学会水的总硬度测定方法及分析结果的计算学习目标第一节概述1.配位滴定法是以配位反应为基础的滴定分析方法。2.配位滴定法对化学反应的要求是：①配位反应必须完全，形成的配合物要稳定；②在一定的条件下，配位数必须固定；③反应速率要快；④要有适当的方法确定滴定终点。第一节EDTA及其配合物乙二胺四乙酸简称EDTA，其分子式是C10H16O8N2，从结构上看是一种四元酸，常用H4Y表示。它为白色粉末状结晶，微溶于水(22℃时0.02

2、g/100m1)，难溶于酸及一般有机溶剂；易溶于碱及氨水而生成相应的盐，其中的二钠盐可用Na2H2Y·2H2O表示，一般也简称为EDTA，为白色结晶粉末。一、EDTA的结构与性质乙二胺四乙酸就相当于六元酸，有六级离解平衡：因此，EDTA在溶液中有七种型体，表示为H6Y2+、H5Y+、H4Y、H3Y-、H2Y2-、HY3-和Y4-。H6Y2+H++H5Y+K1=1.26×10-1pK1=0.90H5Y+H++H4YK2=2.51×10-2pK2=1.60H4YH++H3Y-K3=1.00×10-2pK3=2.00H3Y-H++H2Y2-K4=2.14×10-3pK4=2.67H2Y2

3、-H++HY3-K5=6.92×10-7pK5=6.16HY3-H++Y4-K6=5.501×0-11pK6=10.26第一节EDTA及其配合物不同pH时EDTA的主要存在形式PH值范围<11~1.61.6~2.02.0~2.72.7~6.26.2~10.3>10.3存在形式H6Y2+H5Y+H4YH3Y-H2Y2-HY3-Y4-第一节EDTA及其配合物二、EDTA与金属离子配位反应的特点1．配位反应的广泛性2．配位比简单EDTA能与大多数金属离子配位形成稳定的配合物，这就为配位滴定法测定各种金属离子提供了可能性。EDAT的六个配位原子在空间位置上均能与同一金属离子结合，而大多数金

4、属离子的配位数是4或6，因此EDTA与金属离子配位一般都形成1:1的配合物，只有少数高价金属离子例外。第一节EDTA及其配合物EDTA与金属离子形成三个或五个五元稠环螯合物，根据螯合物的结构理论，五元稠环螯合物是最稳定的结构3．配合物稳定性高第一节EDTA及其配合物EDTA与金属钙离子配合物的结构示意图EDTA与无色金属离子配位，形成的配合物也无色；与有色金属离子配位，形成颜色更深的配合物。4．配合物的颜色配合物CoY2-MnY2-NiY2-CuY-CrY-FeY-颜色玫瑰红紫色蓝绿深蓝蓝色黄第一节EDTA及其配合物EDTA的应用1．汞毒治疗利用EDTA与重金属结合的特性，使用乙二

5、胺四乙酸二钠钙（EDTANa2-Ca）可以治疗汞和铅等重金属中毒，EDTA可与上述重金属生成稳定而可溶的盐，随尿液排出，达到解毒效果。2．检验医学EDTA可用作血液等液体类标本的抗凝剂（如全血细胞计数时所采用的血液标本）。3．牙医学在根管治疗术中，EDTA被用来清除一些有机或无机的物质。4．生物化学在分子生物学中，EDTA被用于防止金属离子对酶的影响。化学与医学第一节EDTA及其配合物三、酸碱度对配位反应的影响1．最高酸度各种金属离子与EDTA生成的配合物稳定性不同，溶液的酸度对他们的影响也不同。稳定性较低的配合物，在酸性较弱的条件下即可解离；稳定性较高的配合物，只有在酸性较强的时

6、候才会发生解离。例如：MgY2-lgK稳=8.7，PH=5~6时，MgY2-几乎全部解离。ZnY2-lgK稳=16.5，PH=5~6时，ZnY2-稳定存在。FeY-lgK稳=25.1，PH=1~2时，FeY-稳定存在。第一节EDTA及其配合物EDTA滴定常见金属离子的最低PH2．最低酸度金属离子lgK稳PH金属离子lgK稳PHMg2+Ca2+Mn2+Fe2+Al3+Co2+NaY3+LiY3+AgY3+BaY2-MgY2-CaY2-1.662.797.207.768.6910.96Zn2+Pb2+Cu2+Hg2+Sn2+Fe3+CdY2-ZnY2-PbY2-NiY2-CuY2-Hg

7、Y2-16.4616.5018.0418.6218.8021.80第一节EDTA及其配合物一方面，理论上溶液的碱性越强，[Y]的浓度越大，越有利于配位反应，但是另一方面，溶液的pH增大，容易导致很多金属离子发生水解反应，产生氢氧化物沉淀，不利于配位滴定。所以金属离子即将发生水解时的溶液pH称为允许滴定的最低酸度（也称为最高pH值）。综上所述，在实际配位滴定过程中，往往需要加入一定量的缓冲溶液，将溶液pH控制在允许滴定的pH范围内。第一节EDTA及其配合物第二节金属指示