实验十一 邻菲咯啉铁配合物组成及
稳定常数的测定
一、实验目的
1. 学习和掌握分光光度计的使用；
2. 了解吸光光度法在测定配合物组成及稳定常数方面的应用。
二、实验原理
设金属离子 M 和配位剂 R 形成一种有色配合物 MR n ( 电荷省略 ) 。反应如下： M + n R = MRn
测定配合物的组成, 就是要确定 MR n 中的n 。本实验采用物质的量比法。 首先固定金属离子浓度C M ，选择不同的配位比浓度C R ，混合后得一系列C R /CM 比值不同的溶液，以试剂为空白，在一定波长下测定，得到C R /CM 相对应的一系列吸光度值。然后以吸光光度值为纵坐标，以相对的C R /C M 为横坐标作图，得到一条曲线，如下图所示。在未达到最大配比时，C R 增大时，配合物的生成量不断增多，溶液的吸光度也在不断地增大。当中心离子全部形成配合物时，再增加C R 时，配合物的浓度不再增加，溶液的吸光度也不增加，曲线成为与横坐标平行的直线。由曲线转为直线的转折点应该是金属离子恰好与配位体全部生成配合物时的配位比C R /C M ，即为该配合物的配位比（n ）。在实际测量时，由于配合物的解离，曲线的转折不够明显，可以用外推法使上升曲线与直线相交于一点，从交点作横轴的垂线与横轴相交，交点的C R /C M 即为配合物的配位比(n ) 。
两直线的交点, 对应的吸光度为 A 1, 它应是金属离子与配合剂全部形成配合物时的吸光度, 而曲线最高点吸光度为 A 2（由曲线的实际情况而得）, 较 A 1 为小, 这是由于配合物的离解引起的。设配合物的离解度为α, 则
对于配位反应,
M + n R = MRn
平衡时 c α nc α c-c α 式中 C 为配合物总浓度。配合物的稳定常数 K 应为： K =
Θ
α=
A 1-A 2
A 1
[MRn ]c -c α1-α
==
[M][R]n c α(nc α) n (nc ) n αn +1
三、实验用品
1. 仪器
分光光度计，容量瓶（50ml ） 2. 试剂
邻菲咯啉，(NH4) 2Fe(SO4) 2· 6H 2O ，HCl lmol·L –1, 总浓度为0.2mol ·L –1的NaAc-HAc(1:1)，2%盐酸羟氨
四、实验内容
1．标准溶液配制 ( 由实验教师准备 )
1.8 × 10-3 mo1·L -1 铁标准溶液: 准确称取 0.7030g 硫酸亚铁铵[(NH4) 2Fe(SO4) 2· 6H 2O](AR) 于 250mL 烧杯中, 加 100mL l mol·L –1 HCl 溶液, 完全溶解后, 移入 lL 容量瓶中, 并用蒸馏水稀释至刻度, 混匀。
1.8 × 10-3 mol·L -1 邻菲咯啉标准溶液: 准确称取 0.3568g 邻菲咯啉于250mL 烧杯中, 加蒸馏水溶解, 移入 lL 容量瓶中, 稀释至刻度, 混匀。
2. 取 11 只 50mL 容量瓶, 编号。按下表配制一系列溶液。
3. 选定波长 λ= 508 nm, 1cm 比色皿, 将 10份溶液的吸光度依次测出。用空白溶液做参比。 然后以吸光度为纵坐标, 邻菲咯啉标准溶液体积/铁标准溶液体积为横坐标作图。从图中找出最大吸收峰值, 求出配合物组成和配位常数。
表 铁与邻菲咯啉试剂用量表
1. 在等摩尔系列法测定配合物组成时, 为什么说其中金属离子的浓度与配位体浓度之
比正好与其配合物组成相同的溶液中, 其配合物浓度最大 ? 2. 在测吸光度时, 如果温度有变化, 对测得的配合物稳定常数有何影响 ?
实验十一 邻菲咯啉铁配合物组成及
稳定常数的测定
一、实验目的
1. 学习和掌握分光光度计的使用；
2. 了解吸光光度法在测定配合物组成及稳定常数方面的应用。
二、实验原理
设金属离子 M 和配位剂 R 形成一种有色配合物 MR n ( 电荷省略 ) 。反应如下： M + n R = MRn
测定配合物的组成, 就是要确定 MR n 中的n 。本实验采用物质的量比法。 首先固定金属离子浓度C M ，选择不同的配位比浓度C R ，混合后得一系列C R /CM 比值不同的溶液，以试剂为空白，在一定波长下测定，得到C R /CM 相对应的一系列吸光度值。然后以吸光光度值为纵坐标，以相对的C R /C M 为横坐标作图，得到一条曲线，如下图所示。在未达到最大配比时，C R 增大时，配合物的生成量不断增多，溶液的吸光度也在不断地增大。当中心离子全部形成配合物时，再增加C R 时，配合物的浓度不再增加，溶液的吸光度也不增加，曲线成为与横坐标平行的直线。由曲线转为直线的转折点应该是金属离子恰好与配位体全部生成配合物时的配位比C R /C M ，即为该配合物的配位比（n ）。在实际测量时，由于配合物的解离，曲线的转折不够明显，可以用外推法使上升曲线与直线相交于一点，从交点作横轴的垂线与横轴相交，交点的C R /C M 即为配合物的配位比(n ) 。
两直线的交点, 对应的吸光度为 A 1, 它应是金属离子与配合剂全部形成配合物时的吸光度, 而曲线最高点吸光度为 A 2（由曲线的实际情况而得）, 较 A 1 为小, 这是由于配合物的离解引起的。设配合物的离解度为α, 则
对于配位反应,
M + n R = MRn
平衡时 c α nc α c-c α 式中 C 为配合物总浓度。配合物的稳定常数 K 应为： K =
Θ
α=
A 1-A 2
A 1
[MRn ]c -c α1-α
==
[M][R]n c α(nc α) n (nc ) n αn +1
三、实验用品
1. 仪器
分光光度计，容量瓶（50ml ） 2. 试剂
邻菲咯啉，(NH4) 2Fe(SO4) 2· 6H 2O ，HCl lmol·L –1, 总浓度为0.2mol ·L –1的NaAc-HAc(1:1)，2%盐酸羟氨
四、实验内容
1．标准溶液配制 ( 由实验教师准备 )
1.8 × 10-3 mo1·L -1 铁标准溶液: 准确称取 0.7030g 硫酸亚铁铵[(NH4) 2Fe(SO4) 2· 6H 2O](AR) 于 250mL 烧杯中, 加 100mL l mol·L –1 HCl 溶液, 完全溶解后, 移入 lL 容量瓶中, 并用蒸馏水稀释至刻度, 混匀。
1.8 × 10-3 mol·L -1 邻菲咯啉标准溶液: 准确称取 0.3568g 邻菲咯啉于250mL 烧杯中, 加蒸馏水溶解, 移入 lL 容量瓶中, 稀释至刻度, 混匀。
2. 取 11 只 50mL 容量瓶, 编号。按下表配制一系列溶液。
3. 选定波长 λ= 508 nm, 1cm 比色皿, 将 10份溶液的吸光度依次测出。用空白溶液做参比。 然后以吸光度为纵坐标, 邻菲咯啉标准溶液体积/铁标准溶液体积为横坐标作图。从图中找出最大吸收峰值, 求出配合物组成和配位常数。
表 铁与邻菲咯啉试剂用量表
1. 在等摩尔系列法测定配合物组成时, 为什么说其中金属离子的浓度与配位体浓度之
比正好与其配合物组成相同的溶液中, 其配合物浓度最大 ? 2. 在测吸光度时, 如果温度有变化, 对测得的配合物稳定常数有何影响 ?