第五章配位滴定法（课件）《分析化学(邢文卫)》第1课时同步教学（ 化学工业出版社第三版）

配位滴定法 分析化学 概述 配位滴定法是以生成配位化合物的反应为基础的滴定分析方法。 用于配位滴定的反应必须具备以下几个条件： ①配位反应必须完全，即生成的配合物的稳定常数足够大。 ②反应按一定的反应式定量进行，即金属离子与配位剂的比例（即配位比）恒定。 ③反应速率要快。 ④要有适当的指示剂或其它方法，简便、正确地检出终点。 分析化学 一、无机配位剂与简单配合物: 多数的无机配位剂只有一个配位原子，与金属离子配位时分级配位，常形成MLn型的简单配合物。例如 Cu(NH3)42+ 　Cu2+:中心离子,d轨道未充满,电子对接受体; 　N:配位原子,含有孤对电子,电子给予体; 　NH3:配位体,络合剂; 　4个N:配位数; 4:配位体数. 　　无机配合物很多，但配位反应用于分析的并不多,原因：各级配合物的稳定常数K都不大，彼此差别也很小，且逐级形成。 分析化学 金属离子与无机配位剂发生配位反应的特点: 由于无机配位剂为只含有一个配位原子的单齿配位体，与金属离子的配位反应是逐级进行的，且与金属离子生成的配合物多数不够稳定，组成不固定，从而难以确定反应的计量关系和滴定终点，因此很难应用于滴定分析。 分析化学 二、有机配位剂与螯合物： 有机配位剂分子中含有两个以上的配位原子，与金属离子配位时形成低配位比的具有环状结构的螯合物。它比同种配位原子所形成的简单配合物稳定的多。 多基配体组成，配位能力强，易行成稳定的多环状的可溶性配合物，常见的含有N，O，S配位原子的有机配体可用做滴定剂和掩蔽剂。 分析化学 分析化学 金属离子与有机配位剂发生配位反应的特点: 由于有机配位剂常含有两个以上的配位原子，与金属离子配位时形成环状结构稳定性高的螯合物，并且是可溶性的。配位比固定，反应的完全程度高，能够得到明显的滴定终点，符合配位滴定法的条件。因此在配位滴定中得到广泛应用。目前应用最多的是氨羧配位剂。 分析化学 氨羧配位剂 氨羧配位剂以氨基二乙酸〔-N(CH2COOH)2〕为基体的一类有机配位剂的总称，其中含有配位能力很强的氨基氮和羧基氧两种配位原子，能与多数金属离子形成稳定的可溶性配位物。配位滴定法使用的最多的氨羧配位剂是乙二胺四乙酸，简称EDTA。因此配位滴定法，又称EDTA滴定法。 分析化学 第二节 乙二胺四乙酸的性质及其配合物 一、乙二胺四乙酸的性质 1．乙二胺四乙酸的结构与性质 乙二胺四乙酸的结构 从结构式所知， EDTA为四元有机弱酸。用H4Y表示其化学式。EDTA为白色粉末状结晶，微溶于水，由于溶解度太小，不宜作滴定液。利用EDTA难溶于酸和一般有机溶剂，易溶于氨水和氢氧化钠等碱性溶液等性质，常制备成相应的钠盐，其化学名称为乙二胺四乙酸的二钠盐，用Na2H2Y·2H2O表示，也简称EDTA。EDTA钠盐为白色粉末状结晶，有较好的水溶性。 分析化学 2.乙二胺四乙酸在水溶液中的电离平衡 在水溶液中，EDTA分子中互为对角线的两个羧基上的H+会转移到氮原子上，形成双偶极离子。 在强酸性溶液中，两个羧酸根可再接受H+而形成H6Y2+，因此EDTA可看作六元酸，在溶液中有六级离解平衡： 分析化学 EDTA在水溶液中的六级离解平衡： H6Y2+ H+ + H5Y+ H5Y+ H+ + H4Y H4Y H+ + H3Y - H3Y - H+ + H2Y2- H2Y2- H+ + HY3- HY3- H+ + Y4- 分析化学 在水溶液中，EDTA同时以H6Y2+、H5Y+、H4Y、H3Y-、H2Y2-、HY3-和Y4- 7种型体存在，在不同的酸度下，溶液中EDTA主要存在的型体不同，如表4-1所示。 表4-1 不同溶液中EDTA主要存在型体 pH范围 ＜1 1～1.6 1.6～2.0 2.0～2.67 2.67～6.16 6.16～10.26 ＞10.26 EDTA型体 H6Y2+ H5Y+ H4Y H3Y- H2Y2- HY3- Y4- 在EDTA七种型体中，只有Y4-才能与金属离子直接生成稳定的配合物。即称为EDTA的有效离子。EDTA在碱性溶液中与金属离子配位能力较强。 分析化学 　3.七种存在形式随pH变化 同