分析化学笔记||配位滴定法
配位滴定法是基于配位反应的滴定分析方法,主要用于测定金属离子,应用广泛。
表达式:M+Y → MY,其中M为金属离子,Y为配位剂,MY为配合物。
酸效应:H+的存在会导致Y与H+发生副反应,降低Y参与主反应的能力,称为酸效应。酸效应系数αY(H)衡量酸效应的大小。
共存离子效应:溶液中存在其他金属离子N时,Y与N也能形成1:1的配合物,降低Y参加主反应的能力,称为共存离子效应。共存离子效应大小用副反应系数αY(N)表示。
配位效应:其他配位剂L与M发生副反应,降低金属离子M与配位剂Y进行主反应的能力,称为配位效应,用αM(L)计算。
金属指示剂:用于配位滴定中,通过一种能与金属离子生成有色配合物的有机染料显色剂指示滴定过程中金属离子浓度的变化,称为金属离子指示剂。
指示剂的封闭现象:某些金属离子与指示剂生成极稳定的配合物MIn,过量的EDTA(一种常用的配位剂)不能从MIn中将金属离子夺出,导致指示剂在化学计量点时不变化,或变化不敏锐,使终点推迟。
指示剂的僵化现象:金属离子M与指示剂形成的配合物在水中的溶解度小,虽然能被EDTA置换,但置换速度缓慢,导致终点拖长。
EDTA与金属离子配合物的特性包括稳定性高、配位比简单、配合物水溶性大和配合物多为无色,便于用指示剂确定终点。
配位反应的副反应系数包括EDTA、金属离子和配合物的副反应和副反应系数。配位效应系数αM(L)表示当溶液酸度较高或碱度较高时,配合物与H+或OH-发生副反应生成酸式配合物或碱式配合物的倾向。
滴定突跃的大小取决于条件稳定常数K’MY和被滴定金属离子的浓度cM。条件稳定常数越大,滴定突跃越大;cM的浓度越低,滴定突跃越小。
金属指示剂的作用原理为滴定开始前,M + HIn(颜色1)→MIn(颜色2)+ H+,滴定过程中,M + HY→ MY + H+,滴定终点时,MIn(颜色2)+ HY→ MY + HIn。金属指示剂应具备与金属离子生成的配合物颜色明显不同,金属指示剂与金属配合物的稳定性低于金属-EDTA配合物,且MIn易溶于水且性质稳定的条件。
常见的金属指示剂有多种。
配位滴定分析中,准确滴定的条件和酸度的选择与控制对实验结果至关重要。
在配位滴定过程中,加入缓冲溶液可控制酸度,避免酸效应影响实验结果。醋酸-醋酸盐缓冲溶液适用于pH在5-6的环境,氨性缓冲溶液适用于pH在9-10的环境。
提高配位滴定选择性的方法包括控制酸度和分布滴定,以及利用掩蔽法提高选择性,如配位掩蔽法、沉淀掩蔽法和氧化还原掩蔽法。
配位滴定方式和适用情况需特殊记忆,以适应不同物质的测定。
配位滴定法在金属离子测定中具有独特优势,但滴定过程中需控制酸碱度,理解理论要点对实际操作至关重要。
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