络合滴定习题 1. 填空 (1) EDTA是一种氨羧络合剂,名称 ,用符号 表示,其结构式为 。配制标准溶液时一般采用EDTA二钠盐,分子式为 ,其水溶液pH为 ,可通过公式 进行计算,标准溶液常用浓度为 。 (2) 一般情况下水溶液中的EDTA总是以 等 型体存在,其中以 与金属离子形成的络合物最稳定,但仅在 时EDTA才主要以此种型体存在。除个别金属离子外。EDTA与金属离子形成络合物时,络合比都是 。 (3) K/MY称 ,它表示 络合反应进行的程度,其计算式为 。 (4) 络合滴定曲线滴定突跃 的大小取决于 。在金属离子浓度一定的条件下, 越大,突跃 ;在条件常数K/MY一定时, 越大,突跃 。 (5) K/MY值是判断络合滴定误差大小的重要依据。在pM/一定时,K/MY越大,络合滴定的准确度 。影响K/MY的因素有 ,其中酸度愈高 愈大,lg/MY ; 的络合作用常能增大 ,减小 。在K/MY一定时,终点误差的大小由 决定,而误差的正负由 决定。 (6) 在[H+]一定时,EDTA酸效应系数的计算公式为 。 解:(1) EDTA是一种氨羧络合剂,名称 乙二胺四乙酸 ,用符号 H4Y 表示,其结构式为 。配制标准溶液时一般采用EDTA二钠盐,分子式为,其水溶液pH为 4.4 ,可通过公式进行计算,标准溶液常 用浓度为 0.01mol?L-1 。
(2) 一般情况下水溶液中的EDTA总是以 H6Y2+、H5Y+、H4Y、H3Y-、H2Y2-、HY3-和Y4-等 七种 型体存在,其中以 Y4- 与金属离子形成的络合物最稳定,但仅在pH?10时EDTA才主要以此种型体存在。除个别金属离子外。EDTA与金属离子形成络合物时,络合比都是1∶1。 (3) K/MY称 条件形成常数 ,它表示 一定条件下 络合反应进行的程度,其计算式为 。 (4) 络合滴定曲线滴定突跃的大小取决 金属离子的分析浓度CM和络合物的条件形成常数 。在金属离子浓度一定的条件下, 值 越大,突跃 也越大 ;在条件常数K/MY一定时, CM 越大,突跃 也越大 . (5) K/MY值是判断络合滴定误差大小的重要依据。在△pM/一定时,K/MY越大,络合滴定的准确度 越高 。影响K/MY的因素有 酸度的影响、干扰离子的影响、配位剂的影响、OH-的影响 ,其中酸度愈高, H+浓度 愈大,lg/MY 值越小 ; 络合剂 的络合作用常能增大 α、M ,减小 K/ 。在K/MY一定时,终点误差的大小由△pM/、CM、K/MY决定,而误差的正负由△pM/ 决定。 (6) 在[H+]一定时,EDTA酸效应系数的计算公式为 。 2. Cu2+、、Zn2+、、Cd2、Ni2等离子均能与NH3形成络合物,为什么不能以氨水为滴定剂用络合滴定法++来测定这些离子? 答;由于多数金属离子的配位数为四和六。Cu2、Zn2、Cd2、Ni2等离子均能与NH3形成络合物,络合++++速度慢,且络合比较复杂,以氨水为滴定剂滴定反应进行的完全程度不高。不能按照确定的化学计量关系定量完成,无法准确判断滴定终点。 3. 不经具体计算,如何通过络合物MLn的各βi值和络合剂的浓度[L]来估计溶液中络合物的主要存在型体? 答:各型体分布分数为: …
再由[MLi]=δiCM 得,溶液中络合物的主要存在型体由δi决定。故只要那个越大,就以配位数为i的型
体存在。
4. 已知乙酰丙酮(L)与Al3络合物的累积常数lgβ1~lgβ3分别为8.6,15.5和21.3,AlL3为主要型体时的
+
pL范围是多少?[AlL]与[AlL2]相等时的pL为多少?pL为10.0时铝的主要型体又是什么?
解:由 ,,
由相邻两级络合物分布曲线的交点处有 pL=lgKi ① AlL3为主要型体时
∴在pL<5.8时,AlL3为主要型体。
② 时, ③
∴ Al3+为主要型体。
5. 铬蓝黑R(EBR)指示剂的H2In2-是红色,HIn2-是蓝色,In3-是橙色。它的pKa2=7.3,pKa3=13.5。它与金属离子形成的络合物MIn是红色。试问指示剂在不同的pH的范围各呈什么颜色?变化点的pH是多少?它在什么pH范围内能用作金属离子指示剂? 解:由题
(红色) (蓝色) (橙色)
①pH<6.3时呈红色,pH=8.3~12.5时呈蓝色,pH>14.5时呈橙色; ②第一变色点的pH=7.3;第二变色点的pH=13.5。
③铬蓝黑R与金属离子形成红色的络合物,适宜的酸度范围在pH=9~12之间。
6. Ca2+与PAN不显色,但在pH=10~12时,加入适量的CuY,却可以用PAN作为滴定Ca2+的指示剂,为什么?
解:pH=10~12在PAN中加入适量的CuY,可以发生如下反应 CuY(蓝色)+PAN(黄色)+M = MY + Cu—PAN
(黄绿色) (紫红色)
Cu—PAN是一种间接指示剂,加入的EDTA与Cu2+定量络合后,稍过量的滴定剂就会夺取Cu—PAN中的Cu2+,而使PAN游离出来。
Cu—PAN+Y= CuY +PAN 表明滴定达终点 (紫红色)(黄绿色)
7. 用NaOH 标准溶液滴定FeCl3溶液中游离的HCl时,Fe3+将如何干扰?加入下列哪一种化合物可以消除干扰?EDTA,Ca-EDTA,柠檬酸三钠,三乙醇胺。
解:由于Fe3+和NaOH溶液生成Fe(OH)3沉淀,故可以用EDTA消除干扰,EDTA和Fe3+形成络合物,稳定性大,减少了溶液中的游离的Fe3+。
8. 用EDTA滴定Ca2+、Mg2+时,可以用三乙醇胺、KCN掩蔽Fe3+,但不使用盐酸羟胺和抗坏血酸;在pH=1滴定Bi3+,可采用盐酸羟胺或抗坏血酸掩蔽Fe3+,而三乙醇胺和KCN都不能使用,这是为什么?已知KCN严禁在pH<6的溶液中使用,为什么?
解:由于用EDTA滴定Ca2+、Mg2+时,pH=10,用三乙醇胺和KCN来消除,若使用盐酸羟胺和抗坏血酸,则会降低pH值,影响Ca2+、Mg2+滴定;三乙醇胺是在溶液呈微酸性时来掩蔽Fe3+,如果pH越低,则达不到掩蔽的目的;pH<6的溶液中,KCN会形成弱酸HCN(剧毒性物质),难以电离出CN-来掩蔽Fe3+。所以在pH<6溶液中严禁使用。
9. 用EDTA连续滴定Fe3+、Al3+时,可以在下述哪个条件下进行? a) pH=2滴定Al3+,pH=4滴定Fe3+;
b) pH=1滴定Fe3+,pH=4滴定Al3+; c) pH=2滴定Fe3+,pH=4返滴定Al3+; d) pH=2滴定Fe3+,pH=4间接法测Al3+。
解:可以在(c)的条件下进行。调节 pH=2~2.5,用EDTA先滴定Fe3+,此时Al3+不干扰。然后,调节溶液的pH=4.0~4.2,,再继续滴定Al3+。由于Al3+与EDTA的配位反应速度缓慢,加入过量EDTA,然后用标准溶液Zn2+回滴过量的EDTA。
10.如何检验水中是否含有金属离子?如何判断它们是Ca2+、Mg2+, 还是Al3+、Fe3+、Cu2+? 答:由于Ca2+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Cu2+都为有色的金属离子,在溶液中加入EDTA则形成颜色更深的络合物。可以检验水中含有金属离子。在pH=10时,加入EBT,则Ca2+、Mg2+形成红色的络合物;CuY2-为深蓝色,FeY-为黄色,可分别判断是Fe3+、Cu2+。
11.若配制EDTA溶液的水中含Ca2+,判断下列情况对测定结果的影响:
(1)以CaCO3为基准物质标定EDTA,并用EDTA滴定试液中的Zn2+ ,二甲酚橙为指示剂; (2)以金属锌为基准物质,二甲酚橙为指示剂标定EDTA,用EDTA测定试液中的
Ca2+、Mg2+合量;
(3)以CaCO3为基准物质,络黑T为指示剂标定EDTA,用以测定试液中Ca2+、Mg2+ 合量。 并以此例说明络合滴定中为什么标定和测定的条件要尽可能一致。
答:(1)由于EDTA水溶液中含有Ca2+ ,Ca2+与EDTA形成络合物,标定出来的EDTA浓度偏低,用EDTA滴定试液中的Zn2+,则Zn2+浓度偏低。
(2)由于EDTA水溶液中含有Ca2+ ,部分Ca2+与EDTA形成络合物,标定出来的EDTA浓度偏低,用EDTA滴定试液中的Ca2+、Mg2+,则合量偏低。
(3)用CaCO3为基准物质标定EDTA ,则CaCO3中的Ca2+被EDTA夺取,还有水中的Ca2+都与EDTA形成络合物,标定出来的EDTA浓度偏低,标定试液中Ca2+、Mg2+合量偏低。