实验十六     邻菲罗啉铁配合物组成及稳定常数的测定

一．实验目的：

1．了解吸光广度在测定配合物组成及稳定常数方面的应用。

2．巩固价键理论。

3．学习721型分光光度计的使用。

二．实验原理：

设金属离子M和配位剂R形成有色配合物MRn(电荷省略)。反应如下：

M+nR=MRn，测定配合物的组成，就是要确定MRn中的n。本实验采用等摩尔系列法，即用相同浓度的金属离子水溶液和配位剂水溶液，配制一组标准系列溶液。在配制时要满足如下两个条件：(1)金属离子用量由少到多依次递增；(2)每份混合溶液总体积(或总摩尔数)保持不变。在这一系列溶液中，形成的配合物浓度必定是先增后减。开始时，配位剂过量，配合物的浓度取决于金属离子浓度。因此，配合物的浓度逐渐增大，溶液颜色逐渐加深，吸光度也逐渐增大。当金属离子浓度与配位剂浓度比值刚好与配合物的配位比n相同时，金属离子与配位剂全部形成配合物，溶液颜色最深，吸光度最大。在往后，金属离子浓度继续增大，而配位剂浓度不断降低，配合物的浓度主要取决于配位剂的浓度。因此，配合物的浓度趋势是越来越小，溶液颜色越来越浅，吸光度逐渐减少。

如果以所配溶液的吸光度位纵坐标，以所用的金属离子溶液体积(或配位剂溶液体积)位横坐标作图，将会得到一种形成曲线。该曲线最高点对应的是配合物浓度极大值，即金属离子与配位剂全部配合，此时溶液的组成即为配合物的组成：n=V_R/V_M，式中，V_R是曲线最高点对应的配位剂溶液体积；V_M是曲线最高点对应的金属离子溶液体积。

钟型曲线两边的直线部分延长得一交点，对应的吸光度为A₁，它应是金属离子与配位剂全部形成配合物时的吸光度，而曲线最高点吸光度为A₂，较A₁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α=(A₁-A₂)/A₁，对于配位反应，

M+nR=MRn

平衡时           cα    ncα  c-cα

式中c为配合物总浓度。配合物的稳定常数K应为：

K=(MRn)/(M)®ⁿ=(c-cα)/cα(ncα)ⁿ=(1-α)/(nc) ⁿαⁿ⁺¹

三．实验内容及步骤：

(1)   标准溶液配制（由教师准备）；

(2)   取11只50ml容量瓶洗净，编号。按表9-2配制一系列溶液。

(3)   分别配制同量试剂的空白溶液。

(4)   选定波长λ=508nm，2cm比色皿，将11份溶液的吸光度依次测出。用空白溶液做参比。

四．数据记录及处理：记录所测数据，以吸光度为纵坐标，铁标液体积和邻菲罗啉标液体积为横坐标，作图(应用直角坐标纸)。从图中找出最大吸收峰值，求出配合物组成和配位常数。

五．讲课重点：光度法测定原理及测定方法；721分光光度计的使用。

六．讲课难点：721分光光度计的使用。

七．思考题：P122。

八．要配的溶液有：

1．1.8×10^-4mol/L,0.07030g硫酸亚铁铵（AR），用50ml1mol/LHCL溶解，移入容量瓶后再加50ml1mol/LHCL,稀释，摇匀。

2．1.8×10^-4mol/L的邻菲罗啉标液。