1.EDTA及其配合物知識點講解內容EDTA的性質EDTA配合物配合物的穩(wěn)定常數(shù)EDTA的酸效應及酸效應系數(shù)金屬離子的配位效應及配位效應系數(shù)條件穩(wěn)定常數(shù)1.EDTA的性質EDTA：乙二胺四乙酸，習慣上用縮寫符號H4Y表示，是一種常用的有機配位劑。N-CH2-CH2-NCH2COOHCH2COOHHOOCCH2HOOCCH2EDTA分子結構示意圖EDTA在水中溶解度小，不適于做滴定劑。通常用易溶于水的乙二胺四乙酸二鈉(也簡稱為EDTA)作滴定劑。EDTA六基配體EDTA分子中有六個配位原子N-CH2-CH2-NCH2COOHCH2COOHHOOCCH2HOOCCH2EDTA在水溶液中，形成雙偶極離子N-CH2-CH2-NCH2COOCH2COOHHOOCCH2OOCCH2H+H+--六元酸N-CH2-CH2-N

CH2COOHHOOCCH2OOCCH2

N-CH2-CH2-NCH2COOHCH2COOHHOOCCH2HOOCCH2

H+當溶液酸度較高時，EDTA的兩個羧酸根可接受兩個H+，形成相當于六元酸的H6Y2+六步解離過程：

不同pH值時EDTA的主要存在型體pH<11-1.61.6-2.02.0-2.672.67-6.166.16-10.26>10.26存在型體H6YH5YH4YH3YH2YHYYEDTA七種型體中，只有Y能與金屬離子直接配位。H6Y2+H5Y+H4YH3Y-H2Y2-HY3-Y4-(簡寫為Y)在EDTA體系中存在下例型體：

EDTA在水中存在下例七種型體：

④

與無色金屬離子形成無色配合物，便于指示劑確定滴定終點。

EDTA配合物的特點①

配合物在水中穩(wěn)定性好，滴定反應進行的完全程度高；②

配位比簡單，絕大多數(shù)為1:1，無逐級配位現(xiàn)象；③大多數(shù)配合物水溶性好，滴定可在水溶液中進行；2.EDTA配合物EDTA配合物的顏色特征（1）EDTA與無色金屬離子形成無色配合物，如：CaY、ZnY、AlY(均無色)。滴定有色金屬離子時，便于指示劑確定滴定終點，待測試液濃度不能太大。如：NiYCuY

CoYMnY

藍綠色深藍色玫瑰紫色紫紅色（2）EDTA與有色金屬離子形成比金屬離子顏色更深的配合物在配位滴定過程中，如果沒有發(fā)生任何副反應，達到平衡時，其穩(wěn)定常數(shù)又稱為絕對穩(wěn)定常數(shù)。

3.配合物的穩(wěn)定常數(shù)EDTA(Y)與金屬離子(M)形成1:1型配合物MY，反應通式：配合物的穩(wěn)定常數(shù)M+Y?MY同類型配合物，KMY

越大，配合物越穩(wěn)定4.

EDTA的酸效應及酸效應系數(shù)EDTA的酸效應主反應：在配位滴定過程中，被測金屬離子M與Y配位，生成配合物MY的反應。

酸效應會使EDTA參加主反應的能力降低。M+Y?MY副反應：反應物M、Y及MY都可能與溶液中其他組分發(fā)生反應，影響主反應的進行。酸效應系數(shù)酸效應系數(shù)αY(H)：衡量酸效應對主反應影響的大小[Y]

：能配位的游離EDTA的平衡濃度式中cY：EDTA各種型體總濃度根據(jù)EDTA的解離平衡，可得αY(H)的表達式為：αY(H)越大，酸效應越嚴重，參加主反應的Y越少。αY(H)與溶液酸度有關，αY(H)隨溶液pH的增大(酸度的減小)而減小。

配位效應：被測金屬離子M與溶液中可能存在的其它配位劑L(如：緩沖劑、輔助配位劑、掩蔽劑等)反應生成配合物ML1~n的副反應。5.金屬離子的配位效應及配位效應系數(shù)金屬離子的配位效應配位效應會使金屬離子參加主反應的能力降低。配位效應系數(shù)(αM(L))：衡量配位效應對主反應影響的大小

式中cM

：未與Y配位的金屬離子的各種存在形式的總濃度[M]

：游離金屬離子濃度配位效應系數(shù)若用K1，K2，…..，Kn表示配合物MLn的逐級穩(wěn)定系數(shù)，可得αM(L)的表達式為：

溶液中游離配體(L)濃度越高，配合物穩(wěn)定常數(shù)越大，αM(L)也越大，M的配位效應就越嚴重，對主反應越不利。6.條件穩(wěn)定常數(shù)條件穩(wěn)定常數(shù)(K?MY)：考慮了副反應影響而得出的穩(wěn)定常數(shù)。

cY和cM分別為：未形成MY配合物的金屬離子和EDTA的總濃度?？紤]酸效應和配位效應的影響

一定的配合物，溶液酸度越低(pH越大)，K?MY大，主反應的完全程度就越高。配位滴定M時，要選擇合適的酸度條件。

知識點講解內容EDTA的性質EDTA配合物配合物的穩(wěn)定常數(shù)EDTA的酸效應及酸效應系數(shù)金屬離子的配位效應及配位效應系數(shù)條件穩(wěn)定常數(shù)2.配位滴定法知識點講解內容配位滴定曲線配位滴定的條件消除干擾的方法金屬指示劑1.配位滴定曲線配位滴定曲線pM=-lg[M]在配位滴定化學計量點附近，溶液中金屬離子濃度(pM)發(fā)生突躍。配位滴定曲線：將配位滴定過程中，被滴定金屬離子濃度(pM)的變化對EDTA的加入量作圖得到的曲線。配位滴定突躍：滴定突躍的pCa為：5.30-7.68pH=12時，0.01000mol/LEDTA滴定20.00mL0.01000mol/L的Ca2+溶液的滴定曲線。突躍上限－－(0.1%)突躍下限－－(-0.1%)化學計量點－－(pCa=6.49)pCa=5.30pCa=7.680配位

滴定突躍滴定突躍影響因素

cM200100滴定分數(shù)/%cM在被測金屬離子濃度(cM)一定情況下，配合物的lgK'MY

越大，滴定突躍范圍越大。被測金屬離子濃度對滴定突躍的影響lgK'MY=10時，EDTA標準溶液滴定不同濃度金屬離子的滴定曲線lgK'MY一定條件下，cM越大,滴定突躍范圍越大2.配位滴定條件準確滴定單一金屬離子的條件配位滴定中，當目測終點與化學計量點二者的差值△pM=±0.2pM，用等濃度的EDTA標準溶液滴定初始濃度為cM的金屬離子M，若允許終點誤差為±0.1%，可推導出準確滴定單一金屬離子的條件為：當金屬離子的初始濃度cM=0.01000mol/L的特定條件下，準確滴定條件為：lgK′MY≥8lg(cM·K′MY)≥6配位滴定的酸效應曲線最低pH值若滴定過程中只考慮EDTA的酸效應，當cM=0.01000mol/L時，則根據(jù)lgK′MY≥8，可得：

lgK′MY=lgKMY–lgαY(H)≥8lgαY(H)≤lgKMY–8將各種金屬離子的lgKMY代入上式，可求出對應最大lgαY(H)，再查表，可得滴定相應金屬離子時允許的最低pH。EDTA酸效應的曲線

利用該曲線，可查找單獨滴定某金屬離子時所允許的最低酸度?？膳袛嗄男┕泊娴钠渌饘匐x子，在一定pH范圍內會對被測金屬離子產生干擾。3.消除干擾方法控制溶液的酸度溶液中存在被測金屬離子M和干擾離子N，且KMY＞K

NY，利用滴定時所允許的最小pH值不同，通過控制滴定時溶液的酸度，使M與EDTA定量反應，而N基本不與之反應生成穩(wěn)定的配合物，從而可以達到消除干擾的目的。控制溶液酸度，進行分別滴定的條件：lg(cMKMY)-lg(cMKNY≥5控制溶液酸度，進行分別滴定的條件：lgKMY-lgKNY=?lgK

≥5當cM

=

cN?lgK?≥5為判斷能否利用控制酸度進行分別滴定的條件掩蔽方法若不滿足?lgK≥5的條件

，采用掩蔽法，消除干擾。方法原理應用配位掩蔽法利用掩蔽劑與干擾離子形成穩(wěn)定配合物測定水中的Ca2+、Mg2+時，加入三乙醇胺，與Fe3+、Al3+形成更穩(wěn)定的配合物，消除沉淀掩蔽法利用掩蔽劑與干擾離子形成沉淀在Ca2+、Mg2+混合液中，加入NaOH，生成Mg(OH)2沉淀，可用EDTA選擇性滴定Ca2+氧化還原掩蔽法利用氧化還原反應改變干擾離子的價態(tài)測定Bi3+、Zr4+、Th4+離子時，用抗壞血酸、鹽酸羥胺等將Fe3+還原為Fe2+,

消除Fe3+干擾4.金屬指示劑金屬指示劑的作用原理金屬指示劑：一類有機配位劑，與被測金屬離子形成有色配合物，其顏色與游離指示劑本身顏色不同，通過這種顏色突變確定滴定終點。（1）滴定前，加入指示劑，與少量Mg2+反應顯色In（少量）+Mg2+MgIn游離態(tài)顏色絡合物顏色以EDTA滴定Mg2+離子，鉻黑T(In)作指示劑，說明其作用原理（2）滴定開始至終點前，

Y與大量Mg2+反應。In+Mg2+MgInMgY無色，MgIn為背景顏色（3）終點時(計量點)，稍過量的Y奪取MgIn中的M，使In本身游離出來，溶液顯藍色(指示劑顏色)。Y+MgInMgY+In配合物顏色游離態(tài)顏色金屬指示劑應具備的條件01在滴定的pH范圍內，游離指示劑本身的顏色同指示劑與金屬離子形成配合物的顏色應有顯著不同。02指示劑與金屬離子形成有色配合物的顯色反應要靈敏。03指示劑與金屬離子形成配合物的穩(wěn)定性適當。知識點講解內容配位滴定曲線配位滴定的條件消除干擾的方法金屬指示劑3.EDTA標準溶液的標定一、實驗目的一、實驗目的掌握Zn2+標準溶液的配制技能掌握減量稱量法稱量固體物質的操作技能掌握EDTA標準溶液標定的原理和技能掌握鉻黑T指示劑確定滴定終點的方法和技能二、實驗原理二、實驗原理1.配位滴定法EDTA能和大多數(shù)金屬離子形成1:1的穩(wěn)定配合物，反應方程式為：M+Y=MY

基準物ZnO指示劑鉻黑T滴定環(huán)境pH=10的氨緩沖溶液中Zn2++In=MgIn（酒紅色）Zn2++Y=ZnY

（無色）Y+ZnIn=In+ZnY2.滴定過程二、實驗原理2.EDTA標準溶液濃度的計算公式為：三、儀器和試劑三、儀器和試劑儀器：電子分析天平，燒杯、錐形瓶、聚四氟乙烯滴定管、25mL移液管、量筒、玻璃棒、洗瓶等試劑：EDTA二鈉鹽溶液、ZnO、鉻黑T指示劑、1+1氨水、NH3-NH4Cl緩沖溶液三、儀器和試劑儀器：電子分析天平，燒杯、錐形瓶、聚四氟乙烯滴定管、25mL移液管、量筒、玻璃棒、洗瓶等試劑：EDTA二鈉鹽溶液、ZnO、鉻黑T指示劑、1+1氨水、NH3-NH4Cl緩沖溶液四、操作流程與步驟1.基準物ZnO的稱量用電子分析天平，減量稱量法稱取0.4gZnO基準物：首先稱量裝有ZnO基準物稱量瓶的總質量，記錄數(shù)據(jù)。然后將稱量瓶取出，在燒杯上方傾斜稱量瓶身，用稱量瓶蓋輕敲稱量瓶口上部，1.基準物ZnO的稱量用電子分析天平，減量稱量法稱取0.4gZnO基準物：使ZnO慢慢落入燒杯中，瓶蓋始終不要離開燒杯上方。當傾出的ZnO接近所需質量時，繼續(xù)用瓶蓋輕敲瓶口的同時，逐漸將瓶身豎直，1.基準物ZnO的稱量用電子分析天平，減量稱量法稱取0.4gZnO基準物：使瓶口的ZnO落回稱量瓶內，蓋好瓶蓋，再準確稱量其質量，記錄數(shù)據(jù)。2.Zn2+標準溶液的配制（1）溶解ZnO固體：將已稱量好的ZnO固體0.4g，置于小燒杯中，加少量水潤濕。滴加約4mL(1+1)鹽酸，用玻璃棒不斷攪拌，使固體完全溶解。2.Zn2+標準溶液的配制（2）將溶液定量轉移到250mL容量瓶中，定量轉移過程中要用玻璃棒引流。2.Zn2+標準溶液的配制具體操作為：右手將玻璃棒懸空伸入容量瓶口中1-2cm處，玻璃棒下端應輕靠在瓶頸內壁。左手拿裝有Zn2+溶液的小燒杯，使燒杯嘴緊靠在玻璃棒上（燒杯離容量瓶口約1cm左右處），2.Zn2+標準溶液的配制使溶液沿玻璃棒和容量瓶內壁緩慢流入容量瓶中。溶液流盡后，燒杯沿玻璃棒稍向上提，同時使燒杯直立，玻璃棒放回燒杯中，豎直后移開燒杯。具體操作為：2.Zn2+標準溶液的配制（3）用洗瓶吹洗玻璃棒和燒杯內壁，將洗滌液定量轉移到容量瓶中，按上述方法重復操作數(shù)次。2.Zn2+標準溶液的配制（4）稀釋定容：(a)先用洗瓶將容量瓶瓶頸處的溶液沖下，繼續(xù)加水至容量瓶容積3/4左右時，將容量瓶拿起，按同一個方向搖動幾周，使溶液初步混勻，繼續(xù)加水至離刻度線0.5-1cm處左右后，2.Zn2+標準溶液的配制（4）稀釋定容：等待1-2分鐘，使附著在瓶頸內壁的溶液流下，再改用膠頭滴管滴加，眼睛平視標線，加水至彎液面底部最低處與標線相切。2.Zn2+標準溶液的配制（4）稀釋定容：(b)蓋緊瓶塞，一手食指按住瓶塞，另一手托住瓶底，倒轉容量瓶，使氣泡上升到頂，搖動數(shù)次再倒過來，如此反復倒轉搖動數(shù)次，使瓶內溶液充分混合均勻。待用。3.滴定用移液管準確移取25.00mLZn2+標準溶液注入250mL錐形瓶中，加蒸餾水稀釋，搖勻。（1）移液3.滴定慢慢滴加1+1氨水，并不斷搖勻，至剛好出現(xiàn)白色渾濁，此時溶液pH約為8。（2）滴加氨水3.滴定用量筒量取10mLNH3-NH4Cl緩沖溶液，加入，搖勻。（3）加入NH3-NH4Cl緩沖溶液3.滴定滴加幾滴鉻黑T指示劑，此時溶液由無色變?yōu)榫萍t色，充分搖勻。（4）滴加指示劑3.滴定（5）滴定用EDTA標準溶液進行滴定，并不斷搖動錐形瓶，滴定過程中滴定速度應先快后慢，當快到達滴定終點時，要半滴半滴的滴入EDTA標準溶液。3.滴定（5）滴定當溶液由酒紅色突變?yōu)榧兯{色時，滴定到達終點。取下聚四氟乙烯滴定管，準確讀取消耗EDTA溶液的體積，記錄數(shù)據(jù)。平行測定三次。取平均值。4.結果計算

取三次平行測定消耗EDTA體積的平均值，計算所配制的EDTA標準溶液的準確濃度。五、注意事項五、注意事項加入10mLNH3-NH4Cl緩沖溶液后，要盡快滴定，不宜放置太久。滴定速度為先快后慢，接近滴定終點時要控制好半滴操作。濃度保留4位有效數(shù)字。實驗結束后，按照6s要求清理實驗臺桌面和儀器，將試劑放入指定位置。踐行兩山精神，廢固和廢液倒入指定容器內，集中綠色無害化處理。4.工業(yè)用水總硬度的測定一、實驗目的掌握用配位滴定法直接測定工業(yè)用水總硬度的原理和操作技能。了解水硬度的表示方法掌握水中總硬度的計算方法掌握指示劑的應用條件二、實驗原理二、實驗原理1.水的總硬度（1）水的總硬度水的總硬度通常是指水中Ca2+、Mg2+的總濃度。（2）水的總硬度表示方法①將所測得的Ca2+、Mg2+折算碳酸鈣(CaCO3)的質量，即每升水中含成CaCO3的毫克數(shù)，單位為mg/L②德國硬度：1硬度單位表示每升水中含10mgCaO，1°=10ppmCaO。這是目前我國普遍使用的一種水的硬度表示方法。2.配位滴定法=Ca2++Y=CaY（無色）Mg2++Y=MgY（無色）Y+MgIn=In+MgYMg2++In=MgIn（酒紅色）3.工業(yè)用水總硬度的計算（1）以CaCO3計