北京交通大学：《环境分析化学》课程教学课件（讲稿）第三章 络合滴定（酸碱滴定）

Water Analytical Chemistry第四章络合滴定

Water Analytical Chemistry 第四章 络 合 滴 定

4.1络合平衡分析化学中广泛使用4.1.1分析化学中中的络合物各种类型的络合物沉淀剂例如，8-羟基喹啉与镁离子生成螯合物沉淀：HHMg(H20)62+ ++2H++4H20OHHH掩蔽剂例如，用KCN掩蔽Zn2+，消除其对EDTA滴定Pb2的干扰。Zn 2+ + 4CN= = Zn(CN) 3

4.1 络合平衡 4.1.1 分析化学中的络合物 沉淀剂 例如，8-羟基喹啉与镁离子生成螯合物沉淀： Mg(H2O )6 2+ + N O H 2 N O N O Mg O H H O H H + 2 H+ + 4 H2O 掩蔽剂 例如，用 KCN 掩蔽Zn2+ ，消除其对EDTA 滴定 Pb2+ 的干扰。 + − − + = 2 4 2 Zn 4CN Zn(CN) 分析化学中广泛使用 各种类型的络合物

分析化学中的络合物螯合物多核络合物简单配体络合物O=0HCO_CH2H2C-NCH2OHO=C2+Fe(H20)4]4+Cu(NH 3)4[(H20)4FeOCaOHCH2O-CH20=O有机络合剂螯合物无机络合剂简单配位络合物①稳定（环状）②组成简单恒定③选择性好①不够稳定②逐级络合③多组分共存

分析化学中的络合物 简单配体络合物 2+ 3 4 Cu(NH ) 螯合物 C C N C C O O O O CH2 CH2 CH2 O O C C CH2 N O O Ca H2 H2 多核络合物 [(H2O)4Fe OH OH 2+ Fe(H2O)4] 4+ 3 4 Cu(NH ) [(H2O)4Fe OH OH Fe(H2O)4] 4+ C C N C C O O O O CH2 CH2 CH2 O O C C CH2 N O O Ca H2 H2 无机络合剂 简单配位络合物 ①不够稳定②逐级络合③多组分共存 有机络合剂 螯合物 ①稳定（环状）②组成简单恒定 ③选择性好

显色剂例如，邻二氮菲显色分光光度法测定铁：Fe2+ +Fe邻二氮菲桔红色入max滴定剂HCO_CH2例如：EDTA络合滴定H2C-NCH20=C法测定水的硬度所形成NCaCH2的Ca2+-EDTA络合物。COCH2OO

3 3 Fe2+ 3 N N + N N Fe 2+ 邻二氮菲 桔红色 max 显色剂 例如，邻二氮菲显色分光光度法测定铁： 滴定剂 例如：EDTA 络合滴定 法测定水的硬度所形成 的Ca2+ -EDTA络合物。 C C N C C O O O O CH2 CH2 CH2 O O C C CH2 N O O Ca H2 H2

络合物的平衡常数与各级分布分数4.1.2EDTA络合物：稳定常数离解常数累积稳定常数[MY] K=Kβi = KiM+Y=MYKi[M][Y]逐级形成络合物多元络合物：M + nL = ML n Stepwise complex formation逐级络合稳定常数离解常数累积稳定常数[ML]1KiK-nM+L=MLβi = Ki[M][L]K1[ML,]1β; =IIKjMLi- +L= ML; K, =K-(n-i+1)Ki[MLi-i][L]j-1n[MLn]K-1 =MLn-1+L=MLnKnβn = IIK;Kn[MLn-J[L]=1

4.1.2 络合物的平衡常数与各级分布分数 EDTA络合物： M + Y = MY [M][Y] [MY] K1 = 稳定常数 1 1 1 K K− = 离解常数 累积稳定常数 1 = K1 多元络合物： M + nL = MLn Stepwise complex formation 逐级形成络合物 M + L = ML 1 1 K K−n = [M][L] [ML] K1 = 1 = K1 MLi-1 + L = MLi . [ML ][L] [ML ] i-1 i Ki = i n i K K 1 −( − +1) = = = i j i K j 1  . Kn K 1 −1 = = = n i n Ki 1  [ML ][L] [ML ] n-1 n MLn-1 + L = MLn Kn = 逐级络合 稳定常数 离解常数 累积稳定常数

累积稳定常数与平衡浓度的关系nIg βn = Zlg K;多元络合物M+nL = MIi=1[ML,]K_(n-i+1)β, =IIK,MLi-1 +L= MLiKi=K[MLi-][L]j=1[ML;][ML.Mβ, = K, = KK2...KMIILIIMLTLITML-Lj=l[L]i[ML,]B[ML, ] = β,[M][L]’[M][L]重要公式质子络合物B+nH+ =H,B[H,B] = β,[B][H]

i i i [M][L] [ML ]  = 累积稳定常数与平衡浓度的关系 i n i K K 1 −( − +1) = = = i j i K j 1  [ML ][L] [ML ] i-1 i MLi-1 + L = MLi Ki = [ML ][L] [ML ] . [ML][L] [ML ] [M][L] [ML] . 1 2 1 2 1 − = = = =   i i i i j i K j K K K [L]i i i i [ML ] =  [M][L]  = = n i n Ki 1 lg  lg 重要公式 多元络合物 MLn M + nL = 质子络合物 B + nH = Hn B + i i i [H B] =  [B][H] 推导过程

质子化常数[H,B]Bn质子络合物：B+nH+=H,B[Hn-B][H]逐级质子化Stepwise protonation累积常数逐级质子化质子化常数酸离解常数[HB]KHKanB+H=HBβi = KHKH[B][H]一[H,B]K3KHH-B+H=HBa(n-i+1)KH B-IIKH[H,,B][Hj=1n[H,B]KalH,B+H-H,BKHβ, -IIkHKH[Hn-, B][H]ni=1

质子络合物： Stepwise protonation 质子化常数 B+ nH = Hn B + 逐级质子化 B+ H = HB H 1 1 K Kan = [B][H] H [HB] K1 = H 1 = K1 Hi-1 B+ H = Hi B . [H B][H] [H B] -1 H i i Ki = ( 1) H 1 i a n i K K − + = = = i j i K j 1 H  逐级质子化 质子化常数 酸离解常数 累积常数 [H B][H] [H B] n-1 n  n = . 1 H 1 n a K K = = = n i n Ki 1 H Hn-1 B+ H = Hn B  [H B][H] [H B] -1 H n n Kn =

4.1.3各级络合物的分布分数多元络合物M + nL = ML[ML;]分布分数定义; = x(ML;)CM据物料平衡：CM =[M] +[ML] +[ML2] + ....+[ML n]CM = [M]+ β,[M][L] + β,[M][L]2 +.... + β,[M][L]"nZβ,[L]')(1 +CM =[M]i-1[ML,]BIMILJ'S, = x(ML;)= f([L],β,)0[M](1+Zβ,[L])CM比较酸的分布分数：β,[L]S; = f(Ka,pH)(1+β,[L)

4.1.3各级络合物的分布分数 MLn 多元络合物 M + nL = 分布分数定义 M [ML ] (ML ) c x i  i = i = 据物料平衡： [M] [ML] [ML ] . [ML ] M 2 n c = + + + + n n c [M] [M][L] [M][L] . [M][L] 2 M = + 1 +  2 + +  （ i ） n i i c [M] 1 [L] 1 M = = +    + = + = = (1 [L] ) [L] [M] (1 [L] ) [ML ] [M][L] M i i i i i i i i i i c      (ML ) ([ ], ) i i L i  = x = f  f (K , pH )  i = a 比较酸的分布分数：

铜络合物各种型体的分布1. 02Cu(NH3),2+80.Cu(NH),2+分布分数0. 60. 4Cu(NH3)2+Cu(NH3)2+0. 20. 026531042.12.93.54.1IgKi-4pNH3

铜氨络合物各种型体的分布 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 6 5 4 3 2 1 0 pNH3 分布系数 Cu(NH3 ) 2+ Cu(NH3 )2 2+ Cu(NH3 )3 2+ Cu2+ Cu(NH3 )4 2+ lgK 4.1 3.5 2.9 2.1 1-4 分 布 分 数

4.2氨羧络合剂·4.2.1氨羧络合剂

4.2 氨羧络合剂 • 4.2.1 氨羧络合剂