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配位滴定法中配合物概述

发布时间:2018-11-03 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:2638

配位滴定法是以配位反应为基础的滴定分析方法,可通过金属离子与配位剂作用形成配合物进行滴定分析。

乙二胺四乙酸是一种四元酸,习惯上用H4Y表示。因为其在水中的溶解度很小,所以常用它的二钠盐Na2H2Y·2H2O,一般简称EDTA。在水溶液中,EDTA具有双偶极离子结构:

当H4Y溶于酸度很高的溶液时,其两个羧酸根还可以接受两个H+,形成六元酸H6Y2+,有六级离解平衡:


由此可见,EDTA在水溶液中以H6Y2+、H5Y+、H4Y、H3Y-、H2Y2-、HY3-和Y4- 7种型体存在,且在不同酸度下,各种型体的分布分数δ(各种型体的浓度与EDTA总浓度之比)是不同的。EDTA各种存在型体在不同pH时的分布曲线如图7-1所示。

圈7-1 EDTA各种存在型体在不同pH时的分布曲线

在这7种型体中,只有Y4-能与金属离子直接配位。因此溶液的酸度越低(pH越大),Y4-的存在形式越多,EDTA的配位能力越强。

不同pH时EDTA的主要存在型体如表7-1所示。

表7-1 不同pH时EDTA的主要存在型体

由表7-1可知,在pHCl的强酸性溶液中,EDTA主要以H6Y2+形式存在;在pH>10.3的碱性溶液中,主要以Y4-形式存在。

7.1.2EDTA与金属离子的配合物

EDTA分子具有两个氨氮原子和四个羧氧原子,均为孤对电子,即有六个配位原子。它可以和绝大多数的金属离子形成稳定的配位物。

EDTA与金属离子配位形成具有六配位、五个五元环结构稳定的配合物,具有该类环结构的螯合物比较稳定,配位反应较完全。图7-2所示为EDTA与Ca2+、Fe3+形成的配合物的立体结构示意图。

一般情况下配位比为1.1,计量关系简单。例如,

图7-2 EDTA与Ca2+、Fe3+形成的配合物的立体结构

在计算时均可以取其化学式作为基本单元,计算简单。只有少数高价金属离子,例如,Zr、Mo等金属离子形成2:1形式配合物。

大多数Mn+与EDTA形成配合物的反应瞬间即可完成,只有极少数金属离子如Cr3+、A13+室温下反应较慢,但是可以加热促使反应迅速进行。

形成的配合物易溶于水且无色的金属离子形成无色配合物,与有色的金属离子形成颜色更深的配合物,例如,

滴定这些离子时,要适当控制其浓度,一般不宜过大,便于指示剂确定其终点。

EDTA与金属离子的配位能力与溶液的pH有密切的关系。使用时要注意选择合适的缓冲溶液。

文章来源:《分析化学分析方法的原理及应用研究》

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