用分光光度法测定邻二氮菲－铁

一、 实验目的

（1） 掌握用分光光度法测定配合物组成的原理方法。

（2） 掌握用分光光度法测定配合物稳定常数的原理方法。

二、 实验原理

分光光度法除应用于被测组分的定量分析外， 还被广泛地应用于配位反应平衡的研究，如配合物的组成和稳定常数的测定等。 本实验以邻二氮菲与铁（Ⅱ）的配位反应为例， 介绍用分光光度法测定配合物组成及稳定常数的原理和方法。

当溶液中只存在一种配合物时， 可采用摩尔比法和等摩尔连续变化法测定配合物的组成， 进而计算其稳定常数。 由于该法简单， 因而应用极为广泛。

设金属离子M和配位剂R在特定p H值条件下，只形成一种配合物MRn：

M＋n R＝MRn

式中， n为配合物的配位数。

1. 摩尔比法

固定金属离子的浓度CM及其他条件，只改变配位剂的浓度CR，配制一系列CR／CM不同的显色液，在配合物的最大吸收波长处， 采用相同的比色皿测量各溶液的吸光度，并对CR／CM作图，如图3-3所示。将曲线的线性部分延长相交于一点，该点对应的CR／CM值即配位数n。摩尔比法适用于稳定性高的配合物组成测定。

图3－3 摩尔比法

2. 等摩尔连续变化法

此法保持溶液中配位剂和金属离子的总浓度之和（CR＋CM） 不变，连续改变CR／CM，配制系列溶液。测量系列溶液的吸光度，并对CM／（CR＋CM） 作图，如图3-4所示。曲线转折点对应的CR／CM值即配位数n。

图3－4 等摩尔连续变化法

等摩尔连续变化法适用于配位数低、 稳定性较高的配合物组成的测定。 此外， 其还可用来测定配合物的不稳定常数。图3-4中B点对应的吸光度A0相当于配合物完全不解离时溶液应有的吸光度， 由于配合物解离， 实测吸光度为A′， 则配合物的解离度α及条件稳定常数K′分别见式（3-1）和式（3-2）：

三、 仪器及试剂

1. 仪器

（1） 721型 （或722型） 分光光度计；

（2） 容量瓶 （50m L）；

（3） 比色皿 （1cm）；

（4） 吸量管 （1m L、2m L、5m L、10m L）。

2. 试剂

（1） 铁标准溶液：1×10-3mol·L-1，由铁标准贮备液稀释配制；

（2） 邻二氮菲水溶液：1×10-3mol·L-1水溶液；

（3） 盐酸羟胺溶液（10g·L-1，用时现配）；

（4） 1mol·L-1的Na Ac溶液。

四、 实验步骤

1. 配合物组成的测定（摩尔比法）

取8只5m L容量瓶，各加入2m L1.00×10-3mol·L-1的标准铁溶液、1m L10g·L-1盐酸羟胺溶液， 摇匀。 依次加入1.0×10-3mol·L-1的邻二氮菲溶液1.0m L、1.5m L、2.0m L、2.5m L、3.0m L、3.5m L、4.0m L、4.5m L，然后各加5m L1mol·L-1的Na Ac溶液， 用蒸馏水稀释至刻度， 摇匀。 放置10min， 在所选用的波长下， 用1cm的比色皿， 以蒸馏水为参比， 测定吸光度。

以邻二氮菲与铁的浓度比CR／CFe为横坐标，以吸光度A为纵坐标作图，根据曲线两部分延长线的交点位置，确定Fe2＋离子与邻二氮菲反应的络合比。

2. 配合物稳定常数的测定 （等摩尔连续变化法）

取12只50m L容量瓶，各分别加入1.00×10-3mol·L-1的标准铁溶液5m L、4.5m L、4.0m L、3.5m L、3.0m L、2.5m L、2.0m L、1.8m L、1.5m L、1.2m L、1.0m L、0.5m L，加入1m L10g·L-1的盐酸羟胺溶液， 再依次加入1×10-3mol·L-1的邻二氮菲5m L、5.5m L、6.0m L、6.5m L、7.0m L、7.5m L、8.0m L、8.2m L、8.5m L、8.8m L、9.0m L、9.5m L，然后各加入5m L1mol·L-1的Na Ac溶液，用水稀释至刻度，摇匀。放置10min，在所选用的波长处， 用1cm比色皿， 以蒸馏水或各自的试剂溶液为参比， 测量各溶液的吸光度。

以邻二氮菲与铁的浓度比CFe／（CR＋CFe） 为横坐标，以吸光度A为纵坐标作图，确定计算配合物的离解度及条件稳定常数。

思 考 题

1. 采用等摩尔连续变化法测定配合物的稳定常数的原理是什么？

2. 在什么条件下， 才可以用摩尔比法测定配合物的组成？