pH滴定法测定Cu(II)-乙二胺的稳定常数.doc

pH滴定法测定Cu（II）－乙二胺的稳定常数一、实验目的1． 熟悉用pH滴定法测定Cu（II）－乙二胺络合物的稳定常数的方法2． 掌握如何用半整数法求稳定常数的计算方法二、方法原理铜（II）离子与乙二胺（en）形成1:1和1:2络合物，两种络合物的浓度比取决于溶液的pH值当pH较小时，主要存在1:1络合物；当pH较大时，主要存在1:2络合物本实验是采用酸碱滴定法测定络合物稳定常数首先用半整数法测定乙二胺的质子化形成常数，然后用平均配位数（n平）法求混合物溶液的滴定曲线见下图1．乙二胺的质子化平衡及其常数可表达如下：（1）（2）（3）（4）所谓半整数法是个近似方法，它不考虑水的质子化贡献，即当滴定进行至第一终点需要滴定剂的体积一半时（简称0.5滴定终点），可以认为[en]≈[enH+]，由式（3）可得：pH=lgK1H=pKa2 （5）当滴定进行至第一终点和第二终点的中间点时（简称1.5滴定终点），可认为[enH+]≈[enH22+]由式（2）可得：pH=lgK2H=pKa1 （6）2．Cu（II）与乙二胺的络合物平衡及其稳定常数又可表示为：如果同样用半整数近似方法，（7）（8）则有：lgK1=p[en]0.5 （9）lgK2=p[en]1.5 （10）3．Cu（II）－乙二胺的络合物平均配位数（n平）可用下式表示： （11）而乙二胺总浓度cen与n平的关系为：cen=[en]+[enH+]+[enH22+]+n平cM （12）式中cM为Cu（II）的总浓度。

由（7）、（8）和（12）式的关系，可推出： （13）（14）（15）而对乙二胺的分配系数（δen）和平均质子化数（n平en）可分别用下式表示：而被测定溶液中酸的总浓度为：CH=[H+]+[enH+]+2[enH2+2] （16）由（12）、（15）和（16），可推出： （17）整理（17）式，从络合物的n平作为函数表示： （18）如果当CH>>[M]时，可简化为：n平≈（cen-cH / n平en）/cM （19）由（15）、（16）和（17）式，对[en]可表示为： （20）用盐酸滴定乙二胺溶液时，便可从（5）、（6）式计算乙二胺的Ka1和Ka2再用盐酸滴定Cu（II）－乙二胺试液时，便可从（14）、（17）式计算出δen和n平en因为乙二胺总浓度Cen，滴定剂加入总浓度CH和Cu（II）总浓度CM为已知量代入（19）式计算n平，代入（20）式计算[en]如果求算了一系列n平和相应的[en]后，可按下述方法求Cu（II）－乙二胺络合物稳定常数。

1． 作图法以络合物的n平为纵坐标，p[en]为横坐标作图图中n平=0.5处，相应p[en]0.5即为lgK1；而n平=1.5处，相应p[en]1.5即为lgK22． 直线法令（13）式中K1=β1，K1 K2=β2，则n平为： （21）整理（21）式得： （22） 令： 则有： y = β2x –β1 （23）y与x为直线方程，可用作图或计算法求络合物的K1和K2三、仪器和试剂1、 pHS-29A型酸度计，电磁搅拌器2、 pH复合玻璃电极（雷磁E-201c型塑料壳可充式电极）3、 pH=4.00邻苯二甲酸氢钾标准pH缓冲溶液，pH=9.18硼砂标准pH缓冲溶液详见配制方法）4、 0.40mol/L乙二胺溶液5、 0.150 mol/L氯化铜（CuCl2）溶液（用99.9％纯铜配置）6、 0.400mol/L盐酸标准溶液7、 1.0 mol/L硝酸钾溶液8、 0.150 mol/L氯化钡（BaCl2）溶液四、实验步骤1．按图2联接实验装置，并预热仪器，用双标准pH缓冲溶液校正pH计。

2．用移液管取2.0mL0.150 mol/LCuCl2溶液于150mL烧杯中，加入1.0 mol/LKNO3溶液10mL，加蒸馏水至近50mL，放入搅拌子，开动搅拌器，在慢速搅拌下加入0.40 mol/L乙二胺溶液5.0mL装好滴定管，用0.400mol/L盐酸标准溶液滴定，每次加入0.5mL，读取稳定pH值，记录滴定至pH约为23．用BaCl2溶液代替CuCl2溶液，按实验步骤2重新滴定1份试液五、结果处理1． 在同一张坐标纸上，绘出两次滴定的pH对所加滴定剂的体积（mL）作图2． 从乙二胺－BaCl2试液的滴定曲线上用半整数法求出乙二胺的K1和K2，以及乙二胺的准确浓度3． 从乙胺－CuCl2试液的滴定曲线上，按方法原理中介绍的方法，选n平在0.4～1.7之间足够点的n平和[en]的对应数据用上述方法的两种方法绘图求算Cu（II）－乙二胺络合物的K1和K2。