EDTA与螯合剂.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,精选2021版课件,*,第三节 螯合物,（一）螯合物和螯合剂的概念,1,精选2021版课件,螯合物：由中心原子与多齿配体形,成的环状配合物,螯合剂：能与中心原子形成螯和物,螯合效应：这种由于螯和物的生成,而使配合物的稳定性大大增加的作,用配合物中形成的鏊合环数目越多,其稳定性越强。,2,精选2021版课件,形成的螯合环以五元环和六元环最稳定。常见的螯合剂大多是有机化合物，特别是具有氨基N和羧基O的一类氨羧螯合剂使用得更广。,3,精选2021版课件,二、氨羧螯合剂及氨羧 螯合滴定,（一）氨羧螯合剂的结构和特点,氨羧螯合剂中最重要同时应用最广的是乙二氨四乙酸（EDTA）及其二钠盐（EDTA-2Na），统称为 EDTA。结构如下：,4,精选2021版课件,5,精选2021版课件,EDTA在水中溶解度小，故配制标准溶液时，常用它的二钠盐。EDTA的分子或离子中含有2个氨基氮和4个羧基氧可与金属离子配合，生成具有5个五元环的稳定性很高的螯合物。如下图：,6,精选2021版课件,CaY,2-,的结构,7,精选2021版课件,EDTA与金属离子的配合有以下特点：,1.螯合能力强 除碱金属以外，能与几乎所有的金属离子形成稳定的螯合物。,2.与金属离子形成的螯合物大多带有电荷，因此易溶于水。,8,精选2021版课件,3.简单的螯合比 不论几价的金属离子，它们与EDTA总是1：1螯合。例如：,M,2+,+H,2,Y,2-,-MY,2-,+2H,+,M,3+,+H,2,Y,2-,-MY,-,+2H,+,M,4+,+H,2,Y,2-,-MY,+2H,+,9,精选2021版课件,4.由于EDTA与金属离子螯合可形成5个五元环，故生成的螯合物十分稳定。常见金属离子的EDTA螯合物的lgK,s,见表5-2。,表5-2 EDTA与部分金属离子螯合物的稳定常数对数值,10,精选2021版课件,溶液中螯合物的稳定性除决定于螯合物稳定常数的大小外，还与溶液的pH值有关。不同的金属离子与EDTA生成的螯合物的稳定性不同，滴定时所需溶液的pH值也不同。因此，在两种以上金属离子的混合溶液中，常可以通过调节溶液的pH值，用EDTA进行选择滴定。,11,精选2021版课件,例如，在Mg,2+,离子和Zn,2+,离子的混合溶液中，调节溶液的pH,6.8，这时EDTA仍可与 Zn,2+,离子完全螯合，而与Mg,2+,离子则完全不螯合，即Mg,2+,离子的存在不会干扰EDTA 对Zn,2+,离子的螯合滴定。,由于滴定时不断有离子的生成，为了保持合适的pH值，使反应进行完全，滴定前必须加入合适的缓冲溶液控制溶液的pH值。,12,精选2021版课件,（二）EDTA,螯合滴定的基本原理,EDTA,螯合滴定就是基于,EDTA与,金属离子螯合反应的一种重要的滴定分析方法，常用于测定溶液中金属离子的含量。,EDTA,螯合滴定的原理和基本过程：,滴定时使用的指示剂叫做金属指示剂。它们是一类能与金属离子形成有色配合物的水溶性有机染料。,13,精选2021版课件,作为金属指示剂必须具备以下条件：1.与金属离子形成的配合物的颜色与其本身（即未配合时）的颜色有明显不同；,2.与金属离子形成的有色配合物具有足够的稳定性；,3.与金属离子形成配合物的稳定性必须小于EDTA与金属离子形成螯合物的稳定性。,14,精选2021版课件,常用的指示剂有铬黑T，钙指示剂，二甲酚橙，PAN等。现以铬黑T为例，说明金属指示剂的变色原理。铬黑T为弱酸性偶氮染料，能随溶液pH值变化而显示不同的颜色。如用符号NaH,2,ln表示铬黑T。在溶液中有下列平衡：,15,精选2021版课件,16,精选2021版课件,铬黑T能与许多金属离子如,Ca,2+,Mg,2+,Zn,2+,Cd,2+,等,形成红色的配合物。在,pH为711时，,铬黑T显兰色，与形成配合物的红色有明显区别，则终点时颜色变化明显。因此，用铬黑T作指示剂时最适宜的,pH值为910.5，一般用NH,3,-NH,4,Cl缓冲溶液控制溶液pH值在10左右进行滴定。,17,精选2021版课件,对于含有两种或两种以上金属离子的混合溶液，可以通过调节溶液的,pH值，选择性地滴定其中某一离子。例如，在Mg,2+,离子和Zn,2+,离子的混合溶液中，可首先调节溶液pH,6.8，用,铬黑T作指示剂，用,EDTA,滴定,Zn,2+,离子，此时Mg,2+,离子不干扰。然后再调节溶液pH,10，,用,EDTA,滴定,Mg,2+,离子。,18,精选2021版课件,可加入某种掩蔽剂（此试剂能与干扰离子结合成更稳定的配合物，而对被测离子无影响），把干扰离子掩蔽起来，再滴定被测离子。例如EDTA滴定Ca,2+,Mg,2+,时，少量Fe,3+,，,Al,3+,有干扰，可加入三乙醇胺消除干扰。,19,精选2021版课件,（三）EDTA螯合滴定,示例-水的总硬度测定,水的总硬度是指水中Ca,2+,，,Mg,2+,的总硬度（以为mmol L,-1,单位）,测定水的总硬度时加NH,3,-NH,4,Cl缓冲溶液调节pH 10，以铬黑T为指示剂，用EDTA标准溶液滴定。溶液中有关配合物的稳定性有如下顺序：,CaY,2-,MgY,2-,MgIn,-,CaIn,-,20,精选2021版课件,反应式如下：,加指示剂时：,Mg,2+,+H,In,2-,MgIn,-,+H,+,蓝 紫红,滴定终点前：,Ca,2+,+H,2,Y,2-,Ca,Y,2-,+2H,+,Mg,2+,+,H,2,Y,2-,Mg,Y,2-,+2H,+,滴定终点时：,MgIn,-,+,H,2,Y,2-,Mg,Y,2-,+H,In,-,+H,+,紫红 蓝,21,精选2021版课件,水的总硬度按下式计算：,总硬度=,式中：,C,EDTA,:EDTA 标准溶液的浓度（mol L,-1,）,V,EDTA,:消耗EDTA标准溶液的体积（L）,V:滴定时水样的体积（L）,22,精选2021版课件,