实验十七　磺基水杨酸合铜配离子的组成及稳定常数的测定

【实验目的】

（1）掌握用分光光度法测定磺基水杨酸合铜配离子的组成及稳定常数的方法。

（2）掌握分光光度计的使用方法。

【实验原理】

磺基水杨酸（以H3R表示）是弱酸，它可以和多种金属离子形成稳定的络合物。本实验研究的是磺基水杨酸与Cu2+在一定pH值形成稳定的络合物，并使用分光光度计采用等摩尔系列法测定其组成和稳定常数。

根据朗伯-比尔定律：A=εbc

当液层厚度不变时，吸光度只与有色物质的浓度c成正比。为了测定配合物的组成和稳定常数，通常被测的配离子中的中心离子与配位体在选定的波长下不吸收，而且在一定条件下它们只生成一种配合物。

H3R与Cu2+可以形成稳定的配合物，并且随溶液pH值的变化，形成配合物的组成也不同。在pH=5时，会形成1:1配离子，络合物显亮绿色；pH8.5以上形成1:2配离子，显深绿色。同时，pH值在4.5～4.8的溶液中选用波长440nm的单色光，H3R不吸收，Cu2+离子对光也几乎不吸收，而它们的配合物有强吸收，因此符合本实验的要求。

等摩尔系列法是使金属离子M与配位体R的总摩尔数保持不变，可取用其摩尔浓度相同的金属离子和配位体溶液，维持总体积不变的前提下，按照不同体积比，配成一系列混合溶液，测定其吸光度A。以A对cM/（cM+cR）作图，则吸光度值最大所对应的溶液组成也就是配合物的组成。

利用等摩尔系列法还可以求算配合物的稳定常数。由图2-4可见，当M浓度较低，R浓度较高，或当M浓度较高，R浓度较低时，吸光度A与配合物浓度几乎成直线关系，两侧直线部分的延长线交点，相当于假定配合物在溶液中完全不电离时的吸光度的极大值A1。A2则为实验测得的吸光度极大值。显然配合物的电离度越大，则A1与A2的差值就越大，所以对于配位平衡：

M+RMR

其电离度α为：

其表观稳定常数K稳

式中，c为直线延长线交点对应的溶液中M离子的总浓度。

【实验仪器与试剂】

仪器：分光光度计，pH计，容量瓶50mL，电磁搅拌器，酸式滴定管。

试剂：Cu（NO3）2（0.05mol·L-1），NaOH（0.05mol·L-1，1mol·L-1），HNO3（0.01mol·L-1），KNO3（0.1mol·L-1），磺基水杨酸（0.05mol·L-1）。

【实验步骤】

①取13个50mL容量瓶，按表2-19所示准确量取溶液于各容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度即成为系列溶液。

②调节pH值：用1mol·L-1NaOH溶液依次调节各溶液pH≈4。

③微调pH值：用0.05mol·L-1NaOH溶液在酸度计上调节各溶液pH值在4.5～5之间（此时溶液为黄绿色，无沉淀。若有沉淀产生，说明pH值过高，Cu2+已水解）。若pH值偏高于5，可用0.01mol·L-1HNO3溶液反调，最后记录准确pH值。溶液的总体积不得超过50mL。

将调好pH值的溶液分别转移到预先编有号码的洁净的50mL容量瓶中，用pH值为5的0.1mol·L-1KNO3溶液稀释至标线，摇匀。

④测定吸光度：在波长为440nm条件下，用分光光度计依次测定各溶液的吸光度。

【数据记录与处理】

以吸光度为纵坐标，硝酸铜物质的量分数XM为横坐标，作A-XM图，求磺基水杨酸合铜配合物的组成和稳定常数K稳。

【思考题】

（1）标准溶液是否要准确移取？

（2）为什么说在等摩尔系列中，金属离子的浓度与配位体的浓度之比恰好等于其配离子组成时，其配合离子浓度最大？

【注意事项】

规范操作分光光度计：

（1）比色皿的玻璃面要擦干净并对准通光孔。

（2）分光光度计每换一次波长需要重新调背景值。

（3）每组实验测量间隙，要打开试样室盖，切断电路，延长分光光度计使用寿命。

（4）实验完毕要将比色皿清洗干净，倒置晾干。