Строят два графика зависимости оптической плотности (разности оптической плотности) растворов изомолярной серии от соотношения молярных концентраций лиганда и центрального атома:
∆ А = f(C(КО)/C(М2+) и Ак=f(C(КО)/C(М2+)
Выявляют точки, относящиеся к двум ветвям функции, и по методу наименьших квадратов проводят через них прямые линии до точки пересечения. Перпендикуляр, опущенный из точки пересечения этих линий, показывает отношение количеств лиганда и центрального иона в комплексном соединении.
Математический метод определения состава комплексного соединения
По программе bkmz.exe определяют состав комплексного соединения и его константу нестойкости.
Метод молярных отношений (метод «насыщения»).
A Рис. 2. Кривая насыщения центрального атома лигандом для комплекса [MR]. |
|
|
Графическая зависимость оптической плотности растворов комплекса при постоянной концентрации иона-комплексообразователя изображена на рис. 2. Точка излома на кривой отвечает отношению стехиометрических коэффициентов реакции образования комплексного соединения, которое равно отношению концентраций реагирующих компонентов в точке эквивалентности.
Выполнение работы.
В мерные колбы вместимостью 25 мл помещают аликвотные части растворов соли иона исследуемого металла (Pb2+, Zn2+, Cu2+, Cd2+), ксиленолового оранжевого и буферного раствора в соответствии с таблицами 3-4. Объем растворов доводят дистиллированной водой до меток на колбах.
Измеряют оптическую плотность растворов комплекса в кюветах с толщиной поглощающего слоя l=1.0 см.
Таблица 3
Серия растворов с различным молярным отношением центральных ионов (Pb2+, Zn2+) с лигандом – ксиленоловым оранжевым (С (М2+) = const)
Центральный ион – Pb2+, Zn2+ | |||||||||||||
Номер раствора | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |||
Объем раствора М2+ | V 1, см3 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | ||
Объем раствора КО | V 2, см3 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 | 4.5 | 5.0 | ||
Объем буферного раствора (pH=5.8) | V 3, см3 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | ||
Молярная концентрация М2+ | с (М2+), моль/дм3 | ||||||||||||
Молярная концентрация КО | с (КО), моль/дм3 | ||||||||||||
Оптическая плотность раствора лиганда | Ал | ||||||||||||
Оптическая плотность раствора комплекса | Ак | ||||||||||||
Разность оптической плотности | ∆ А = Ак- Ал | ||||||||||||
Отношение с (КО)/ с (М2+)
|
Таблица 4
Серия растворов с различным молярным отношением центральных ионов (Cd2+, Сu2+) с лигандом – ксиленоловым оранжевым (С (М2+) = const)
Центральный ион – Cd2+, Cu2+ | |||||||||||
Номер раствора | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
Объем раствора М2+ | V 1, см3 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 |
Объем раствора КО | V 2, см3 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 | 7.0 | 8.0 |
Объем буферного раствора (pH=5.8) | V 3, см3 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
Молярная концентрация М2+ | с (М2+), моль/дм3 | ||||||||||
Молярная концентрация КО | с (КО), моль/дм3 | ||||||||||
Оптическая плотность раствора лиганда | Ал | ||||||||||
Оптическая плотность раствора комплекса | Ак | ||||||||||
Разность оптической плотности | ∆ А = Ак- Ал | ||||||||||
Отношение с (КО)/ с (М2+) |
Для введения поправки на поглощение ксиленолового оранжевого готовят серию растворов (КО), содержащих лиганд при условиях, аналогичных условиям приготовления изомолярной серии. Затем измеряют оптическую плотность растворов (КО) в кюветах с толщиной поглощающего слоя l=1.0 см относительно дистиллированной воды, после чего заполняют таблицу 3 или 4.
Строят два графика зависимости ∆ А = f(C(КО)/C(М2+) и Ак=f(C(КО)/C(М2+) и для каждого, методом наименьших квадратов, проводят две пересекающиеся линии. Точка пересечения будет соответствовать отношению количеств лиганда и центрального иона в комплексе.
Лабораторная работа № 3.
Оценка коэффициентов погашения комплексных соединений ксиленолового оранжевого с ионами Pb2+, Zn2+, Cd2+, Сu2+.