ComplexFormation.docx

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ComplexFormation

EXPEREMENT4

Complex-FormationTitrationswithEDTA

Procedure

PreparationofStandard0.01MEDTASolution

Dryabout4gofthepurifieddihydrateNa2H2Y.2H2O（Note1）at80℃toremovesuperficialmoisture.Cooltoroomtemperatureinadesiccator.Weigh（tothenearestmilligram）about1.0gintoa250mLvolumetricflask（Note2）.Useapowderfunneltoensurequantitativetransfer;rinsethefunnelwellwithwaterbeforeremovingitfromtheflask.Add150to200mLofwater（Note3）andswirlperiodically.Dissolutionmaytake15minorlonger.Whentheentiresolidhasdissolved,dilutetothemarkwithwaterandmixwell（Note4）.Incalculatingthemolarityofthesolution,correcttheweighofthesaltfor0.3%moistureitordinarilycontainsafterdryingat80℃

Notes：

1.DirectionsforthepurificationofthedisodiumsaltaredescribedbyW.J.BlaedelandH.T.Knight,Anal.Chem.,1954,26（4）,741.

2.Thesolutioncanbepreparedfromtheanhydrousdisodiumsalt,ifdesired.Theweighttakenshouldbeabout0.9g.

3.WaterusedinthepreparationofstandardEDTAsolutionsmustbetotallyfreeofpolyvalentcations.Ifanydoubtexistsconcerningitsquality,thewatershouldbepassedthroughacation-exchangeresinbeforeuse.

4.Asanalternative,anEDTAsolutionthatisapproximately0.01McanbepreparedandstandardizedbydirecttitrationagainstaMg2+solutionofknownconcentrationoragainstprimary-standardCaCO3bydisplacementtitration.

TheDeterminationofMagnesiumbyDirectTitration

Weight0.45-0.5gramsamplecontainingmagnesiumsulfatetoaclean250-mLvolumetricflask,dilutetothemarkwithwater,andmixthoroughly.Transfer50.00-mLaliquotsto250-mLconicalflasks;add1to2mLofpH10bufferand3to4dropsofErioTorCalmagiteindicatortoeach.Titratewith0.01MEDTAuntilthecolorchangesfromredtopureblue（Notes1,2）.

ExpresstheresultsaspercentageofMg2+inthesample.

Calculatethepurityofmagnesiumsulfateinthesample.（MgSO4：

Fw=120.37）

Notes：

1.Thecolorchangetendstobeslowinthevicinityoftheendpoint.Caremustbetakentoavoidovertitration.

2.Otheralkalineearths,ifpresent,aretitratedalongwiththeMg2+;removalofCa2+andBa2+canbeaccomplishedwith（NH4）2CO3.Mostpolyvalentcationsarealsotitrated.Precipitationashydroxidesortheuseofamaskingreagentmaybeneededtoeliminatethissourceofinterference.

PreparationoftheMagnesium/EDTAComplex,0.1M

（Sufficientfor90to100titrations.）To3.72gofNa2H2Y*2H2Oin50mLofdistilledwater,addanequivalentquantity（2.46g）ofMgSO4*7H2O.Addafewdropsofphenolphthalein,followedbysufficient0.1MNaOHtoturnthesolutionfaintlypink.Dilutetoabout100mlwithwater.TheadditionofafewdropsofErioTtoaportionofthissolutionbufferedtoPH10shouldcausedevelopmentofadullvioletcolor.Moreover,asingledropof0.01MNa2H2Ysolutionaddedtothevioletsolutionshouldcauseacolorchangetoblue,andanequalquantityof0.01MMg2+shouldcauseachangetored.ThecompositionoftheoriginalsolutionshouldbeadjustedwithadditionalMg2+orH2Y2-untilthesecriteriaaremet.

TheDeterminationofCalciumbyReplaceTitration

Weight0.45-0.5gramsamplecontainingcalciumchloridetoaclean250mLvolumetricflask,dilutetothemarkwithwater,andmixthoroughly.Transfer50.0mLaliquotsto250mLconicalflasks,addthesamplewithafewdropsofHCl,andboilgentlyforafewminutestoeliminateCO2Cool,add3to4dropsofmethylred,andneutralizewith0.1MNaOH.Introduce2mLofPH10buffer,3to4dropsofErioTorCalmagite,andtitratewithstandard0.01MNa2H2Ytoacolorchangefromredtopureblue（Note）.

ExpresstheresultsaspercentageofCa2+inthesample.

Calculatethepurityofcalciumchlorideinthesample.（CaCl2：

Fw=110.99）

Note：

ThecolorchangeissluggishifMg2+isabsent.Inthisevent,add1to2mLof0.1MMgY2-beforestartingthetitration.

實驗四

錯化合物形成滴定

一、目的

藉EDTA與陽離子形成穩定錯合物之特性，以瞭解錯化合物形成的原理及在滴定分析法上的應用。

二、原理

EDTA（Ethylenediamineteraaceticacid）是乙二胺四醋酸的簡寫，其結構如下，是一種四質子酸，常以H4Y表示。

除了四個羧酸基外，每一個氮原子具有未共用電子對（unsharedpairofelectrons），因此每個EDTA分子有六個可能位置可以與任何陽離子鍵結，形成穩定錯合物，是為六芽團的鉗合物。

EDTA與其所形成的離子通常寫成H4Y，H3Y－，H2Y2－，HY3－與Y4－，以EDTA作為滴定劑時，不論陽離子上的電荷有多少，它與金屬離子都是按莫耳數1：

1的比例結合，且這些錯合物中大部分都很穩定，此可作為定量分析的基準。

指示劑變色原理：

Mn++H2Y2-→MY4n-4+2H+

三、使用器材及藥品

使用器材：

乾燥器含乾燥劑

吸量管

250mL量瓶

250mL錐形瓶

50mL滴定管

玻棒

藥品：

R.OH2O

Na2H2Y*2H2O（EDTA）

Methylred指示劑

EBT指示劑

CaCl2

0.1MNaOH

Conc.HCl

PH10buffersolution

MgSO4*7H2O

四、實驗步驟

A:

0.01MEDTA標準溶液的製備:

1.取約4g的Na2H2Y.2H2O於80℃中烘乾，以除去表面的水，並在室溫中於乾燥器內冷卻。

（由助教完成）

2.精稱1.0g於250mL量瓶中。

3.加150-200mL的水，攪拌使固體溶解，稀釋到標線。

4.計算溶液的濃度，乾燥過後，該鹽含有約0.3%的水，必須在計算濃度時，修正扣除之。

M（EDTA）=（1.0*0.997）/336.24*（1000/250）

B:

以直接滴定法測定鎂離子的含量

1.精秤硫酸鎂樣品0.25-0.3克並以50mL水溶解後，移入250mL量瓶中，以水稀釋到標線並徹底混合。

2.以吸量管取50mL上述溶液到250mL錐形瓶中。

3.加2mLPH10的緩衝溶液，並加3-4滴的EBT指示劑。

4.以0.01MEDTA溶液滴定到顏色從紅色到正藍色。

5.重覆2-4步，並計算平均值。

6.計算鎂離子在樣品中的濃度（w/w%）及硫酸鎂的純度。

（硫酸鎂Fw=120.37；MgAw=24.305）。

w/w%=×100%

純度=×100%

C.以置換法測定鈣離子的含量

1.精秤氯化鈣樣品0.25-0.3克以50mL水溶解後，移入250mL量瓶中，以水稀釋到標線並徹底混合。

2.取50mL上述溶液到250mL錐形瓶中，以數滴1N的鹽酸酸化。

3.緩慢沸騰數分鐘，以除去二氧化碳。

4.冷卻後,加入1滴methylred，並以0.1MNaOH溶液中和之（從紅色變為黃色）。

5.加2mLPH10的緩衝溶液及1-2mL0.1MMg/EDTA溶液及3-4滴EBT指示劑。

6.以0.01MNa2H2Y溶液滴定到從紅色變成純藍色。

7.重覆2-6步驟，取平均值。

8.計算鈣離子在樣品中的濃度（w/w%）及氯化鈣的純度（氯化鈣Fw=110.99，CaAw=40.078）。

w/w%=×100%

純度=×100%

實驗數據與結果

實驗四錯化合物形成滴定

A.0.01MEDTA標準溶液的製備:

EDTA重：

EDTA濃度：

B.以直接滴定法決定鎂離子的含量：

硫酸鎂

樣品重

EDTA體積

鎂含量（%）

平均值

相對

誤差

硫酸鎂純度

平均值

相對

誤差

1

2

C.以置換法決定鈣離子的含量：

氯化鈣

樣品重

EDTA體積

鈣含量（%）

平均值

相對

誤差

氯化鈣純度

平均值

相對

誤差

1

2

問題與討論

實驗四錯化合物形成滴定

問題：

一、鎂離子可由直接滴定法求得濃度，何以鈣離子測量用置換法較準確？

二、在鈣離子測量中，Mg2+/EDTA輔助指示劑加入量的多少對實驗有何影響？

三、為何在測定鈣離子含量時，須加鹽酸酸化？

討論：

請針對本次實驗的結果與收穫加以探討

實驗五

硝酸銀的沉澱滴定

1、目的:

1.學習分析法的基本原理及分析技巧。

二、原理:

銀離子和氯離子在水溶液中會形成微溶性的化合物，故可以利用沉澱反應，以滴定方法來測定樣品中氯離子的濃度。

此類方法又可因滴定終點的識別原理不同而分為下列方法:

（1）莫爾氏法（MohrMethod）

由於鉻酸根和銀離子可以形成磚紅色的鉻酸銀沉澱，所以可在水溶液中加入鉻酸根做為指示劑，以磚紅色沈澱出現來判斷滴定終點的位置，此反應式如下：

CrO42+（aq）+2Ag+（aq）→Ag2CrO4（s）

黃色磚紅色

但此種方法必須考慮下列兩個因素:

1.滴定誤差最小時，鉻酸銀加入的濃度為6×10-3M，而此濃度的鉻酸銀黃色溶液將遮蔽了鉻酸銀沉澱的磚紅色，故一般濃度皆降低到2.5×10-3M，而此時需要做空白滴定來校正滴定誤差。

2.因為鉻酸銀在酸性下會形成重鉻酸銀，而銀離子在強鹼性下會形成氧化銀沉澱，所以反應須在中性或微鹼性溶液下進行。

Ag++Cl-AgCl（s）Ksp=1.82×10-10or1.0×10-10

2Ag++CrCO42-Ag2CrO4（s）Ksp=1.0×10-12

2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O

2Ag++2OH-2AgOH（s）Ag2O（s）+H2O

forAgCl

forindicator

（2）斐恩氏法（FajansMethod）

以具有吸附性的染料--螢光黃染料（Fluoresceindye作指示劑），由於它在水溶液中可以形成黃綠色帶負價的離子，而在滴定終點時，溶液會呈粉紅色，此反應方程式如下：

HFlu（aq）+H2O→H3O+（aq）+Flu－（aq）弱酸性螢光黃染料

吸附作用

Flu－（aq）+（AgCl）Ag+（s）（AgCl）Ag+Flu－（s）

黃色AgCl固體粉紅色

2’-7’-dichlorofluorescein

HInH++In-

BeforE.PatE.PbeyondE.P

In-:

YellowIn-:

Yellowadsorption:

pink

2、使用器材及藥品

使用器材：

滴定管1支

250mL錐形瓶2個

滴管1支

藥品：

硝酸銀AgNO3

碳酸鈣CaCO3

碳酸氫鈉NaHCO3

二氯螢光黃2',7'-dichlorofluorescein

鉻酸鉀K2CrO4

糊精Dextrin

分析樣品0.25g

四、實驗步驟:

（1）莫爾法:

1.樣品先在110℃下，乾燥1小時並冷卻（由助教完成），精稱約0.25克的分析樣品溶解於50mL蒸餾水中。

2.在上述溶液中，加入少量（約0.1克）固體碳酸氫鈉至溶液中，然後加入1ml的5%鉻酸鉀溶液，並以0.1MAgNO3滴定到有磚紅色鉻酸銀沉澱產生為止。

3.重複步驟1到3共兩次。

4.在50mL蒸餾水中，加入少量碳酸鈣（約0.25g），和與步驟2等量的鉻酸鉀指示劑作為空白滴定。

5.重複空白滴定共兩次。

6.計算樣品中氯的含量（w/w%）。

7.MAg×VAg+－MAg+×Vblank=mmolofAg+-=mmolofCl-

＝樣品中氯的含量

8.取平均值。

註:

氯化銀沉澱溶液回收至重金屬廢液桶中。

（2）斐恩氏法:

1.將樣品在110℃下乾燥1小時後並冷卻（由助教完成），精秤約0.25克的分析樣品溶解於50mL蒸餾水中。

2.先在第一份樣品溶液中，加入約0.1克的糊精和5滴二氯螢光黃指示劑，以硝酸銀滴定到有粉紅色出現為止。

3.另取約0.25克樣品溶於50mL蒸餾水中，配成另一份樣品溶液，依步驟2得到的結果，先加入大部份的硝酸銀，再加入糊精和二氯螢光黃指示劑，再繼續滴定到滴定終點。

4.計算樣品中氯的含量（w/w%）。

MAg+×VAg+=mmolofAg+=mmolofCl-

=樣品中氯的含量

5.取平均值。

實驗數據與結果

實驗五硝酸銀的沉澱滴定

樣品編號：

1：

MohrMethod

樣品重

硝酸銀體積（mL）

空白滴定（mL）

氯含量（%）

平均值

相對誤差

1

2

2：

FajansMethod

樣品重

硝酸銀體積（mL）

空白滴定（mL）

氯含量（%）

平均值

相對誤差

1

2

問題與討論

實驗五硝酸銀的沉澱滴定

問題：

一、何謂「空白滴定」?

二、吸附指示劑用在沉澱實驗中，有何特質?

三、試討論PH值的大小對本實驗不同方法的影響?

四、在本實驗斐恩氏法中為何要加入糊精?

討論：

請針對本次實驗的結果與收穫加以探討

EXPERIMENT6

IodometricMethodsofAnalysis

Principle

Numerousmethodsarebaseduponthereducingpropertiesofiodideion:

2I–→I2+2e-

Iodine,thereactionproduct,isordinarilytitratedwithastandardsodiumthiosulfatesolution,withstarchservingastheindicator:

I2+2S2O32–→2I–+S4O62–

PreparationofSolutions

Preparationof0.1NSodiumThiosulfate

Boilabout1Lofdistilledwaterfor10to15min.Allowthewatertocooltoroomtemperature;thenaddabout6.25gofNa2S2O3*5H2Oand0.05gofNa2CO3.Stiruntilthesolidhasdissolved.Transferthesolutiontoacleanglassorplasticbottle,andstoreinadarkplace.

Potassiumbromate,0.015M

Transferabout1.5gofreagent-gradepotassiumbromatetoaweighingbottle,anddryat110℃foratleast1h.Coolinadesiccator.Weighapproximately1.3g（tothenearest0.1mg）intoa500mLvolumetricflask;useapowderfunneltoensurequantitativetransferofthesolid.Rinsethefunnelwell,anddissolvetheKBrO3inabout200mLofdistilledwater.Dilutetothemark,andmixthoroughly.

Solidpotassiumbromatecancauseafireifitcomesintocontactwithdamporganicmaterial（suchaspapertowelinginawastecontainer）.Consultwiththeinstructorconcerningthedisposalofanyexcess.

StandardizationofSodiumThiosulfateAgainstPotassiumBromate

Introduction

Iodineisgeneratedbythereactionbetweenaknownvolumeofstandardpotassiumbromateandanunmeasuredexcessofpotassiumiodide:

BrO3–+6I–+6H+→Br–+3I2+3H2O

Theiodineprod