EDTA 配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点

EDTA配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点EDTA配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点

EDTA配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点EDTA配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点配位滴定法概述 1、配位滴定法的定义及实质：金属离子 + 有机配位体 = 稳定配合物（环状结构） 2、配位滴定反应的条件：（1）配位反应要完全，生成的配合物要稳定（lgK稳≥8）。（2）反应要按一定的反应式定量完成。（3）反应要迅速，生成的配合物应溶于水。（4）有适当的方法指示滴定终点。 3、滴定液：EDTA（酸式滴定管） 4、被测物：多数金属离子 5、终点确定：金属指示剂

EDTA配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点EDTA配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点由于大多数无机配位体不符合滴定反应的要求，所以应用较多的是有机配位体，主要是氨羧配位剂，其中EDTA应用最为广泛。

EDTA配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点EDTA配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点（一）EDTA的结构和性质 1、结构： EDTA是乙二胺四乙酸的简称，常用H4Y表示。其结构为：

.. .. C H2 COOH HOOC—H2C ∶N—CH2—CH2—N∶ HOOC—H2C .. C H2 COOH .. 乙二胺四乙酸（EDTA）的结构分子中共含有六个配位原子，配位能力极强。

EDTA配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点EDTA配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点（一）EDTA的结构和性质 2、性质：EDTA为白色粉末状结晶，无毒、无臭，微溶于水，易溶于苛性碱或氨性溶液中。与氢氧化钠所形成的二钠盐（Na2H2Y·2H2O）常写作EDTA-2Na，通常也称为EDTA，无臭无毒，易于精制，易溶于水，水溶液pH为4·8，呈弱酸性。

EDTA配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点EDTA配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点（一）EDTA的结构和性质 2、性质：由于H4Y在水中的溶解度小，而其二钠盐溶解度大，且易于精制，因此EDTA滴定液常用Na2H2Y·2H2O配制。

EDTA配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点EDTA配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点（二）EDTA的电离平衡 EDTA本身是一个多元酸，在酸性较高的溶液中又可接受两个氢离子而形成H6Y2+，因此它相当于一个六元酸，在溶液中有多种离解形式：

H6Y2+ H+ + H5Y+ H5Y+ H+ + H4Y H4Y H+ + H3Y — H3Y — H+ + H2Y 2— H2Y 2— H+ + HY 3— HY 3— H+ + Y 4—

EDTA配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点EDTA配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点（二）EDTA的电离平衡在水溶液中，EDTA以H6Y2+、H5Y+、 H4Y、H3Y —、H2Y 2—、 HY 3—、Y 4—七种形式存在，只是在不同的pH值时，EDTA的主要存在形式不同。

表12-4 不同pH值时EDTA主要存在形式

EDTA配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点EDTA配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点（二）EDTA的电离平衡在EDTA的多种存在形式中，只有Y4—与金属离子的配位能力最强，只有在pH大于10的环境中，Y4—的浓度最大，[Y4—]称为EDTA的有效浓度。因此只有在碱性溶液中，EDTA的配位能力才最强。Y4—一般简写为Y。

（三）EDTA与金属离子形成配合物的特点 1、EDTA与金属离子形成1：1型配合物由于EDTA分子中含有多个配位原子，一般情况下，无论金属离子是几价的，均会以1：1的比例进行配位，形成1：1型配合物。略去各种离子的电荷，配位反应可写成通式： M + Y M 1 ：1

（三）EDTA与金属离子形成配合物的特点 2、EDTA与金属离子形成的配合物稳定性高由于EDTA分子中含有六个配位原子，与金属离子配位时，可形成具有多个环状结构的配合物（螯合物），稳定性高。

表12-5 常见金属离子与EDTA所形成配合物的lgK稳（20℃）在一定条件下，只有lgK稳≥ 8 时，M才能用EDTA滴定。

（三）EDTA与金属离子形成配合物的特点 3、形成的配合物易溶于水 MY多数易溶于水，滴定时易于观察终点。

（三）EDTA与金属离子形成配合物的特点 4、配合物的颜色 EDTA与无色的金属离子形成的配合物无色，与有色的金属离子形成的配合物颜色加深。如： Mg2+ MgY2— Mn2+ MnY2— Cu2+ CuY2— 无色无色肉红色紫红色淡蓝色深蓝色

（四）酸碱度对EDTA与金属离子配位反应的影响（四）酸碱度对EDTA与金属离子配位反应的影响 1、滴定允许的最低酸度从EDTA的电离平衡可知，只有在pH较大时，才能使 [Y ]增大，EDTA才能与金属离子很好配位，所以从[ Y ] 考虑，应在较低的酸性条件下进行滴定。但溶液的酸度过低，金属离子会发生水解而生成氢氧化物沉淀，使 [ M ] 降低，导致配位反应不完全。被滴定的金属离子刚开始发生水解时溶液的pH值称为滴定允许的最低酸度。

（四）酸碱度对EDTA与金属离子配位反应的影响（四）酸碱度对EDTA与金属离子配位反应的影响 2、滴定允许的最高酸度各种金属离子与EDTA生成的MY稳定性不同，溶液的酸度对它们的影响也不同。例如： MgY2—： lgK稳= 8.64，pH=5~6时，MgY2—几乎全部离解。 ZnY2—： lgK稳= 16.50，pH=5~6时，ZnY2—稳定存在。 FeY— ： lgK稳= 25.10，pH=1~2时，FeY—稳定存在。

（四）酸碱度对EDTA与金属离子配位反应的影响（四）酸碱度对EDTA与金属离子配位反应的影响 2、滴定允许的最高酸度用EDTA滴定每一种金属离子时都必须控制在一定的pH值上进行。我们将金属离子与EDTA生成的配合物刚好能稳定存在时溶液的pH称为最低pH（也称最高酸度）。如果溶液的pH低于该值，配合物就很难生成，所以不能进行滴定。

表12-6 EDTA滴定金属离子的最低pH值（近似）

（四）酸碱度对EDTA与金属离子配位反应的影响（四）酸碱度对EDTA与金属离子配位反应的影响从表12-6中可以看出，酸度对不同稳定性的配合物的影响不同，配合物的lgK稳越大，则滴定时的pH越小。

（四）酸碱度对EDTA与金属离子配位反应的影响（四）酸碱度对EDTA与金属离子配位反应的影响利用调节溶液pH值的方法，在几种离子同时存在时，滴定某种离子或进行混合物的连续滴定。如：当Fe3+和Ca2+共存时，可先调节溶液呈较强酸性，用EDTA滴定Fe3+，此时Ca2+不干扰，因为在酸性溶液中，Ca2+与EDTA难以发生配位反应，而Fe3+则能与EDTA形成相当稳定的配合物。当Fe3+被滴定完后，再调节溶液呈碱性，继续用EDTA滴定Ca2+。

（四）酸碱度对EDTA与金属离子配位反应的影响（四）酸碱度对EDTA与金属离子配位反应的影响 3、酸度的控制由滴定的最高酸度及最低酸度可以看出，EDTA与金属离子的配位反应完成程度与溶液的酸碱度有着密切的关系，所以选择适当的酸度是进行EDTA配位滴定的重要条件。滴定某一金属离子的允许最高酸度与最低酸度之间的pH范围就是滴定该金属离子的适宜酸度范围。

（四）酸碱度对EDTA与金属离子配位反应的影响（四）酸碱度对EDTA与金属离子配位反应的影响 3、酸度的控制同时还应注意，不仅要在滴定前调节好溶液的酸度，在滴定过程中也应将酸度控制在一定的pH范围内，因为EDTA在滴定过程中会不断释放H+，使溶液的酸度升高。为了消除滴定中产生的H+的影响，在滴定前需加入一定量的缓冲溶液，以维持溶液的pH始终在允许范围内。

EDTA 配位剂的性质、电离平衡、与金属离子形成配合物的特点