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EDTA與金屬離子的配位化合物（一）
發(fā)布時(shí)間：2017-09-01
一、EDTA與金屬離子配合物的特點(diǎn)
1、穩(wěn)定性強(qiáng)
EDTA和金屬離子所形成的配位化合物結(jié)構(gòu)中有5個(gè)5原子環(huán)，因此配位化合物非常穩(wěn)定，如，Co2+和EDTA的配位化合物，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖6―1所示。
2、配位比簡單
EDTA分子中，具有6個(gè)可與金屬離子形成配位鍵
同時(shí)，還有4個(gè)可電離的H+，一般1～4價(jià)的金屬離子的配位數(shù)大多為4或6，當(dāng)EDTA與金屬離子配位時(shí)，一個(gè)EDTA分子就能滿足一個(gè)金屬離子的配位數(shù)和電荷的要求。所以，當(dāng)EDTA與1～4價(jià)的金屬離子配位化合時(shí)，其配位化合比大多為1∶1，生成的配位化合物可用下列反應(yīng)表示。
這樣在計(jì)算中，EDTA與1～4價(jià)的金屬離子配合時(shí)均取其化學(xué)式作為基本單元，計(jì)算簡便。
3、有利于用指示劑確定終點(diǎn)
大多數(shù)金屬離子與EDTA生成的是無色配位化合物，因此，有利于選擇適當(dāng)指示劑來確定終點(diǎn)。但有色離子與EDTA配位一般生成顏色更深的配位化合物，如：
因此，在滴定這些離子時(shí)，應(yīng)盡量使其濃度低些，以免在確定終點(diǎn)時(shí)，影響觀察。
二、金屬離子與EDTA的配位平衡
EDTA與金屬離子形成 1：1的配位化合物，在溶液中的離解平衡，可用下式表示(為討論方便，略去式中的電荷)。
式中：[MY]――M―EDTA配位化合物的濃度，mol／L；
[M]――未配位的金屬離子的濃度，mol／L；
[Y]――未配位的EDTA陰離子的濃度，mol／L。
K穩(wěn)的數(shù)值一般較大，為了方便起見，采用lgK穩(wěn)來表示，如反應(yīng)：
在平衡時(shí)，CaY的穩(wěn)定常數(shù)為K穩(wěn)=4.9×1010，而lgK穩(wěn)=1g4.9×1010=lO.69。
常見金屬離子和EDTA的配位化合物的穩(wěn)定常數(shù)對(duì)數(shù)值見表6―1所示。
配位化合物的穩(wěn)定性，主要決定于金屬離子和配位劑的性質(zhì)。同一配位劑與不同離子形成的配位化合物，根據(jù)其穩(wěn)定常數(shù)的大小，可以比較其穩(wěn)定性。K穩(wěn)越大，配位化合物越穩(wěn)定，如CaY2-的lgK穩(wěn)=10.69，而MgY2-的lgK穩(wěn)=8.69，則CaY2-較MgY2-穩(wěn)定。
兩種同類型配位化合物，由于穩(wěn)定性不同，決定了形成配位化合物時(shí)的先后次序。如在Fe3+，Ca2+中滴加EDTA時(shí)，因lgK穩(wěn)(FeY)=25.1，lgK穩(wěn)，(CaY)=10.69，加入的EDTA首先與Fe3+配位化合，后才與Ca2+配位化合。在實(shí)際分析中，如果Fe3+存在，測(cè)定Ca2+時(shí)Fe3+將產(chǎn)生干擾。
當(dāng)某一金屬離子與兩種不同的配位劑形成配位化合物時(shí)，穩(wěn)定性強(qiáng)的配位劑可以將穩(wěn)定性弱的配位化合物中的配位劑置換出來，以生成更為穩(wěn)定的配位化合物。如，用EDTA測(cè)定Zn2+，在用鉻黑T作指示劑時(shí)，需加入氨一氯化銨緩沖溶液，此時(shí)有[Zn(NH3)4]2+(1gK穩(wěn)=8.7)的配位化合物生成。當(dāng)?shù)味〞r(shí)，由于EDTA對(duì)Zn的配位化合物更為穩(wěn)定(1gK穩(wěn)(ZnY)=16.50)，故EDTA可以從[Zn(NH3)4]2+中把NH3置換出來。
三、只考慮酸效應(yīng)時(shí)EDTA金屬配合物的穩(wěn)定性
1、EDTA的離解平衡及條件穩(wěn)定常數(shù)
EDTA是一種四元酸，一般用H4Y表示。在水溶液中，具有四級(jí)離解平衡關(guān)系：
和其他多元酸相似，EDTA在水溶液中共有五種存在形式，即H4Y， H 3 Y一， H 2 Y2-， HY3-，Y4-。在一定的酸度下，各種形式的濃度有一定比例，其分布與溶液pH的關(guān)系如圖6―2所示。
參考資料：分析化學(xué)
