水杨酸与Fe3+反应平衡常数的测定一、目的1.加深理解化学反应平衡的基本知识，进一步掌握相关仪器的使用技术；2.用分光光度计测定水杨酸与Fe3+的化学反应平衡常数。二、原理铁离子和水杨酸H2Sal之间可以形成几种稳定的配合物。它们的结构和成分与pH有着直接关系。在酸性溶液中，会有紫色的配合物形成。在中性溶液中，可以形成组分不同的深红色的配合物，而在碱性溶液中，配合物是橙色的。在本实验中pH值约为2。在此条件下，铁离子的水解受到很大程度地抑制。为了简化计算，不考虑在形成配合物时H2Sal的离解。因此，无论结构多么复杂，我们都可以推出如下的反应平衡：Fe3+ + n H2Sal Fe3+(H2Sal)n可以推出Kr的表达式如下：K,-[re'+(h2 aDal[Fe3+][H2Sal]"其中，[Fe3+]和[H2Sal]指简单粒子的浓度。n为配合物的组成比，本实验中n=1,配合物Fe3+(H2Sal)的最强吸收峰出现在528nm。它的吸光度和浓度的关系符合比尔定律，即：A= εxlx [Fe3+(H2Sal)]8是配合物的摩尔消光系数而1是光学路径长度（比色皿厚度）。则平衡常数（稳定常数）Kr的计算公式为：A/elK=(x-A/el) (y-A/el )式中A一生成的配合物的吸光度8一摩尔吸光系数；1一比色血的长度；x,J一加入的水杨酸和铁胺矾的浓度上式可改写为：
水杨酸与 Fe 3+反应平衡常数的测定 一、目的 1. 加深理解化学反应平衡的基本知识，进一步掌握相关仪器的使用技术； 2. 用分光光度计测定水杨酸与 Fe 3+的化学反应平衡常数。 二、原理 铁离子和水杨酸 H2Sal 之间可以形成几种稳定的配合物。它们的结构和成分 与 pH 有着直接关系。在酸性溶液中，会有紫色的配合物形成。在中性溶液中， 可以形成组分不同的深红色的配合物，而在碱性溶液中，配合物是橙色的。在本 实验中 pH 值约为 2。在此条件下，铁离子的水解受到很大程度地抑制。为了简 化计算，不考虑在形成配合物时 H2Sal 的离解。因此，无论结构多么复杂，我们 都可以推出如下的反应平衡： Fe 3+ + n H2Sal↔ Fe 3+ (H2Sal)n 可以推出 Kf的表达式如下： = [ 3+(2)] [ 3+][2] 其中，[Fe 3+ ]和[H2Sal]指简单粒子的浓度。n 为配合物的组成比，本实验中 n=1， 配合物 Fe 3+ (H2Sal)的最强吸收峰出现在 528 nm。它的吸光度和浓度的关系符合 比尔定律，即： A = ε×l× [Fe 3+ (H2Sal)] ε是配合物的摩尔消光系数而 l 是光学路径长度（比色皿厚度）。则平衡常数（稳 定常数）Kf的计算公式为： = （ − ）（ − ） 式中 A—生成的配合物的吸光度； 一摩尔吸光系数； l 一比色皿的长度； x, y—加入的水杨酸和铁胺矾的浓度. 上式可改写为：
Axy=11+(x+y)) -(el)2A-el'K若固定(x+y)，xy/A对A作图可得一直线，由斜率、截距可计算s与K,值。三、仪器与药品1.仪器：1ml移液管，10ml移液管，100ml容量瓶，500ml容量瓶，50ml烧杯，250ml烧杯，玻璃棒，洗瓶，废液杯，722型分光光度计，酸度计2.药品：1mol-dm3盐酸：0.025mol·dm3Fe3+，由0.002mol·dm-3的盐酸溶解适量铁胺矾制得；0.0025moldm3水杨酸，由0.002mol-dm-3的盐酸溶解适量水杨酸制得。四、实验步骤1.插上分光光度计电源，打开仪器开关预热；2.配制0.002mol-dm3盐酸溶液：用移液管移取1mL1mol-dm3盐酸溶液至500mL容量瓶中，用去离子水定容摇匀后待用；3.配制0.0025moldm-3Fe3+溶液：用移液管移取10mL0.025moldm-3铁铵矾溶液至100mL容量瓶中，用0.002moldm-3的盐酸（使用时先将盐酸倒入250mL烧杯中再取用）定容摇匀后待用；4.如下表分别在干净干燥的50mL烧杯中配制9份溶液（先分别将0.0025moldm2水杨酸和Fe3+溶液倒入50mL烧杯中，再用移液管取用）5234689溶液编号710.0025 mol-dm-31.002.003.004.005.006.007.008.009.00Fe3+ (V/mL)0.0025mol-dm-39.008.007.006.005.004.003.002.001.00水杨酸（V/mL）0.002 mol-dm-310.0010.0010.0010.0010.0010.0010.0010.0010.00盐酸（V/mL）
= 1 [ 1 + (x + y)] − A (εl)2 若固定(x+y)， 对 A 作图可得一直线，由斜率、截距可计算与 值。 三、仪器与药品 1. 仪器： 1ml 移液管，10ml 移液管，100ml 容量瓶，500ml 容量瓶，50ml 烧杯，250ml 烧杯，玻璃棒，洗瓶，废液杯，722 型分光光度计，酸度计 2. 药品： 1 mol·dm-3盐酸； 0.025 mol·dm-3 Fe 3+ ，由 0.002mol·dm-3的盐酸溶解适量铁胺矾制得； 0.0025 mol·dm-3水杨酸，由 0.002 mol·dm-3的盐酸溶解适量水杨酸制得。 四、实验步骤 1. 插上分光光度计电源，打开仪器开关预热； 2. 配制 0.002 mol·dm-3 盐酸溶液：用移液管移取 1mL1 mol·dm-3盐酸溶液至 500mL 容量瓶中，用去离子水定容摇匀后待用； 3. 配制 0.0025 mol·dm-3 Fe 3+溶液：用移液管移取 10mL0.025 mol·dm-3铁铵矾溶 液至 100mL 容量瓶中，用 0.002 mol·dm-3的盐酸（使用时先将盐酸倒入 250mL 烧杯中再取用）定容摇匀后待用； 4. 如下表分别在干净干燥的 50mL 烧杯中配制 9 份溶液（先分别将 0.0025 mol·dm-3水杨酸和 Fe 3+溶液倒入 50mL 烧杯中，再用移液管取用） 溶液编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.0025 mol·dm-3 Fe 3+（V/mL） 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 0.0025 mol·dm-3 水杨酸（V/mL） 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.002 mol·dm-3 盐酸（V/mL） 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00
5.仪器校正：在分光光度计面板上选择T/A/C/F"键置于T"，波长调至528nm，以0.002moldm-3的盐酸为参比溶液，润洗比色皿2-3次后，加到7分满，用干净的纸巾将比色皿外壁水珠擦去（注意手只能接触比色皿的毛玻璃面，若光玻璃面被污染，则需使用擦镜纸擦净）后放入分光光度计样品室的凹槽中，盖上样品室盖，将比色血架处于参比溶液受光位置，按动△/100%”键，使数字显示为“100.0"，然后打开样品室盖（光门自动关闭），按√0%"键，使数字显示为0.00"，重复几次调整0"和"100%”，仪器就可进行测定工作。6．平衡常数的测定：按照编号分别将混合并摇匀的溶液润洗另一只比色皿，装置7分满，擦净后放入样品室凹槽，将选择开关“T/A/C/F"置于“A”，然后将被测样品移入光路，盖上样品室，读取并记录9个被测样品的吸光度值。7.用酸度计分别测定0.0025mol-dm-3的水杨酸、铁铵矾溶液和0.002mol-dm-3盐酸溶液的PH值并做好记录（酸度计的校正与使用方法见附录）。8．关闭分光光度计，将废液倒入废液桶，清洗玻璃仪器后送入烘箱，打扫卫生。五、实验数据记录和处理1.将实验所测量数据记录于以下表格中室温溶液0.002mol-dm3盐酸0.0025mol.dm3水杨酸0.0025moldm-3铁铵矾PH值xy /A溶液编号AKf (L·mol-l . cm")123456789
5. 仪器校正：在分光光度计面板上选择“T/A/C/F”键置于“T”，波长调至 528nm， 以 0.002 mol·dm-3的盐酸为参比溶液，润洗比色皿 2-3 次后，加到 7 分满，用干 净的纸巾将比色皿外壁水珠擦去（注意手只能接触比色皿的毛玻璃面，若光玻璃 面被污染，则需使用擦镜纸擦净）后放入分光光度计样品室的凹槽中，盖上样品 室盖，将比色皿架处于参比溶液受光位置，按动“△/100%” 键，使数字显示为 “100.0”，然后打开样品室盖（光门自动关闭），按“▽/0%”键，使数字显示为“0.00”， 重复几次调整“0”和“100%”，仪器就可进行测定工作。 6. 平衡常数的测定：按照编号分别将混合并摇匀的溶液润洗另一只比色皿，装 置 7 分满，擦净后放入样品室凹槽，将选择开关“T/A/C/F”置于“A”，然后将被测 样品移入光路，盖上样品室，读取并记录 9 个被测样品的吸光度值。 7. 用酸度计分别测定 0.0025 mol·dm-3的水杨酸、铁铵矾溶液和 0.002 mol·dm-3 盐酸溶液的 PH 值并做好记录（酸度计的校正与使用方法见附录）。 8. 关闭分光光度计，将废液倒入废液桶，清洗玻璃仪器后送入烘箱，打扫卫生。 五、实验数据记录和处理 1. 将实验所测量数据记录于以下表格中 室温 溶液 0.002 mol·dm-3盐酸 0.0025 mol·dm-3 水杨酸 0.0025 mol·dm-3 铁铵矾 PH 值 溶液编号 A （L·mol -1·cm-1） 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2.以×y/A对A作图得一直线，由该直线的斜率与截距可计算得ε与K值六、思考题1.配合物的平衡常数（稳定常数）与哪些因素有关？2.在测定吸光度时，为什么要用参比溶液校正零点？七、注意事项1.本实验没有进行酸效应、配位效应的校正，没有控制离子强度，因此测定的只是条件平衡常数（稳定常数）；2.分光光度法是建立在物质对辐射的选择性吸收的基础上，基于电子跃迁而产生的特征吸收光谱，因此在实际测定中需要先测出吸收光谱曲线图，从图上找出对应于某波长的最大吸收峰，用该波长的入射光通过该溶液不仅有着最佳的灵敏度，而且在该波长附近测定的吸光度有最小的误差，这是因为在该波长的最大吸收峰附近dA/d2=0，而在其他波长时dA/d入数据很大，波长稍有改变，就会引入很大的误差
2. 以 对 A 作图得一直线，由该直线的斜率与截距可计算得与值 六、思考题 1. 配合物的平衡常数（稳定常数）与哪些因素有关？ 2. 在测定吸光度时，为什么要用参比溶液校正零点？ 七、注意事项 1. 本实验没有进行酸效应、配位效应的校正，没有控制离子强度，因此测定的 只是条件平衡常数（稳定常数）； 2. 分光光度法是建立在物质对辐射的选择性吸收的基础上，基于电子跃迁而产 生的特征吸收光谱，因此在实际测定中需要先测出吸收光谱曲线图，从图上找出 对应于某波长的最大吸收峰，用该波长的入射光通过该溶液不仅有着最佳的灵敏 度，而且在该波长附近测定的吸光度有最小的误差，这是因为在该波长的最大吸 收峰附近 =0，而在其他波长时 数据很大，波长稍有改变，就会引入 很大的误差