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：[Fe3+(H2Sal)n]Kp=![Fe3+][H2Sal]n其中，[Fe3+1和[H2Sal]指简单粒子的浓度。n为配合物的组成比，本实验中n=l，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= xlx [Fe3+(H2Sal)]ε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/elKf=(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 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 Kf的表达式如下： 𝐾𝑓= [𝐹𝑒3+(𝐻2𝑆𝑎𝑙)𝑛] [𝐹𝑒3+][𝐻2𝑆𝑎𝑙] 𝑛 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 528 nm。它的吸光度和浓度的关 系符合比尔定律，即： A = ε×l× [Fe3+(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： 𝐾𝑓 = 𝐴⁄𝜀𝑙 （𝑥 − 𝐴⁄𝜀𝑙 ）（𝑦 − 𝐴⁄𝜀𝑙 ） 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：
Ax=+(x+y)) (εl)2Ael'Kf若固定(x+y)，xy/A对A作图可得一直线，由斜率、截距可计算：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，UV-1780型分光光度计（如图2-10-1）2O1915964图2-10-1UV-1780型可见分光光度计示意图①液晶显示器②键盘③样品室④样品室固定螺丝③发光二极管2.药品：1mol·dm3盐酸；0.025mol-dm3Fe3+，由0.002mol·dm3的盐酸溶解适量铁胺矾制得；0.0025mol-dm-3水杨酸，由0.002mol-dm3的盐酸溶解适量水杨酸制得
𝑥𝑦 𝐴 = 1 𝜀𝑙 [ 1 𝐾𝑓 + (x + y)] − A (εl) 2 若固定(x+y)， 𝑥𝑦 𝐴 ⁄ 对 A 作图可得一直线，由斜率、截距可计算 与𝐾𝑓 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，UV-1780 型分光光度计（如图 2-10-1） 图 2-10-1 UV-1780 型可见分光光度计示意图 ①液晶显示器 ②键盘 ③样品室 ④样品室固定螺丝 ⑤发光二极管 2. 药品： 1 mol·dm-3 盐酸； 0.025 mol·dm-3 Fe3+ ，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；起液晶显示器，待仪器自检后显示如图：00nmDW选择模式0.0000A500.0nm1.光度2.光谱3.定量4.动力学5.时间扫描6.多组分测量7.多波长测定8.设置仪器参数请输入项目号读取参数仪器维护外部控制2.配制0.002mol-dm3盐酸溶液：用移液管移取1mLlmol-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0.0025mol·dm3Fe3+溶液：用移液管移取10mL0.025mol·dm*3铁铵矾溶液至100mL容量瓶中，用0.002moldm3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0.0025mol·dm3水杨酸和Fe3+溶液倒入50mL烧杯中，再用移液管取用）234567891溶液编号0.0025mol-dm-31.004.005.006.008.009.002.003.007.00Fe3+ (V/mL)0.0025mol-dm3水杨酸9.008.006.004.007.005.003.002.001.00(V/mL)0.002 mol-dm*310.0010.0010.0010.0010.0010.0010.0010.0010.00盐酸（V/mL）5.仪器校正：在键盘上输入“1”，选择“光度”模式，则屏幕显示：
四、实验步骤 1. 插上分光光度计电源，打开仪器开关预热；抬起液晶显示器，待仪器自检后 显示如图： 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 Fe3+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 Fe3+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 Fe3+（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： 在键盘上输入“1”，选择“光度”模式，则屏幕显示：
1.00nm回光度波长：在键盘上按“F1”键后，可在T%500. 0nm（透过率透射率透过率）和ABS（吸光度）间交替切换，本数据：实验选择ABS（吸光度）99.95%T%/ABS进样控制测量屏幕保存参数6.调节波长为528nm，按“波长”键后输入528，并按动enter（确定）键，取两只1cm比色皿以0.002mol·dm-3的盐酸为参比溶液，润洗后校正零点（比色皿外壁水珠必须用卷纸擦干后再放入样品室，盖上样品室盖子后按动“调零”键）。7.平衡常数的测定：从样品室中取出一只比色血，倒掉里面的溶液，按照编号分别将混合并摇匀的溶液润洗该比色皿，装置7分满，擦净后放入样品室内，盖上盖子，按动键盘上的“启动”键，读取并分别记录9个被测样品的吸光度值。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℃温度 T=xY/AA溶液编号Kr (L mol-l . cm")123456789
在键盘上按“F1”键后，可在 T% （透过率透射率透过率）和 ABS（吸光度）间交替切换，本 实验选择 ABS（吸光度） 6. 调节波长为 528 nm，按“波长”键后输入 528，并按动 enter（确定）键，取两 只 1cm 比色皿以 0.002 mol·dm-3 的盐酸为参比溶液，润洗后校正零点（比色皿 外壁水珠必须用卷纸擦干后再放入样品室，盖上样品室盖子后按动“调零”键）。 7. 平衡常数的测定：从样品室中取出一只比色皿，倒掉里面的溶液，按照编号 分别将混合并摇匀的溶液润洗该比色皿，装置 7 分满，擦净后放入样品室内， 盖上盖子，按动键盘上的“启动”键，读取并分别记录 9 个被测样品的吸光度 值。 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 温度 T= C 溶液编号 A 𝑥𝑦 𝐴 ⁄ （L·mol-1·cm-1） 𝐾𝑓 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2.以*/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/d入=O，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 𝑥𝑦 𝐴 ⁄ 对 A 作图得一直线，由该直线的斜率与截距可计算得 与𝐾𝑓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⁄𝑑l=0，而在其他波长时𝑑𝐴⁄𝑑l数据很大，波长稍有改变， 就会引入很大的误差