硫氰酸铁配位离子 配位数的测定 化学实验中心
• 当一束波长一定的单色光通过有色溶液时，光的一部分被溶液吸收，一部分则透过溶液。如果入 射光的强度为I0，吸收光的强度为Ia，透过光的强度为It，则 • 透过光的强度It与入射光的强度I0之比叫透光率，以T表示。 • 当I0一定时T越大，说明有色溶液的透光程度越大，对光的吸收程度则越小。有色溶液对光的吸 收程度除了可用透光率T表示外，还可用透光率的负对数—光密度(D)来表示，又称消光度(F)。 • D值大，表明光被吸收的程度大，D值小，则光被吸收的程度小。实验表明，当一束单色光通过 有色溶液时，有色溶液的光密度与溶液的浓度c和液层的厚度L的乘积成正比。这一规律称做郎 伯—比耳定律。即D=εcL。 • ε是比例常数，称为吸光系数(光密度系数)，它是有色物质的一个特征常数。当入射光波长一定时， 某一吸光物质的ε值是一定的。所以当溶液厚度一定时，光密度只与有色溶液的浓度成正比。因 此测定溶液的光密度，就可以求出该配合物的配位数。 一、实验目的 1．了解利用分光光度法测定配位离子配位数的原理和方法。 2．学会分光光度计的正确使用。 二、实验原理 0 a t I I I = + 0 t lg lg I D T I = − =
等摩尔系列法 • 保持中心离子的浓度(cM)与配位体的浓度(cX )之和不变(即总摩尔数不变)， 改变cM与cX的相对量，配制一系列溶液。在这一系列溶液中，有一些溶液 中心离子过量，而另一些溶液中的配位体过量。这两部分溶液中，配位 离子的浓度都不可能达到最大值，只有当溶液中的中心离子与配位体的 摩尔数之比与配位离子的组成一致时，配位离子浓度才能最大，对应的 光密度也最大。 • 如图所示，在摩尔分数为0.5处光密度最大，即金属离子与配位体摩尔数 之比是l:l，所以该配位离子中配位体的数目n为1。 吸收曲线 Fe 3+ + nSCN = Fe SCN n 3−n 浓度为5.000×10-3 mol·L-1的Fe(NO3 )3、 KSCN溶液
三、仪器及试剂 • 仪器： 分光光度计，烧杯（50 mL），移液管（10 mL），天平 • 试剂： Fe(NO3 )3·9H2O（固），KSCN（烘干）
四、实验内容 • 1．配制浓度为5.000×10-3 mol·L-1的Fe(NO3 )3、 KSCN溶液 计算出所需Fe(NO3 )3· 9H2O和KSCN的量，在电子天平上用小烧杯准确称取（精确到 0.0001克）。然后加入少量蒸馏水溶解，转移到100 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻 度，摇匀备用。 Fe(NO3 )3· 9H2O：404.02 g/mol ; KSCN:97.18 g/mol • 2．配制混合溶液 取干燥、洁净的9只烧杯编号，按下表的用量，用两支移液管分别取Fe(NO2 )3和KSCN 溶液，依次放入烧杯中，混合均匀待用
容量瓶的使用 • 细梨形平底玻璃瓶，由无色或棕色玻璃制成，带有磨口玻 璃塞或塑料塞。 • 容量瓶的容量定义：在20℃时，充满至刻度线所容纳水的 体积，以毫升计。 • 定容调节：调节液面使刻度线的上边缘与凹液面的最低点 水平相切，视线应在同一水平面。 • 注意：检查瓶口是否漏水：盖上瓶塞颠倒10次（每次颠倒 过程要停留倒置状态10s），将瓶塞旋转180再检查一次。 • 先溶解后转移，少量水刷洗烧杯3-4次，洗涤液也要转移至容量瓶中。（此时溶液用量不要超过容积的2/3） • 当溶液达到容积的2/3时，应将容量瓶沿水平方向轻轻摆动几周以使溶液初步混匀。再加水至刻度线以下约 1cm，等待1-2min。最后用滴管加水至弯液面最低点至标线上边缘水平相切
吸量管的使用 2.用吸量管移取溶液时，将管插人容量瓶内液面 以下1~2cm深度。不要插入太深，也不要插入太 浅。左手拿洗耳球，排除空气后紧按在移液管口 上，借吸力使液面慢慢上升，移液管应随容量瓶 中液面的下降而下降。当管中液面上升至刻线以 上时，迅速用右手食指堵住管口，将移液管的流 液口靠着容量瓶颈的内壁，左手拿容量瓶，并使 其倾斜约30。稍松食指，用拇指及中指轻轻捻转管 身，使液面缓慢下降，直到调定零点。 2.按紧食指，使溶液不再流出，将移液管移入准 备接受溶液的容器中，仍使其流液口接触倾斜的 器壁。松开食指，使溶液自由地沿壁流下，待下 降的液面静止后，再等待15s然后拿出移液管。 注意：在调整零点和排放溶液过程中，移液管都 要保持垂直，其流液口要接触倾斜的器壁（不可 接触下面的溶液）并保持不动；等待15s后，流液 口内残留的一点溶液绝对不要用外力震出或吹出； 移液管用完应放在管架上，不要随便放在实验台 上，尤其要防止管颈下端被沾污。 1.移取溶液之前，先用欲取的溶液刷洗3次。方法是：吸入溶液至刚 入吸量管的1/3，立即用右手食指按住管口（尽量勿使溶液回流， 以免稀释），将管横过来，用两手的拇指及食指分别拿住移液管 的两端，转动移液管并使溶液布满全管内壁，当溶液流至距管上 口2~3cm时，将管直立，使溶液由尖嘴（流液口）放出，弃去
3．测定溶液的光密度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 KSCN体积/ mL 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 Fe(NO3 )3体积/ mL 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 总体积/ mL 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 配位体摩尔分数 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 光密度(D) 取4个1 cm的比色皿，分别装入空白液(KSCN)和1，2，3号溶液。λ=550nm使用比色皿时要 先用蒸馏水冲洗，再用待测液洗2～3次，装好溶液，用滤纸吸去光面外大部分液体，再 用擦镜纸擦净
光栅型分光光度计 • 分光光度计，又称光谱仪(spectrometer)，是将成 分复杂的光，分解为光谱线的科学仪器。测量范 围一般包括波长范围为380~780 nm的可见光区和 波长范围为200～380 nm的紫外光区。不同的光源 都有其特有的发射光谱,因此可采用不同的发光体 作为仪器的光源。钨灯的发射光谱：钨灯光源所 发出的380～780nm波长的光谱仪器。 • 主要由光源、单色器、样品室、检测器、信号处 理器和显示与存储系统组成
722型光栅分光光度计使用 1. 开机预热不少于30分钟，转动波长旋钮选择波长：530nm。 2. 通过按“方式”选择键，选择吸光度、透光度、浓度等方式。如测“透光度T”， 通过按“方式”选择键至“透光度T”的LED灯亮。 3. 选择“透光度T”进行调零和调100%：①打开试样盖(关闭光门)，然后按 键， 即能自动调整零位；②将用作背景的空白样品(水或空白溶液KSCN)置于光路 中，盖上试样盖，按下 键即能自动调整100%。 4. 通过按“方式”选择键选择至“吸光度A”，将样品放入光路即可显示吸光度值。 5. 注意：调0%和100%必须在“透光度T”状态下进行。 ↓/0% ↑/100%