题目
一般情况下水溶液中的EDTA总是以________等________型体存在,其中以________与金属离子形成的配合物最稳定,但仅在________时EDTA 才主要以此种型体存在。除个别金属离子外。EDTA 与金属离子形成配合物时,配位比都是________。
一般情况下水溶液中的EDTA总是以________
等________型体存在,其中以________与金属离子形成的配合物最稳定,但仅在________时EDTA 才主要以此种型体存在。除个别金属离子外。EDTA 与金属离子形成配合物时,
配位比都是________。
题目解答
答案
H6Y2+、H5Y+、H4Y、H3Y-、H2Y2-、HY3-和Y4- 7种 Y4- pH>10 1∶1
解析
本题主要主要考察EDTA的型体分布、配位特性等知识,具体思路如下:
1. EDTA在水溶液中的型体
EDTA是乙二胺四乙酸的简称,其分子中含有6个可解离的H⁺(两个氨基氮上的H⁺和四个羧基上的H⁺),因此在水溶液中会分步解离,形成多种型体:
- 解离过程:$H_6Y^{2+} \rightleftharpoons H_5Y^+ \rightleftharpoons H_4Y \rightleftharpoons H_3Y^- \rightleftrightharpoons H_2Y^{2-} \rightleftharpoons HY^{3-} \rightleftharpoons Y^{4^-$
- 共存在7种型体:$H_6Y^{2+}$、$H_5Y^+$、$H_4Y$、$H_3Y^-$、$H_2Y^{2-}$、$HY^{3-}$、$Y^{4-}$。
2. 最稳定的配位型体
EDTA与金属离子的配位能力取决于型体中配位原子(O、N)的裸露程度。$Y^{4-}$(完全解离的阴离子)不含质子,配位原子裸露最多,能与金属离子形成最稳定的螯合物(螯合环多且稳定常数最大)。
3. $Y^{4-}$存在的pH条件
EDTA的解离程度受pH影响:
从解离平衡看,pH越高,H⁺浓度越低,解离越彻底,$Y^{4-}$占比越高。当pH>10时,$Y^{4-}$成为主要型体(约占90%以上以上)。
4. 配位比
EDTA分子中有6个配位原子(2个N、4个O),能与金属离子形成1:1的螯合物(每个金属离子提供空轨道,EDTA提供6对电子,形成5个五元螯合环),因此配位比均为1:1(个别高氧化态金属离子如Zr⁴⁺、Mo⁵⁺等也为1:1)。