鐵鹽溶液濃度較低時(shí)肉眼幾乎觀察不到顏色,某研究小組利用配合物的特征顏色檢測(cè)久置硫酸亞鐵補(bǔ)鐵片中鐵元素價(jià)態(tài)。
Ⅰ.補(bǔ)鐵片中Fe3+的檢驗(yàn)
資料i:[Fe(H2O)6]3++H2O?[Fe(H2O)5(OH)]2++H3O+
實(shí)驗(yàn)過程如圖:
(1)分析上述溶液,除H2O外還能與Fe3+配位的微粒有
SCN-、OH-
SCN-、OH-
。
(2)已知H2O的配位對(duì)Fe3+的檢驗(yàn)無影響。結(jié)合化學(xué)用語,從平衡移動(dòng)的角度解釋溶液①無現(xiàn)象,溶液②變紅的原因:溶液①中,OH-與Fe3+配位能力強(qiáng),使Fe3+無法與SCN-配位,因此無現(xiàn)象,溶液②中H+濃度增大,使[Fe(H2O)6]3++H2O?[Fe(H2O)5(OH)]2++H3O+逆向移動(dòng),OH-與Fe3+配位能力減弱,F(xiàn)e3++3SCN-?Fe(SCN)3,因此溶液②變紅
溶液①中,OH-與Fe3+配位能力強(qiáng),使Fe3+無法與SCN-配位,因此無現(xiàn)象,溶液②中H+濃度增大,使[Fe(H2O)6]3++H2O?[Fe(H2O)5(OH)]2++H3O+逆向移動(dòng),OH-與Fe3+配位能力減弱,F(xiàn)e3++3SCN-?Fe(SCN)3,因此溶液②變紅
。
結(jié)論:用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3+須在酸性條件下進(jìn)行。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明,KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3+時(shí)pH需小于3。
Ⅱ.鄰二氮菲檢驗(yàn)Fe2+的酸堿性條件
資料ii:鄰二氮菲的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,可與 Fe2+形成穩(wěn)定的橙紅色鄰二氮菲亞鐵離子,這種離子可表示為[Fe(phen)3]2+。
實(shí)驗(yàn)過程如圖:
(3)結(jié)合鄰二氮菲的結(jié)構(gòu),分析說明溶液④顏色比③淺的原因:H+濃度較大,鄰二氮菲中N原子有孤電子對(duì),H+中有空軌道,因此鄰二氮菲與H+形成配位鍵,而不與Fe2+配位,因此溶液④顏色比③中淺
H+濃度較大,鄰二氮菲中N原子有孤電子對(duì),H+中有空軌道,因此鄰二氮菲與H+形成配位鍵,而不與Fe2+配位,因此溶液④顏色比③中淺
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結(jié)論:鄰二氮菲與Fe2+形成配合物的反應(yīng)受pH的影響。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明,鄰二氮菲檢驗(yàn)Fe2+的適宜pH范圍是2~9。
(4)由以上實(shí)驗(yàn)也可得知,中心離子結(jié)合配體的能力與 中心離子和配體的濃度、種類
中心離子和配體的濃度、種類
有關(guān)。