什么叫螯合物,螯合物有什么特点

   2022-08-04 08:42:33 网络1230
核心提示:螯合物是具有环状结构的配合物,是通过两个或多个配位体与同一金属离子形成螯合环的螯合作用而得到。螯合物最显著的一种特性是其热力学稳定性和热稳定性。螯合环的稳定性与芳香环相似。螯合物可为不带电荷的中性分子,也可为带电的络离子,前者易溶于有机溶液

什么叫螯合物,螯合物有什么特点

螯合物是具有环状结构的配合物,是通过两个或多个配位体与同一金属离子形成螯合环的螯合作用而得到。

螯合物最显著的一种特性是其热力学稳定性和热稳定性。螯合环的稳定性与芳香环相似。螯合物可为不带电荷的中性分子,也可为带电的络离子,前者易溶于有机溶液中,后者可溶于水中,此性质可用于分离和分析金属离子。

金属离子与配体形成螯合物的一般原则是软硬酸碱理论,就是:硬亲硬,软亲软。

扩展资料:

螯合物是(旧称内络盐)是由中心离子和多齿配体结合而成的具有环状结构的配合物。螯合物是配合物的一种,在螯合物的结构中,一定有一个或多个多齿配体提供多对电子与中心体形成配位键。“螯”指螃蟹的大钳,此名称比喻多齿配体像螃蟹一样用两只大钳紧紧夹住中心体。

螯合物通常比一般配合物要稳定。从配合物的研究可知,具有五元环或六元环的螯合物很稳定,而且所形成的环越多,螯合物越稳定。

如果配体和银离子结合后,紫外可见区有变化,可以用紫外光谱测定反应进行的程度;如果没有光信号变化,也可以使用电化学手段,用银-氯化银电极测定体系游离银离子浓度;如果是固体的话,只能用溶剂洗涤固体,将游离银离子洗脱,然后用原子吸收或其他手段检测银离子含量。

参考资料来源:百度百科——螯合物

什么是络合物?什么是螯合物?络合物和螯合物的区别?

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GB/T5009.74-2003食品添加剂中重金属限量试验

GB/T17593-1998纺织品重金属离子检测方法原子吸收分光光度法

GB/T20380.1-2006淀粉及其制品重金属含量第1部分:原子吸收光谱法测定砷含量

GB20424-2006重金属精矿产品中有害元素的限量规范

GB/T17593.4-2006纺织品重金属的测定第4部分:砷、汞原子荧光分光光度法

GB/T17593.3-2006纺织品重金属的测定第3部分:六价铬分光光度法

GB/T20380.2-2006淀粉及其制品重金属含量第2部分:原子吸收光谱法测定汞含量

GB/T20380.4-2006淀粉及其制品重金属含量第4部分:电热原子吸收光谱法测定镉含量

GB/T17593.1-2006纺织品重金属的测定第1部分:原子吸收分光光度法

GB/T20380.3-2006淀粉及其制品重金属含量第3部分:电热原子吸收光谱法测定铅含量

GB20814-2006染料产品中10种重金属元素的限量及测定

GB/T20432.5-2007摄影照相级化学品试验方法第5部分:重金属和铁含量的测定

GB/T17593.2-2007纺织品重金属的测定第2部分:电感耦合等离子体原子发射光谱法

GB/T7532-2008有机化工产品中重金属的测定目视比色法

GB/T9735-2008化学试剂重金属测定通用方法

GB/T6276.9-1986工业用碳酸氢铵重金属含量的测定目视比浊法

GB/T22930-2008皮革和毛皮化学试验重金属含量的测定

GB/T23950-2009无机化工产品中重金属测定通用方法

GB/T7532-1987有机化工产品中重金属含量测定的通用方法目视限量法

GB/T6276.9-2010工业用碳酸氢铵的测定方法第9部分:重金属含量目视比浊法

GB/T9735-1988化学试剂重金属测定通用方法

GB/T10304.11-1988阴极碳酸盐中重金属(以Pb计)的测定

GB/T12684.8-1990工业硼酸重金属含量的测定

GB/T13216.12-1991甘油试验方法重金属的限量试验

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中科院广州生物医药与健康研究院构建了一种新型食品重金属检测方法,

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测提供了一种有效的手段,降低了检测成本,在环境重金属检测领域具有重要的应用价值。

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重金属的污染主要来源工业污染,其次是交通污染和生活垃圾污染。工业污染大多通过废渣、废水、废气排入环境,在人和动物、植物中富集,从而对环境和人的健康造成很大的危害,工业污染的治理可以通过一些技术方法、管理措施来降低它的污染,最终达到国家的污染物排放标准;交通污染主要是汽车

食品重金属检测

车尾气的排放,国家制定了一系列的管理办法,例如:使用乙醇汽油、安装汽车尾气净化器等;生活污染

主要是一些生活垃圾的污染,废旧电池、破碎的照明灯、没有用完的化妆品、上彩釉的碗碟等,对于重金属的污染只要我们从其来源加以控制,就多多少少可以减少重金属污染。

专家分析指出:目前中国塑料生产企业的工艺、设备、技术研发较落后,是造成污染严重的主要原因,而管理不善、地方保护及人们环保意识淡薄,加剧了污染,强化治理迫在眉睫。生产企业应放眼未来,倡导环保,使用环保型助剂才能使PVC行业健康长远发展。

通常认可的重金属分析方法有:微谱分析(MS)、紫外可分光光度法(UV)、原子吸收(AAS)、原子荧光法(AFS)、电感耦合等离子体法(ICP)、X荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)。微谱技术除上述方法外,更引入光谱法来进行检测,精密度更高,更为准确!

日本和欧盟国家有的采用电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)分析,但对国内用户而言,仪器本高。也有的采用X荧光光谱(XRF)分析,优点是无损检测,可直接分析成品,但检测精度和重复性不如光谱法。最新流行的检测方法--阳极溶出法,检测速度快,数值准确,可用于现场等环境应急检测。

(一)原子吸收光谱法(AAS)

原子吸收光谱法是20世纪50年代创立的一种新型仪器分析方法,它与主要用于无机元素定性分析的原子发射光谱法相辅相成,已成为对无机化合物进行元素定量分析的主要手段。

原子吸收分析过程如下:1、将样品制成溶液(同时做空白);2、制备一系列已知浓度的分元素的校正溶液(标样);3、依次测出空白及标样的相应值;4、依据上述相应值绘出校正曲线;5、测出未知样品的相应值;6、依据校正曲线及未知样品的相应值得出样品的浓度值。

现在由于计算机技术、化学计量学的发展和多种新型元器件的出现,使原子吸收光谱仪的精密度、准确度和自动化程度大大提高。用微处理机控制的原子吸收光谱仪,简化了操作程序,节约了分析时间。现在已研制出气相色谱—原子吸收光谱(GC-AAS)的联用仪器,进一步拓展了原子吸收光谱法的应用领域。

(二)紫外可见分光光度法(UV)

其检测原理是:重金属与显色剂—通常为有机化合物,可于重金属发生络合反应,生成有色分子团,溶液颜色深浅与浓度成正比。在特定波长下,比色检测。

分光光度分析有两种,一种是利用物质本身对紫外及可见光的吸收进行测定;另一种是生成有色化合物,即“显色”,然后测定。虽然不少无机离子在紫外和可见光区有吸收,但因一般强度较弱,所以直接用于定量分析的较少。加入显色剂使待测物质转化为在紫外和可见光区有吸收的化合物来进行光度测定,这是目前应用最广泛的测试手段。显色剂分为无机显色剂和有机显色剂,而以有机显色剂使用较多。大多当数有机显色剂本身为有色化合物,与金属离子反应生成的化合物一般是稳定的螯合物。显色反应的选择性和灵敏度都较高。有些有色螯合物易溶于有机溶剂,可进行萃取浸提后比色检测。近年来形成多元配合物的显色体系受到关注。多元配合物的指三个或三个以上组分形成的配合物。利用多元配合物的形成可提高分光光度测定的灵敏度,改善分析特性。显色剂在前处理萃取和检测比色方面的选择和使用是近年来分

光光度法的重要研究课题。

(三)原子荧光法(AFS)

原子荧光光谱法是通过测量待测元素的原子蒸气在特定频率辐射能激以下所产生的荧光发射强度,以此来测定待测元素含量的方法。

原子荧光光谱法虽是一种发射光谱法,但它和原子吸收光谱法密切相关,兼有原子发射和原子吸收两种分析方法的优点,又克服了两种方法的不足。原子荧光光谱具有发射谱线简单,灵敏度高于原子吸收光

谱法,线性范围较宽干扰少的特点,能够进行多元素同时测定。原子荧光光谱仪可用于分析汞、砷、锑、

铋、硒、碲、铅、锡、锗、镉锌等

11

种元素。现已广泛用环境监测、医药、地质、农业、饮用水等领域。

在国标中,食品中砷、汞等元素的测定标准中已将原子荧光光谱法定为第一法。

气态自由原子吸收特征波长辐射后,原子的外层

电子

从基态或低能态会跃迁到高能态,同时发射出与

原激发波长相同或不同的能量辐射,即原子荧光。原子荧光的发射强度

If

与原子化器中单位体积中该元素

的基态原子数

N

成正比。当原子化效率和荧光量子效率固定时,原子荧光强度与试样浓度成正比。

食品重金属检测

现已研制出可对多元素同时测定的原子荧光光谱仪,它以多个高强度空心阴极灯为光源,以具有很高

温度的电感耦合等离子体(

ICP

)作为原子化器,可使多种元素同时实现原子化。多元素分析系统以

ICP

原子化器为中心,在周围安装多个检测单元,与空心阴极灯一一成直角对应,产生的荧光用光电倍增管检

测。光电转换后的电信号经放大后,由计算机处理就获得各元素分析结果。

(四)电化学法—阳极溶出伏安法

电化学法是近年来发展较快的一种方法,它以经典极谱法为依托,在此基础上又衍生出示波极谱、阳

极溶出伏安法等方法。电化学法的检测限较低,测试灵敏度较高,值得推广应用。如国标中铅的测定方法

中的第五法和铬的测定方法的第二法均为示波极谱法。

阳极溶出伏安法是将恒电位电解富集与伏安法测定相结合的一种电化学分析方法。这种方法一次可连

续测定多种金属离子,而且灵敏度很高,能测定

10-7-10-9mol/L

的金属离子。此法所用仪器比较简单,操

作方便,是一种很好的痕量分析手段。我国已经颁布了适用于化学试剂中金属杂质测定的阳极溶出伏安法

国家标准。

阳极溶出伏安法测定分两个步骤。第一步为“电析”,即在一个恒电位下,将被测离子电解沉积,富

集在工作电极上与电极上汞生成汞齐。对给定的金属离子来说,如果搅拌速度恒定,预电解时间固定,则

m=Kc

即电积的金属量与被测金属离了的浓度成正比。

第二步为“溶出”,

即在富集结束后,

一般静止

30s

60s

后,在工作电极上施加一个反向电压,由负向正扫描,将汞齐中金属重新氧化为离子回归溶液中,

产生氧化电流,

记录电压

-

电流曲线,

即伏安曲线。

曲线呈峰形,

峰值电流与溶液中被测离了的浓度成正比,

可作为定量分析的依据,峰值电位可作为定性分析的依据。

示波极谱法又称“单扫描极谱分析法”。一种极谱分析新力一法。它是一种快速加入电解电压的极谱

法。常在滴汞电极每一汞滴成长后期,在电解池的两极上,迅速加入一锯齿形脉冲电压,在几秒钟内得出

一次极谱图,为了快速记录极谱图,通常用示波管的荧光屏作显示工具,因此称为示波极谱法。其优点:

快速、灵敏。

(五)

X

射线荧光光谱法(

XRF

X

射线荧光光谱法是利用样品对

x

射线的吸收随样品中的成分及其多少变化而变化来定性或定量测定

样品中成分的一种方法。它具有分析迅速、样品前处理简单、可分析元素范围广、谱线简单,光谱干扰少,

试样形态多样性及测定时的非破坏性等特点。它不仅用于常量元素的定性和定量分析,而且也可进行微量

元素的测定,其检出限多数可达

10-6

。与分离、富集等手段相结合,可达

10-8

。测量的元素范围包括周期

表中从

F-U

的所有元素。多道分析仪,在几分钟之内可同时测定

20

多种元素的含量。

x

射线荧光法不仅可以分析块状样品,还可对多层镀膜的各层镀膜分别进行成分和膜厚的分析。

当试样受到

x

射线,高能粒子束,紫外光等照射时,由于高能粒子或光子与试样原子碰撞,将原子内

层电子逐出形成空穴,使原子处于激发态,这种激发态离子寿命很短,当外层电子向内层空穴跃迁时,多

余的能量即以

x

射线的形式放出,并在教外层产生新的空穴和产生新的

x

射线发射,这样便产生一系列的

特征

x

射线。特征

x

射线是各种元素固有的,它与元素的原子系数有关。所以只要测出了特征

x

射线的波

λ

,就可以求出产生该波长的元素。即可做定性分析。在样品组成均匀,表面光滑平整,元素间无相互

激发的条件下,当用

x

射线(一次

x

射线)做激发原照射试样,使试样中元素产生特征

x

射线(荧光

x

线)时,若元素和实验条件一样,荧光

x

射线强度与分析元素含量之间存在线性关系。根据谱线的强度可

以进行定量分析

(六)电感耦合等离子体质谱法(

ICP-MS

ICP-MS

的检出限给人极深刻的印象,

其溶液的检出限大部份为

ppt

级,

实际的检出限不可能优于你实

验室的清洁条件。

必须指出,

ICP-MS

ppt

级检出限是针对溶液中溶解物质很少的单纯溶液而言的,

若涉

及固体中浓度的检出限,由于

ICP-MS

的耐盐量较差,

ICP-MS

检出限的优点会变差多达

50

倍,一些普通

的轻元素(如

S

Ca

Fe

K

Se

)在

ICP-MS

中有严重的干扰,也将恶化其检出限。

ICP-MS

由作为离子源

ICP

焰炬,接口装置和作为检测器的质谱仪三部分组成。

ICP-MS

所用电离源是感应耦合等离子体(

ICP

,其主体是一个由三层石英套管组成的炬管,炬管上

食品重金属检测

端绕有负载线圈,三层管从里到外分别通载气,辅助气和冷却气,负载线圈由高频电源耦合供电,产生垂

直于线圈平面的磁场。如果通过高频装置使氩气电离,则氩离子和电子在电磁场作用下又会与其它氩原子

碰撞产生更多的离子和电子,

形成涡流。

强大的电流产生高温,

瞬间使氩气形成温度可达

10000k

的等离子

焰炬。被分析样品通常以

水溶液

的气溶胶形式引入氩气流中,然后进入由射频能量激发的处于大气压下的

氩等离子体中心区,等离子体的高温使样品去溶剂化,汽化解离和电离。部分等离子体经过不同的压力区

进入真空系统,在真空系统内,正离子被拉出并按照其质荷比分离。在负载线圈上面约

10mm

,

焰炬温度

大约为

8000K,

在这么高的温度下

,

电离能低于

7eV

的元素完全电离,电离能低于

10.5ev

的元素电离度大于

20%

。由于大部分重要的元素电离能都低于

10.5eV

,因此都有很高的灵敏度,少数电离能较高的元素,如

C

O

Cl

Br

等也能检测,只是灵敏度较低。

2020-10-14

络合物通常指含有络离子的化合物,例如络盐[Ag(NH3)2]Cl、络酸H2[PtCl6]、络碱[Cu(NH3)4](OH)2等;也指不带电荷的络合分子,例如[Fe(SCN)3]、[Co(NH3)3Cl3]等。配合物又称络合物。

络合物的组成以[Cu(NH3)4]SO4为例说明如下:

(1)络合物的形成体,常见的是过渡元素的阳离子,如Fe3+、Fe2+、Cu2+、Ag+、Pt2+等。

(2)配位体可以是分子,如NH3、H2O等,也可以是阴离子,如CN-、SCN-、F-、Cl-等。

(3)配位数是直接同中心离子(或原子)络合的配位体的数目,最常见的配位数是6和4。

络离子是由中心离子同配位体以配位键结合而成的,是具有一定稳定性的复杂离子。在形成配位键时,中心离子提供空轨道,配位体提供孤对电子。

络离子比较稳定,但在水溶液中也存在着电离平衡,例如:

[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3

因此在[Cu(NH3)4]SO4溶液中,通入H2S时,由于生成CuS(极难溶)

络合物之二

含有络离子的化合物属于络合物。

我们早已知道,白色的无水硫酸铜溶于水时形成蓝色溶液,这是因为生成了铜的水合离子。铜的水合离子组成为[Cu(H2O)4]2+,它就是一种络离子。胆矾CuSO4·5H2O就是一种络合物,其组成也可写为[Cu(H2O)4]SO4·H2O,它是由四水合铜(Ⅱ)离子跟一水硫酸根离子结合而成。在硫酸铜溶液里加入过量的氨水,溶液由蓝色转变为深蓝。这是因为四水合铜(Ⅱ)离子经过反应,最后生成一种更稳定的铜氨络离子[Cu(NH3)4]2+而使溶液呈深蓝色。如果将此铜氨溶液浓缩结晶,可得到深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4,它叫硫酸四氨合铜(Ⅱ)或硫酸铜氨,它也是一种络合物。

又如,铁的重要络合物有六氰合铁络合物:亚铁氰化钾

K4[Fe(CN)6](俗名黄血盐)和铁氰化钾K3[Fe(CN)6](俗名赤血盐)。这些络合物分别含的六氰合铁(Ⅱ)酸根[Fe(CN)6]4-络离子和六氰合铁(Ⅲ)酸根[Fe(CN)6]3-络离子,它们是由CN-离子分别跟Fe2+和Fe3+络合而成的。

由以上例子可见:络离子是由一种离子跟一种分子,或由两种不同离子所形成的一类复杂离子。

络合物一般由内界(络离子)和外界两部分组成。内界由中心离子(如Fe2+、Fe3+、Cu2+、Ag+等)作核心跟配位体(如H2O、NH3、CN-SCN-、Cl-等)结合在一起构成。一个中心离子结合的配位体的总数称为中心离子的配位数。络离子所带电荷是中心离子的电荷数和配位体的电荷数的代

以[Cu(NH3)4]SO4为例,用图示表示络合物的组成如下:

络合物的化学键:络合物中的络离子和外界离子之间是以离子键结合的;在内界的中心离子和配位体之间以配位键结合。组成络合物的外界离子、中心离子和配位体离子电荷的代数和必定等于零,络合物呈电中性

、络合物

【络合物】又称配位化合物。凡是由两个或两个以上含有孤对电子(或π键)的分子或离子作配位体,与具有空的价电子轨道的中心原子或离子结合而成的结构单元称络合单元,带有电荷的络合单元称络离子。电中性的络合单元或络离子与相反电荷的离子组成的化合物都称为络合物。习惯上有时也把络离子称为络合物。随着络合化学的不断发展,络合物的范围也不断扩大,把NH+4、SO24-、MnO-4等也列入络合物的范围,这可称作广义的络合物。一般情况下,络合物可分为以下几类:(1)单核络合物,在1个中心离子(或原子)周围有规律地分布着一定数量的配位体,如硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4]SO4、六氰合铁(Ⅱ)酸钾K4[Fe(CN)6]、四羧基镍Ni(CO)4等,这种络合物一般无环状结构。(2)螯合物(又称内络合物),由中心离子(或原子)和多齿配位体络合形成具有环状结构的络合物,如二氨基乙酸合铜:

螯合物中一般以五元环或六元环为稳定。(3)其它特殊络合物,主要有:多核络合物(含两个或两个以上的中心离子或原子),多酸型络合物,分子氮络合物,π-酸配位体络合物,π-络合物等。

【配位化合物】见络合物条。

【中心离子】在络合单元中,金属离子位于络离子的几何中心,称中心离子(有的络合单元中也可以是金属原子)。如[Cu(NH3)4]2+络离子中的Cu2+离子,[Fe(CN)6]4-络离子中的Fe2+离子,Ni(CO)4中的Ni原子等。价键理论认为,中心离子(或原子)与配位体以配位键形成络合单元时,中心离子(或原子)提供空轨道,是电子对的接受体。

【配位体】跟具有空的价电子轨道的中心离子或原子相结合的离子或分子。一般配位体是含有孤对电子的离子或分子,如Cl-、CN-、NH3、H2O等;如果一个配位体含有两个或两个以上的能提供孤对电子的原子,这种配位体称作多齿配位体或多基配位体,如乙二胺:

H2N—CH2—CH2—NH2,三乙烯四胺:H2N—C2H4—NH—C2H4—NH—C2H4—NH2

等。此外,有些含有π键的烯烃、炔烃和芳香烃分子,也可作为配位体,称π键配位体,它们是以π键电子与金属离子络合的。

【络离子】见络合物条。

【内界】在络合物中,中心离子和配位体组成络合物的内界,通常写在化学式的[ 〕内加以标示,如:

【外界】络合物内界以外的组成部分称外界。如[Cu(NH3)4]SO4中的SO24-离子。外界离子可以是阳离子,也可以是阴离子,但所带电荷跟内界络离子相反。在络合物中外界离子与内界络离子电荷的代数和为零。

【配位数】在络合单元中,一个中心离子(或原子)所能结合的配位体的配位原子的总数,就是中心离子(或原子)的配位数。如[Fe(CN)6]4-中,Fe2+是中心离子,其配位数为4,二氨基乙酸合铜(见络合物)中Cu2+是中心离子,它虽然与两个二氨基乙酸离子络合,但是直接同它络合的共有4个原子(2个N原子,2个O原子),因此C2+的配位数也是4。

【配位原子】配位体中具有孤对电子并与中心离子(或原子)直接相连的原子。

【单齿配位体】又称单基配位体,是仅以一个配键(即孤电子对)与中心离子或原子结合的配位体。如[Ag(NH3)2]+中的NH3分子,〔Hgl4]2-中的I-离子,[Cu(H2O)4]2+中的H2O分子等。

【单基配位体】见单齿配位体条。

【多齿配位体】又称多基配位体,若一个配位体含有两个或两个以上的能提供孤电子对的原子,这种配位体就叫多齿配位体。如乙二胺H2CH2—CH2—H2,乙二胺四乙酸酸根离子(EDTA):

【多基配位体】见多齿配位体条。

【螯合物】见络合物条。

【螯环】螯合物中所形成的环状结构。一般以五元环和六元环为稳定。

【螯合剂】能够提供多齿配位体和中心离子形成螯合物的物质。

【螯合效应】对同一种原子,若形成螯合物比单基配位体形成的络合物(非螯合物)要更加稳定,这种效应称作螯合效应。螯合物一般以五元环、六元环为最稳定,且一个络合剂与中心离子所形成的螯环的数目越多就越稳定。以铜离子Cu2+和氨分子及胺类形成的络合物为例:

【内轨型络合物】价键理论认为中心离子(或原子)和配位体以配位键结合,中心离子(或原子)则以杂化轨道参与形成配位键。若中心离子(或原子)以(n—1)d、ns、np轨道组成杂化轨道与配位体的孤对电子成键而形成的络合物叫内轨型络合物。如〔Fe(CN)6]4-离子中Fe2+以d2sp3杂化轨道与CN-成键;[Ni(CN)4]2-离子中Ni2+以dsp2杂化轨道与CN-成键。内轨型络合物的特点是:中心离子(或原子)的电子层结构发生了变化,没有或很少有末成对电子,因轨道能量较低,所以一般内轨型络离子的稳定性较强。

【外轨型络合物】若中心离子(或原子)以ns、np、nd轨道组成杂化轨道与配位体的孤对电子成键而形成的络合物叫外轨型络合物。如[FeF6]3-离子中Fe3+以sp3d2杂化轨道与F-成键;[Ni(H2O)6〕2+离子中Ni2+以sp3d2杂化轨道与H2O成键。有的资料把中心离子以ns、np轨道组成的杂化轨道和配位体成键形成的络合物也称作外轨型络合物,如[Zn(NH3)4]2+离子中,Zn2+以sp3杂化轨道与NH3成键。外轨型络合物的特点是:中心离子(或原子)电子层结构无变化,未成对电子数较多,因轨道能量较高,所以一般外轨型络合物的稳定性较差。

【低自旋络合物】含有较少的未成对电子的络合物,一般是内轨型络合物。这种络合物的中心离子的未成对电子数目,一般比络合前有所减少,如〔Fe(CN)6]3-中,Fe3+离子在未络合前3d亚层有5个未成对电子:

而在此络离子中Fe3+离子的3d亚层上只有1个未成对电子:

【高自旋络合物】含有较多的未成对电子的络合物,一般是外轨型络合物。这种络合物的中心离子的未成对电子数目,在络合前后一般保持不变。如[FeF6]3-络离子中Fe3+离子仍含有5个不成对电子。

【络合平衡】溶液中存在的络离子(或络合分子)的生成与离解之间的平衡状态。例如:

当络离子的生成与离解达到平衡状态时,虽然两个相反过程还在进行,但它们的浓度不再改变。

【稳定常数】络合平衡的平衡常数。通常指络合物的累积稳定常数,用K稳表示。例如:

对具有相同配位体数目的同类型络合物来说,K稳值愈大,络合物愈稳定。

【逐级稳定常数】络合物的生成一般是分步进行的。对应于这些平衡也有一系列的稳定常数,每一步的稳定常数就是逐级稳定常数。例如,[Cu(NH3)4]2+的生成(或解离)分四步:

K1、K2、K3、K4就是[Cu(NH3)4]2+的逐级稳定常数,逐级稳定常数的乘积就是累积稳定常数。

K稳=K1·K2·K3·K4

lgK稳=lgK1+lgK2+lgK3+lgK4

【不稳定常数】络合物的不稳定常数用K不稳表示,与稳定常数成倒数

对具有相同数目配位体的同类型络合物来说,K不稳愈大,络合物愈易离解,即愈不稳定。

【络酸】外界离子是氢离子,在溶液中能电离产生氢离子而显酸性的络合物。如氯铂酸即六氯合铂(Ⅳ)酸H2[PtCl6]:

H2[PtCl6]→2H++[PtCl6]2-

【络碱】外界离子是氢氧离子OH-,在溶液中能电离产生OH-而显碱性的络合物。如氢氧化四氨合铜(Ⅱ)[Cu(NH3)4](OH)2:

[Cu(NH3)4](OH)2→[Cu(NH3)4]2++2OH-

【络盐】又称错盐,指含有络离子的盐类。例如K4[Fe(CN)6]、[Ag(NH3)2]Cl、[Cu(NH3)4]SO4等。络盐中的络离子,在溶液中较稳定,很难离解,这是络盐和复盐的重要区别。

【错盐】见络盐条。

【维尔钠配位理论】1893年由瑞士化学家维尔纳(Wer-ner)提出。其要点是:(1)一些金属的化合价除主价外,还可以有副价。例如在CoCl3·4NH3中,钴的主价为3,副价为4,即三个氯离子满足了钴的主价,钴与氨分子的结合使用了副价。(2)络合物分为“内界”和“外界”,内界由中心离子与周围的配位体紧密结合,而外界与内界较易解离。例如CoCl3·4NH3可写成[Co(NH3)4Cl2]Cl,内界是[Co(NH3)4Cl2]+,外界是Cl-。(3)副价也指向空间的确定方向。维尔纳的配位理论解释了大量的实验事实,但对“副价”的本质未能给以明确的解释。

【络合物的价键理论】络合物的化学键理论之一。其要点如下:(1)中心离子(或原子)提供空轨道,配位体提供孤对电子,以配位键结合。(2)中心离子(或原子)参与成键的空轨道都是杂化轨道,具有一定的饱和性和方向性。(3)中心离子(或原子)提供杂化轨道接受配位体的孤对电子形成配位键时,由于采用的能级轨道不同,形成的络合物分为外轨型和内轨型。若中心离子(或原子)以ns、np、nd轨道组成杂化轨道和配位原子形成配位键时,就叫外轨型络合物,如[FeF6]3-;中心离子(或原子)以(n-1)d、ns、np轨道组成杂化轨道和配位原子形成配位键时,则叫内轨型络合物,如[Fe(CN)6]4-。

【络合物的晶体场理论】络合物的化学键理论之一。是1923~1935年由培特(H.Bethe)和冯弗莱克(J.H.Van Vleck)提出了晶体场理论(CFT),本世纪50年代晶体场理论又发展成配位场理论(LFT)。晶体场理论的基本观点是:认为中心离子和配位体之间的相互作用是静电作用。它的要点如下:(1)中心离子原来简并的d轨道在配位体电场的作用下,发生了能级分裂,有的能量升高,有的能量降低。分裂后,最高能量d轨道和最低能量d轨道之间的能量差叫分裂能。中心离子的d轨道能量在正八面体场中的分裂如下图所示:

中心离子的d轨道能量在正四面体场中的分裂如下图所示:

(2)分裂能Δ值的大小,主要受配位体的电场、中心离子的电荷及它属于第几过渡系等因素的影响。(3)使本来是自旋平行分占两个轨道的电子挤到同一轨道上去必会使能量升高,这增高的能量称为成对能,用Ep表示。在弱配位场中Δ<Ep,d电子尽可能占据较多的轨道且自旋平行,形成高自旋络合物;在强配位场中Δ>Ep,d电子尽可能占据能量较低的轨道形成低自旋络合物。

【晶体场稳定化能】在晶体场理论中将d电子从未分裂的d轨道进入分裂的d轨道所产生的总能量的下降值,称为晶体场稳定化能(CFSE)。总能量下降愈多,即CFSE愈大(负值绝对值愈大),络合物就愈稳定。

【络合物的分子轨道理论】络合物的化学键理论之一。化学键的分子轨道理论的基本观点,在这里都是完全适用的。分析中心离子(原子)和配位体组成分子轨道,通常按下列步骤进行:(1)找出中心离子(原子)和配位体的价电子轨道,按所组成的分子轨道是σ轨道还是π轨道分组,分别称为σ轨道和π轨道。(2)将配位体中的σ轨道和π轨道分别重新组合成若干新轨道,这些新轨道称为群轨道,使得这些群轨道的对称性分别与中心离子(原子)的各原子轨道相匹配。(3)将对称性相同的中心离子(原子)的原子轨道和配位体的群轨道组合成分子轨道。络合物的分子轨道理论可以得到和晶体场理论一致的结果,同时又能解释光谱化学系列、有机烯络合物的形成、羰基络合物的稳定性等方面的问题。

螯合物

螯合物是配合物的一种,在螯合物的结构中,一定有一个或多个多齿配体提供多对电子与中心体形成配位键。“螯”指螃蟹的大钳,此名称比喻多齿配体像螃蟹一样用两只大钳紧紧夹住中心体。

螯合物通常比一般配合物要稳定,其结构中经常具有的五或六元环结构更增强了稳定性。正因为这样,螯合物的稳定常数都非常高,许多螯合反应都是定量进行的,可以用来滴定。使用螯合物还可以掩蔽金属离子。

可形成螯合物的配体叫螯合剂。常见的螯合剂如下:

乙二胺(en),二齿

2,2'-联吡啶(bipy),二齿

1,10-二氮菲(phen),二齿

草酸根(ox),二齿

乙二胺四乙酸(EDTA),六齿

值得一提的是EDTA (ethylenediaminetetracetic acid),它能提供2个氮原子和4个羧基氧原子与金属配合,可以用1个分子把需要6配位的钙离子紧紧包裹起来,生成极稳定的产物。其化学结构表示如下:

(HOOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COOH)2 (下标)

螯合物在工业中用来除去金属杂质,如水的软化、去除有毒的重金属离子等。一些生命必须的物质是螯合物,如血红蛋白和叶绿素中卟啉环上的4个氮原子把金属原子(血红蛋白含Fe3+,叶绿素含Mg2+)固定在环中心。

螯合物的常见的螯合剂

杜笙CH-90Na树脂在铜、镍催化剂行业中的应用 

一、铜系催化剂主要应用的行业

Cu系催化剂广泛应用在CO、CO2加氢合成甲烷、低温变换选择性加氢合成、以及一些氧化、脱氢等工业反应中。

1、Cu系催化剂的脱氢机理

(1)催化剂的脱氢反应机理可随反应物种类及催化剂的不同而不同,且有时随反应条件的不同而改变。Cu系催化剂的催化脱氢机理有两类:1、游离基机理反应物以均裂方式脱去氢原子。要求催化剂能提供具有未配对的活性中心,需要有较大的成键能力和较大的暴露,以便与C-H键上的氢原子接触和作用。满足这种机理要求的脱氢催化剂,可以是金属,如Ni、Cu等,也可以是金属氧化物、硫化物等。

(2)离子机理反应物分子先被催化剂上的金属离子M作用而脱去H(发生C-H键异裂),随后再脱去H而成不饱和键。要求反应分子较易极化产生C8+H8,催化剂也需要有较强极化能力的金属离子用来脱去H+,同时具有负电荷的O2-以接受H+。因此,这类机理类似于酸碱催化。

2、在甲醇脱氢反应中的应用

近年来,随着甲醇工业的不断发展,开发甲醇下游产品、将甲醇转化为其它有机化工产品已经引起各国研究人员的关注,甲醇脱氢可生成甲酵、甲酸甲酯,也可能裂解为一氧化碳和氢气。

二、镍系催化剂主要应用的行业

三、对含重金属离子废水的回收、去除

大量工业过程,如含铜、镍催化剂的使用过程中容易产生大量的含铜、镍金属离子的废水,这种废水排入水体中,会严重影响水的质量,对环境造成污染,水中铜含量达0.01mg/L时,对水体自净有明显的抑制作用;超过3.0mg/L,会产生异味;超过15mg/L,就无法饮用。重金属元素在水体中以化合态或离子态存在,难以被生物降解,该种工业废水常用的处理方法主要包括:化学沉淀法、电解法、化学置换法、吸附法、离子交换法、及生物处理技术等,但是在溶剂提纯过程中对比上述处理方法,最适合采用离子交换法处理,可以在保证产品纯度的前提下除去溶液中多余铜镍净化产品,既不会产生含重金属污泥、也不会导致溶剂损耗。

离子交换法的除铜效果很好,尤其是对低浓度废水。离子螯合法,即利用重金属螯合剂直接投加到废水中,使重金属螯合剂去捕集金属离子,从而形成螯合物。该法形成的螯合物稳定性高,污泥沉淀快,且捕集效果不受碱金属和碱土金属共存的影响,也不受pH值变化的影响。采用离子交换树脂对含络合铜废水处理时,可做到浓缩回收Cu-EDTA和游离EDTA,净化后水中铜离子浓度低于0.1mg/L。离子交换过程很简单,设备也不复杂,选择性提取金属离子有很好的效果,而且树脂还可以再生,所以去除废水中低浓度离子时,使用离子交换法效果最好,且节约成本。

四、Tulsimer®CH-90Na树脂的应用举例

离子交换树脂除重金属铜、镍离子的应用部分案例有:

1、重庆某化工企业(在1,4丁炔二醇净化中的应用)

2、河南某化工企业(在1,4丁炔二醇净化中的应用)下列为国产树脂与CH-90Na对比测试结果图,并对结果进行总结。

上图是树脂1#和树脂2#在室温下测定的吸附等温线,其中进口树脂2#因为远好于我们预定的国产树脂1#而进行了多次测量。多次测量的结果一致(三条非黑曲线),树脂2#所反映的情况完全符合用于描述化学吸附且具有饱和性的Langmuir吸附等温方程,而树脂1#则在低浓度区域存在一定的下凹。吸附等温线的结果表明在相同的平衡浓度(液态铜离子浓度)下,树脂2#的吸附容量远高于树脂1#,如在20mg/L下,树脂l#的吸附容量为l.5mg/g,而树脂2#可达6mg/g,是树脂1#的4倍。树脂1#下凹的吸附等温线还表明其不适用于低浓度的铜离子处理。

为了模拟实际动态吸附过程,我们进行了穿透曲线的测定。实验在常温下进行,流速控制为2BV/h,这与实际生产的工况相近。实验结果同样表明了进口树脂2#的优越性。我们以不检出铜离子为评价标准,树脂1#在5BV后穿透,而树脂2#的穿透体积则达到了40BV。因此,从操作周期和废液等综合考虑来看,选择树脂2#作为吸附剂,具有运行周期长,废液量小且浓度高等优点。

可形成螯合物的配体叫螯合剂。常见的螯合剂如下:乙二胺(en),二齿;2,2'-联吡啶(bipy),二齿;1,10-二氮菲(phen),二齿;草酸根(ox),二齿;乙二胺四乙酸(EDTA),六齿。

在用水废水化学中,常用的有有机螯合剂,如氨羧络合剂 (包括氨基三乙酸即NTA、乙二胺四乙酸即EDTA等)、双硫腙、8-羟基喹啉、邻菲咯啉(C12H8N2)、酒石酸钾钠、柠檬酸铵及无机螯合剂多磷酸盐等。

螯合剂对各种金属离子具有较高的选择性和灵敏度,所生成的金属螯合物比同类的络合物具有更好的稳定性。

在环境污染化学及化工工业中,常作为络合滴定剂、金属指示剂、金属分离剂、抗氧化剂、掩蔽剂、去锅垢剂、除藻剂、浮选剂、杀菌剂等。特别在水质分析中,测定水的硬度、金属离子的浓度等已有广泛应用。

扩展资料

用途:

1、能有效抑制金属离子对过氧化氢及次氯酸类漂白剂引起的催化分解,提高漂白效率,节约漂液,降低漂白成本。

2、对铁离子有极强的捕捉能力和分散效果,避免铁离子与纸浆中的酚基团反应形成深颜色的复合物,保护纤维,提高纸浆白度,减少纸浆返黄。

3、能有效阻止钙、镁等金属离子在纸浆漂白过程中发生化学反应形成沉淀物,从而防止系统设备、管道结垢,并能逐步去除漂洗系统原有的结垢。

4、具有一定的分散能力,可提高硅酸钠的分散性。

5、保护纸浆纤维,防止NaOH剥皮反应对纤维的破坏。

6、与传统的DTPA相比,具有良好性价比。

7、用于金属元素的分离和提纯、织物的染色以及制造有机颜料等。

参考资料来源:百度百科-螯合剂

参考资料来源:百度百科-螯合物

以上就是关于什么叫螯合物,螯合物有什么特点全部的内容,如果了解更多相关内容,可以关注我们,你们的支持是我们更新的动力!

 
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