等摩尔系列法英文解释翻译、等摩尔系列法的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 equimolar series method
分词翻译:
等的英语翻译:
class; grade; rank; wait; when
【机】 iso-
摩尔的英语翻译:
mol
【化】 mole
系列的英语翻译:
series; set; spectrum
【计】 series
法的英语翻译:
dharma; divisor; follow; law; standard
【医】 method
【经】 law
专业解析
等摩尔系列法(Method of Continuous Variations),又称Job's method(乔布法),是一种在溶液中测定络合物(配位化合物)组成(化学计量比)的经典物理化学分析方法。该方法的核心在于保持体系中金属离子(M)与配体(L)的总摩尔数恒定,同时系统地改变两者的摩尔比例,通过测量某个与络合物浓度相关的物理性质(如吸光度)的变化来确定络合物的组成比。
一、 核心原理
- 总摩尔数恒定: 在配制的一系列溶液中,金属离子 M 的摩尔数与配体 L 的摩尔数之和始终保持不变,即 nM + nL = 常数(C)。
- 比例变化: 改变溶液中 M 和 L 的摩尔分数(或摩尔比)。通常,将 M 的摩尔分数(XM = nM / (nM + nL))从接近 0(L 过量)变化到接近 1(M 过量)。
- 性质测量: 对每个溶液测量一个与形成的络合物浓度直接相关的物理性质(P),最常用的是在络合物最大吸收波长处的吸光度(Abs)。
- 确定组成: 以测得的物理性质(P,如吸光度)对 M 的摩尔分数(XM)作图。在络合物组成比处(如 MLn),物理性质 P 达到最大值(或最小值,取决于具体性质)。该最大值(或最小值)点对应的 XM 值即为络合物中 M 的摩尔分数,由此可计算出络合物的化学计量比:
- 若 Pmax 出现在 XM = 0.5,则络合物组成为 ML (1:1)。
- 若 Pmax 出现在 XM = 0.33,则络合物组成为 ML2 (1:2)。
- 若 Pmax 出现在 XM = 0.25,则络合物组成为 ML3 (1:3),依此类推。
更一般地,络合物组成 MLn 中的 n = (1 - XM) / XM (在 Pmax 点)。
二、 应用与优势
- 主要应用: 确定溶液中形成的、具有特定化学计量比的络合物(尤其是单一稳定络合物)的组成(M:L 比例)。
- 常用测量性质: 紫外-可见分光光度法(吸光度)是最常用的检测手段,因为许多络合物在可见光区有特征吸收。其他性质如荧光强度、电导率、pH 变化等也可用于特定体系。
- 优势: 方法原理简单直观,实验操作相对简便,是研究络合物组成的常用初步筛选方法。
三、 关键假设与局限性
- 单一络合物: 该方法假设在研究的浓度和比例范围内,体系中只形成一种主要且稳定的络合物(MLn)。如果同时存在多种不同组成的络合物(如 ML 和 ML2),曲线上的极值点可能会偏移或变得不明显,导致结果不准确。
- 完全解离/络合: 它假设在所选波长下测量的物理性质主要由目标络合物贡献,且游离的 M 和 L 对该性质的贡献很小或可以忽略(或可通过基线扣除)。同时假设络合反应进行得比较完全。
- 总浓度影响: 虽然总摩尔数恒定,但总浓度(C)的选择很重要。浓度过低可能导致络合度不足,吸光度变化小;浓度过高可能导致络合物聚集或副反应。通常需要在几个不同总浓度下进行实验以验证结果的可靠性。
四、 数学表达(吸光度为例)
在最大吸收波长处,溶液的吸光度(Abs)近似与络合物浓度 [MLn] 成正比(朗伯-比尔定律):
$$ Abs propto [ML_n] $$
在等摩尔系列中,络合物的浓度 [MLn] 在化学计量点处达到最大,因此 Abs 也在该点达到最大。
五、 重要性
等摩尔系列法(Job's method)是配位化学和溶液化学中确定络合物化学计量比的基础实验技术之一。其原理清晰,操作性强,为研究金属离子与配体之间的相互作用、络合物的稳定性以及后续的热力学参数测定提供了重要的初步信息。
参考来源:
- Atkins, P., & de Paula, J. (2014). Physical Chemistry (10th ed.). Oxford University Press. (Chapter on Chemical Equilibrium, section on complex formation).
- Skoog, D. A., West, D. M., Holler, F. J., & Crouch, S. R. (2014). Fundamentals of Analytical Chemistry (9th ed.). Cengage Learning. (Chapter on Spectrophotometric Methods).
- Job, P. (1928). Formation and Stability of Inorganic Complexes in Solution. Annales de Chimie. (Original work describing the method).
- IUPAC. (2014). Compendium of Chemical Terminology, Gold Book. (Definition of continuous variations method).
网络扩展解释
等摩尔系列法(又称Job法)是一种通过光谱分析测定溶液中络合物组成及不稳定常数的实验方法,主要应用于配位化学研究。以下是其核心原理和关键步骤的
一、基本原理
- 总浓度恒定:保持金属离子(M)与配体(A)的总摩尔数不变,仅改变两者的比例(如从M过量逐渐变为A过量)。
- 吸光度与组成关系:当络合物浓度最大时,溶液吸光度达到峰值,此时M与A的摩尔比即为络合物组成(n = CA/CM)。
- 不稳定常数计算:通过吸光度变化计算解离度α,结合公式$K_{text{不稳}} = frac{[M][A]^n}{[MA_n]}$,可推导出络合物的不稳定常数。
二、实验步骤
- 配制系列溶液:将M和A按不同比例混合,保持总浓度一致(例如总浓度Q = cM + cR)。
- 测量吸光度:选择络合物特征吸收波长,测定各溶液的吸光度值。
- 绘制曲线:以吸光度为纵坐标,M的摩尔分数(CM/(CM+CA))为横坐标作图,峰值对应络合物组成。
三、应用与数据处理
- 组成确定:曲线极大值点对应的摩尔比即为络合物组成(如Cu(Ⅱ)-磺基水杨酸体系)。
- 解离度计算:通过$α = frac{D_0 - D}{D_0}$(D0为理论最大吸光度,D为实测值)评估络合物稳定性。
- 自由能变化:结合公式$ΔG^circ = -RTln K_{text{不稳}}$可计算反应热力学参数。
四、注意事项
- 需控制溶液pH、温度等条件,避免副反应干扰。
- 数据处理时可采用线性拟合或极值法(参考、9的实例)。
该方法通过直观的光谱变化揭示络合物特性,是研究配位平衡的重要手段。如需完整实验步骤或公式推导,可查阅、4、7等原始文献。
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