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(共23張PPT)
補鐵劑中鐵元素的檢驗
第2章 微粒間相互作用與物質性質
了解金屬離子可以形成豐富多彩的配合物，許多配合物都具有顏色；知道可以利用形成的配合物的特征顏色對金屬離子進行定性檢驗。
了解配合物的穩定性各不相同，配合物之間可以發生轉化；知道如何在實驗過程中根據配合物的穩定性及轉化關系選擇實驗條件。
補鐵藥物種類繁多，常見的有效成分有硫酸亞鐵、琥珀酸亞鐵、富馬酸亞鐵、葡萄糖酸亞鐵等，其中多種為亞鐵離子的配合物。在補鐵藥物中也有鐵離子的配合物，如蛋白琥珀酸鐵等。
藥片里是否含有Fe2+？里面的Fe2+是否被氧化成了Fe3+？
請設計實驗方案，檢驗補鐵藥片中鐵元素的價態
一、補鐵藥片中鐵元素價態的檢驗
藥片里是否含有Fe2+？里面的Fe2+是否被氧化成了Fe3+？
由于 Fe2+ 具有還原性，藥品在保存過程中可能生成 Fe3+。
Fe2+ 與 Fe3+ 在水溶液中均有顏色，但是在濃度較低時肉眼幾乎觀察不到；不過，它們形成配合物后往往會顯示特征顏色，且顏色較深。
實驗一：
根據所給試劑和儀器設計實驗方案，檢驗該藥片在保存過程中鐵元素是否被部分氧化成三價？
試劑：琥珀酸亞鐵片、稀硫酸、KSCN溶液、蒸餾水
儀器：試管、研缽、膠頭滴管、玻璃棒、小燒杯
實驗任務 實驗方案 實驗現象 實驗結論
任務1
對于同一批藥片，用 KSCN 溶液檢驗 Fe3+，有的小組觀察到溶液變紅，說明藥片被氧化，但也有的小組沒有觀察到該現象。
討論：為什么溶解方式不同，帶來的實驗現象不同？
對比實驗過程發現：用酸溶解藥片配制成懸濁液的小組，用 KSCN 溶液檢驗Fe3+ 觀察到溶液變紅，而用蒸餾水溶解藥片的小組沒有觀察到溶液變紅。
Fe3+ 的水合離子［Fe(H2O)6］3+ 呈淡紫色（稀溶液時為無色），但因 Fe3+ 極易水解，故未充分酸化的水溶液會由于有［Fe(OH)］2+ 存在而顯黃色。隨著 pH 升高，Fe3+ 水解程度增大，可生成 Fe(OH)3 膠體或沉淀。用 KSCN 溶液檢驗 Fe3+ 時，SCN- 會與OH- 競爭結合 Fe3+。由于 OH- 更易與 Fe3+ 結合，在 pH>3 時，SCN- 無法競爭到Fe3+；
在 pH<3 時，OH- 濃度很小，這時 SCN- 可以競爭到 Fe3+，故能觀察到溶液變紅色。
由此可知，用 SCN- 檢驗 Fe3+ 須在酸性條件下進行
藥片中是否存在著正二價的鐵元素？
2.結合說明書思考以上方法檢驗補鐵劑中的Fe2+是否可行？
1.思考哪些方法可以檢驗Fe2+？
①觀察顏 ②NaOH沉淀法 ③KSCN＋氯水 ④酸性高錳酸鉀
考慮到補鐵藥片中可能含有其他還原劑，因此無法說明溶液中含有 Fe2+
有什么方法，能像檢驗Fe3+一樣，直接檢驗Fe2+？
進一步設計出控制變量的實驗，檢驗猜想的合理性，確認影響因素。
在遇到陌生現象希望尋找其發生的原因時，可以按下列思路進行：
列出體系中存在的微粒
逐一判斷每一種微粒是否有可能是影響因素
篩選出潛在的影響因素
作出解釋、猜想
尋找檢驗Fe2+、Fe3+的更優試劑
前面了解到很多配合物具有特征顏色，可以在離子檢驗中發揮作用。那么，能否利用配合物直接檢驗 Fe2+ 呢？
1、請你預測以下物質是否有可能與Fe2+、Fe3+形成配合物。如果能形成，會與哪個原子形成配位鍵？
尋找檢驗Fe2+、Fe3+的更優試劑
請分別向0.001mol/L的FeSO4和Fe2(SO4)3溶液中滴加試劑（3-5滴）并記錄實驗現象。
Fe2(SO4)3 FeSO4
苯酚
鄰二氮菲
KSCN
EDTA-2Na
無明顯現象
無明顯現象
溶液變紅
溶液變淺黃色
血紅色
黃色
尋找檢驗Fe2+、Fe3+的更優試劑
螯合物更穩定
EDTA-2Na 乙二胺四乙酸二鈉鹽
多齒配體
EDTA-2Na 溶 液 中， 每 個 EDTA2- 可 以 電 離出 2 個 H+，生成 EDTA4-，然后與金屬離子配位。EDTA4- 中的 2 個 N、4 個 O 都可以與金屬離子結合，這類配體稱為多齒配體，形成的配合物稱為螯合物。
EDTA適合檢驗Fe3+嗎？
提示：配體結合中心離子的能力是有強弱之分的。
通常，配位鍵越強，配體能配位的原子越多，越容易形成配合物，配合物也就越穩定。
一般而言，穩定性弱的配合物容易轉化為穩定性強的配合物。
請分別向0.001mol/L的FeSO4和Fe2(SO4)3溶液中滴加試劑（3-5滴）并記錄實驗現象。
Fe2(SO4)3 FeSO4
苯酚
鄰二氮菲
KSCN
EDTA-2Na
無明顯現象
無明顯現象
溶液變紅
溶液變淺黃色
無明顯現象
溶液變橙色
無明顯現象
無明顯現象
【初步總結】
Fe3+ 可使用KSCN特征檢驗；
Fe2+可使用鄰二氮菲特征檢驗。
探究鄰二氮菲檢驗Fe2+的適宜環境
根據所給試劑和儀器設計實驗方案，探究鄰二氮菲檢驗Fe2+的適宜環境
試劑：FeSO4溶液、鄰二氮菲溶液、NaOH溶液、稀硫酸、蒸餾水。
儀器：試管、膠頭滴管
酸堿性為什么會對鄰二氮菲檢驗Fe2+有影響？請從結構或平衡角度解釋。
Fe2+
+2H+
H+
H+
+Fe2+
加酸：
Fe2+
+2OH-
+Fe(OH)2
加堿：
H+與Fe2+競爭鄰二氮菲
配體受酸堿性影響
OH-與鄰二氮菲競爭Fe2+
中心離子受酸堿性影響
鄰二氮菲檢驗Fe2+最適PH范圍是2-9
Fe3+ 可使用KSCN特征檢驗，適宜環境為PH<3的酸性環境。
Fe2+可使用鄰二氮菲特征檢驗，適宜環境約為2二、根據目視比色法定量測定補鐵藥片中Fe2+的含量
比色法
鄰二氮菲顯色測量亞鐵離子的濃度
由于溶液顏色的深淺與有色物質的濃度有關，可以通過比較顏色深淺確定有色物質的濃度，這種方法稱為比色法，其中最簡單的是目視比色法。
目視比色法的基本思路為：用該物質的已知濃度且濃度較大的溶液通過稀釋配制一系列濃度呈等差分布的溶液，在一定條件下顯色后作為標準色階；然后將待測溶液在相同條件下顯色，并與標準色階進行比較，從而確定待測物質的濃度。

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