类比方法在分析化学教学中的应用

常凤霞（西南民族大学化学与环境保护工程学院，四川 成都610041）

类比就是通过寻找与确定两个(或两类)不同对象之间的对应关系，根据对其中一方的特征和规律的认识来推测另一方的特征和规律。所谓类比方法，就是根据两个对象或两个事物的一些属性相同或相似，猜测另一些属性也可能相同或相似的思维方法。

类比方法的基本思维模式即由已获得的知识去引出新的猜想。类比的具体过程是：通过对两个不同的对象进行比较,找出他们的相似点，然后以此为依据，把其中某一对象的有关知识或结论推移到另一对象中去。作为一种创造性的思维方法,将类比方法应用于分析化学教学中可起到使知识体系系统化、帮助学生掌握其中的规律，学会“学习”，提高学生思考能力的重要作用。

配位滴定中各类副反应对配位主反应有重要的影响，为了便于处理各种因素对主反应的影响，得到实际反应体系中的稳定常数，须采用副反应系数来阐明配位滴定的有关问题。而这一方法在氧化还原滴定、配位滴定中也被广泛应用。然而副反应系数的计算繁杂、难度较高，学生初次接触接受度低，应用类比法将多种副反应系数的计算公式统一，有利于学生快速掌握副反应系数计算规律，消除学生对配位滴定相关计算的畏难和抵触情绪。

以乙二胺四乙酸（Y）与金属离子M 的反应为主反应，其他与之有关的反应为副反应。反应物的副反应有四类，与Y有关的是Y与H+的酸碱反应和Y与其他金属N的配位反应，分别称为酸效应和共存离子效应；与M有关的是M与OH-的水解反应和M与其他配体L的配位反应，分别称为水解效应和配位效应。

对于Y 的酸效应系数，可将Y 类比为金属离子，将H+视为配体，Y 与H+的反应的累积质子化常数可视为累积稳定常数。因此Y 的酸效应系数与M 的配位效应系数的计算具有类似的表达式：

其中，αY(H)为Y 的酸效应系数为Y 的逐级累积质子化常数，[H+]为H+平衡浓度；αM(L)为M 的配位效应系数，β1…βn为M 与L 配位反应的逐级累积稳定常数，n 为最高配位数，[L]为配体L的平衡浓度。

由金属N 离子引起的Y 的共存离子效应系数的计算公式为：αY(N)=1+KNY[N]（3）

其中αY(N)为共存离子效应系数，KNY为NY的稳定常数，[N]为N 离子的平衡浓度。共存离子效应系数的计算表面上看与其他副反应系数的计算不同，但是，对于N离子与Y的反应：

该反应的平衡常数KNY也等于累积稳定常数β1，因此，共存离子效应系数的计算也可为： αY(N)=1+β1[N]（4）

表1 配位滴定副反应系数中涉及的物质及常数

将OH-视为一种配体，那么M的水解效应系数的计算与配位效应系数的计算方式是相同的：

其中，αM(OH-)为M的水解效应系数，β1…βn为M与OH-的逐级累积稳定常数，n为最高配位数，[OH-]为OH-的平衡浓度。

通过类比以上副反应系数计算公式，可得到副反应系数计算的一般通式：

其中，X为主反应的反应物，Z为引起副反应的干扰物质，X与Z发生副反应，αX(Z)为相应的副反应系数，β1…βn为X与Z反应的逐级累积稳定常数，n 为最高配位数，[Z]为Z 的平衡浓度。对于四类配位反应副反应系数的计算，X、Z以及β对应的物质和常数列入表1中。

可以看出，只需掌握公式（6）即可解决各类型副反应系数计算的问题，无需将四类副反应系数分别记忆，在理解的基础上，X、Z以及β也极容易分辨清楚，可减轻学生学习这部分内容的负担。

综上，将类比方法应用于不同副反应系数的对比，总结归纳了副反应本质特征,对将分析化学的问题由繁变简是十分有利的手段，在分析化学教学中可多加利用。