方法处理。
(1)HCl和H3PO4:取一份试液以甲基橙为指示剂,用NaOH滴定,消耗体积为V1;另取一份试液以酚酞为指示剂,用NaOH滴定,消耗体积为V2。按下式计算:
;
(2)HCl-H3BO3:H3BO3的
,不能用NaOH滴定,而加入甘油后可用NaOH直接滴定。
所以,可先用NaOH标准溶液滴定HCl,以甲基橙为指示剂,由红变黄,记下体积,可求出HCl的含量;再将适量的甘油加入后摇匀,加入酚酞指示剂,用NaOH标准溶液滴定至粉红色,记下体积即可测定硼酸的含量。
;
(3)HCl-NH4Cl:NH4+的pKa=9.25,显然不能用NaOH滴定。当用NaOH标准溶液滴定HCl完全后,溶液NH4++NaCl,其pH≈5.2,可选用甲基红(4.4~6.2)指示剂。设所消耗的体积为V1。在上述溶液中加入甲醛,NH4Cl可与甲醛反应释放出H+后,以酚酞为指示剂,用NaOH标准溶液滴定,体积为V2,终点产物为(CH2)6N4。
;
。
(4)HCl和HAc:HCl为强酸,HAc pKa=4.76为弱酸,当,cHCl>10-2mol/L,cHAc>10-2mol/L,而pKHCl/ pKHAc>4,可以分步滴定。用NaOH滴定,第一计量点溶液组成为NaCl+HAc,基橙为指示剂。第二计量点溶液组成为NaCl+NaAc,
,选甲
,选酚酞为指示剂。
;
(5)Na3PO4+NaOH:取混合液一份,以百里酚酞为指示剂,用HCl滴定至无色,设消耗HCl体积为V1。NaOH全部被滴定,Na3PO4滴定为NaH2PO4。
在上溶液中加入甲基橙作指示剂,用HCl滴定至红色,设消耗HCl体积为V2。以V2计算Na2HPO4的含量。NaOH消耗HCl体积为(V1-V2)。
:
(6)Na3PO4和Na2HPO4:取混合液一份,以酚酞为指示剂,用HCl滴定至无色,溶液组成为:Na2HPO4,消耗HCl体积为V1。在上溶液中加入甲基橙作指示剂,用HCl滴定至红色,设消耗HCl体积为V2。溶液组成为:NaH2PO4。
;
(7)NaHSO4和NaH2PO4:取混合液一份,以甲级红为指示剂,用NaOH滴定至黄色,溶液组成为:NaH2PO4+ Na2SO4,消耗NaOH体积为V1。在上溶液中加入百里酚酞作指示剂,用HCl滴定至蓝色,设消耗NaOH体积为V2。溶液组成为:Na2HPO4+ Na2SO4。
6
;
-
(8)NH3H2O和NH4Cl:NH3·H2O为弱碱,cKb>108,可用HCl标准溶液滴定,指示剂为甲基红。同上(3),然后用甲醛法测定NH4Cl含量。
;
5.当下列溶液各加水稀释10倍时,其pH值有何变化?计算变化前后的pH值。
(1)0.1mol/L HCl;(2)0.1mol/L NaOH;(3)0.1mol/L HAc;(4)0.1mol/L NH3H20+0.1mol/L NH4Cl 解:(1)0.1mol/L HCl:强酸,pH=-lg0.10=1.00 稀释后:pH=-lg0.01=2.00 (2)0.1mol/L NaOH:强碱, pOH=-lg0.10=1.00?? pH=13.00 稀释后:pOH=-lg0.01=2.00 pH=12.00 (3)0.1mol/L HAc:弱酸
pH=2.88
稀释后:
pH=3.38
(4)0.1mol/L NH3H20+0.1mol/L NH4Cl:缓冲体系
稀释后:
6.假定在无水乙醇中HClO4、C2H5ONa都完全离解。
(1) 以无水乙醇为溶剂,用C2H5ONa(0.100mol/L)滴定50.0ml HClO4(0.050mol/L),计算当加入0.00、12.5、24.9、25.0、25.1和30.0ml碱溶液时溶液的pH(-lg[C2H5OH])。(2) 将(1)中体积从24.9到25.1的pH变化(DpH)同水作溶剂、NaOH作溶剂时的情况作比较,并解释其原因。(在乙醇中DpH=11.3,在水中DpH=6.2)
解:(1)0.00ml: pH*=-lg[C2H5OH2+]=-lg0.05=1.30 12.5ml:
24.9ml:
25.00ml:(中和)
25.10ml:
pH*=19.1-3.8=15.3
7
30.0ml:
pH*=19.1-2.1=17
(2)从24.9ml至25.1ml的DpH,在乙醇中 DpH*=15.3-3.9=11.4,在水中DpH =10.2-3.9=6.3,因为乙醇的pKs(19.1)较水大,所以在乙醇中滴定突跃较大。
7.取苯甲酸溶液25.00ml,用NaOH溶液(0.1000mol/L)滴定,误选甲基红作指示剂,当滴定剂加到20.70ml时达到终点,溶液的pH为6.20。计算(1)滴定终点误差;(2)计量点的pH值;(3)苯甲酸溶液的浓度。 解:(1)滴定终点误差:终点pH为6.20,终点在计量点前,酸过量,为负误差 [H]=10-6.20=6.31×107,[OH]=10-7.80=1.58×108
+
-
-
-
代入公式:
(2)计量点的pH值:化学计量点时溶液组成为苯甲酸钠
, pOH=5.57,pH=8.43
(3)苯甲酸溶液的浓度:
8.取某一元弱酸(HA)纯品1.250g,制成50ml水溶液。用NaOH溶液(0.0900mol/L))滴定至化学计量点,消耗41.20ml。在滴定过程中,当滴定剂加到8.24ml时,溶液的pH值为4.30。计算(1)HA的摩尔质量;(2)HA的Ka值;(3)化学计量点的pH值。 解:(1)HA的摩尔质量:
(2)HA的Ka值:
,
,Ka=1.26×105
-
(3)化学计量点的pH值:
故选酚酞作指示剂。
9.用0.1000mol/L NaOH滴定0.1000mol/L HAc20.00ml,以酚酞为指示剂,终点pH9.20。(1)计算化学计
8
量点的pH;(2)分别用林邦公式和式(4-10)计算终点误差,并比较结果。 解:(1)化学计量点时pH:
pOH=5.27,pH=8.73
(2)林邦公式计算终点误差:△pH=pHep-pHsp=9.2-8.72=0.48,csp=0.05mol/L
(3)式(4-10)计算终点误差:pHep=9.2,[H]=6.3×10-10,[OH-]=1.6×10-5,
+
10.在0.2815克含CaCO3及中性杂质的石灰石里加入HCl溶液(0.1175mol/L)20.00ml,滴定过量的酸用去5.60mlNaOH溶液,1mlNaOH溶液相当于0.975mlHCl,计算石灰石的纯度及CO2的百分含量。 解:
11.配制高氯酸冰醋酸溶液(0.05000mol/L)1000ml,需用70% HClO4 2ml,所用的冰醋酸含量为99.8%,相对密度1.05,应加含量为98%,相对密度1.087的醋酐多少毫升,才能完全除去其中的水分? 解:除去HClO4中的水所需酸酐:
除去冰醋酸中的水所需酸酐:
V= V1+ V2=11.72+11.16=22.88(ml)
12.高氯酸冰醋酸溶液在24℃时标定的浓度为0.1086mol/L,试计算此溶液在30℃的浓度。 解:
第五章 配位滴定法
1.计算pH=2时,EDTA的酸效应系数。 解: pH=2时,[H+]=10-2mol/L。
= 1+ 108.26+1012.42+1013.09+1013.09+1012.69+1011.59 = 3.25×1013
9
lgαY(H) = 13.51
本题若采用EDTA的累积质子化常数计算,则公式就和金属离子的副反应系数的公式相一致:αY(H) = 1+β1H[H+]+β2H[H+]2+β3H[H+]3+β4H[H+]4+β5H[H+]5+β6H[H+]6,质子化常数是离解常数的倒数,累积质子化常数可由逐级质子化常数求得。
2.在pH6.0的溶液中,含有浓度均为0.010mol/L的EDTA、Ca2+和Zn2+。计算αY(Ca)和αY值。 解:因为是计算αY(Ca)和αY值,所以将Zn2+与Y视作主反应,Ca2+作为共存离子,根据题意滴定是在pH6的溶液中进行,因此,总的副反应包括酸效应和共存离子效应。查表得:KCaY = 10.69,pH6时,αY(H) = 104.65。
所以:αY(Ca)=1+KCaY[Ca2+] = 1+1010.69×0.010 = 108.69 αY=αY(H) + αY(Ca) = 104.65 +108.69≈108.69
3.在0.10mol/L的AlF溶液中,游离F的浓度为0.010mol/L。求溶液中游离Al3+的浓度,并指出溶液中
-
配合物的主要存在形式。
解:αAl(F)= 1 + β1[F-] + β2[F-]2+ β3[F-]3+β4[F-]4+β5[F-]5+ β6[F-]6 = 1+1.4×106× 0.010+1.4×1011 ×(0.010)2 + 1.0×1015×(0.010)3+ 5.6×1017 × (0.010)4 + 2.3 ×1019 × (0.010)5 +6.9×1019 ×(0.010)6 = 1+1.4 ×104 + 1.4×107 + 1.0 ×109 + 5.6 ×109+2.3 ×109 + 6.9 ×107 =8.9×109 所以
比较αAl(F)计算式中右边各项的数值,可知配合物的主要存在形式有AlF3、AlF4-和AlF52-。
4.在0.010mol/L锌氨溶液中,若游离氨的浓度为0.10mol/L,计算pH10和pH12时锌离子的总副反应系数。
解:因溶液酸度较低(pH10或12),将引起金属离子水解,可视作羟基配位效应。若溶液中有两种或两种以上配合剂同时对金属离子M产生副反应,则其影响应以M的总副反应系数αM表示:
αM=αM(L1)+ αM(L2)+……+ (1-P)
pH10时,αZn(NH3)=1 + β1[NH3] + β2[NH3]2+β3[NH3]3+β4[NH3]4 =1+102.37×0.10+104.81×(0.10)2+107.31×(0.10)3+109.46×(0.10)4 = 105.49
查表可得:αZn(OH)2=102.4 αZn(NH3) >>αZn(OH)2所以αZn(OH)2可略 αZn = αZn(NH3)+ αZn(OH)2-1 αZn(NH3)=105.49 pH12时,查表可得:αZn(OH)2=108.5
αZn(OH)2 >> αZn(NH3) 所以αZn(NH3)可略 αZn = αZn(NH3)+ αZn(OH)2-1 αZn(NH3)=108.5
5.用EDTA溶液(2.0×10 化学计量点时的pCu'。
-2
mol/L)滴定相同浓度的Cu2+,若溶液pH为10,游离氨浓度为0.20mol/L,计算
解:化学计量点时,CSP =(1/2)×2.0×10 -2=1.0×10-2(mol/L) pCu(SP) =2.00 [NH3]sp =(1/2)×0.20= 0.10(mol/L)
αCu(NH3)=1 + β1[NH3] + β2[NH3]2+β3[NH3]3+β4[NH3]4 =1+104.13×0.10+107.61×0.102 +1010.48×0.103+1012.59× 0.104≈109.26 pH10时αCu(OH)2 = 101.7<<109.26, lgαY(H) =0.45 所以αCu(OH)2 可以忽略,αCu≈109.26
所以lgK'CuY= lgKCuY –lgαY(H) – lgαCu = 18.7–0.45–9.26=8.99
10