pCu'=(pC Cu(sp)+lgK'CuY)/2 =(2.00+8.99)/2=5.50
6.在pH5.0时用2×104mol/LEDTA滴定同浓度得Pb2,以二甲酚橙为指示剂。(1)以HAc-NaAc缓冲溶液
-
+
控制酸度,[HAc]=0.2mol/L,[Ac-] = 0.4mol/L;(2)以六次亚甲基四胺缓冲溶液控制酸度。已知乙酸铅配合物的β1=101.9,β2 =103.3;(CH2)6N4基本不与Pb2配位。计算终点误差。
+
解:pH5.0时查表可得二甲酚橙指示剂的颜色转变点pPbt = 7.0 (1)在HAc-NaAc缓冲溶液中
终点时 [Ac-] = 0.4/2= 10-0.7(mol/L) αPb(Ac)=1 + β1[Ac-] + β2[Ac-]2 = 1+101.9×10-0.7+103.3×(10-0.7)2≈102.0 此时指示剂的颜色转变点pPbt=7.0-2.0 =5.0
lgK'PbY= lgKPbY- lgαPb(Ac)-lgαY(H) = 18.30-2.0-6.45 = 9.85 计量点时:pPbsp = (pCPb(SP)+ lgK'PbY)/2=( 4 + 9.85 )/2=6.93 ΔpM'= pPb'ep - pPb'sp =5.0-6.93 = -1.9
(2) 在(CH2)6N4溶液中 lgαY(H)=6.45
lgK'PbY= lgKPbY- lgαY(H)=18.30-6.45=11.85
化学计量点pPbsp=(pCPb(SP)+lgK'PbY)/2=(4.0 + 11.85 ) /2=7.92 ΔpM'= pPb'ep - pPb'sp=7.0-7.92=-0.92
7.浓度均为0.02mol/L的Zn2+、Cd2+溶液,加入KI掩蔽Cd2+、若[I-]ep= 1.0mol/L,在pH5.0时,以二甲酚橙为指示剂,用0.02mol/LEDTA滴定Zn2+,Cd2+干扰测定吗?为什么?
解:查表可得如下数据:lgKCdY = 16.40,lgKZnY = 16.50,pH5.0时,pCdt = 4.5,lgαY(H) = 6.45,pZnt = 4.8,Cd2+与I-的配合物的lgβ1~lgβ4分别为2.4、3.4、5.0、6.15。 αCd(I)=1 + β1[I-] + β2[I-]2+β3[I-]3+β4[I-]4 = 1+102.4×1.0 +103.4×1.02+105.0×1.03+106.15×1.04 = 106.18 因此至Zn2+ 终点时,
而欲使二甲酚橙变色,需 [Cd]sp=10 mol/L,可见[Cd2+]ep <<[Cd2+]sp,由于掩蔽剂I-的作用,溶液中游离Cd2+的浓度降低十分显著,以至于不能使二甲酚橙显色,因而不产生干扰。
2+
-4.5
8.溶液中锌与钙的浓度分别为2.0×102和2.0×103mol/L,不加掩蔽剂和辅助配合剂,回答下列问题:(1)
-
-
若确定计量点有±0.2pZn单位的偏差,要使终点误差在0.1%以内,能否用控制酸度的方法用EDTA测定溶液中的锌?(2)条件常数lgK'ZnY可达到的最大值是多少?在什么酸度范围内才可能具有最大值?(3)为防止产生Zn(OH)2沉淀,溶液pH值应小于多少?(4)选二甲酚橙作指示剂测定锌,要使终点误差最小(即pZnep=pZnt),溶液的酸度应控制在多少?
解:(1)当△pM=0.2,TE=0.1%时,要求lgCMK'≥6;若CM=1.0×10-2 mol/L,则要求lgK'≥8。 在钙存在时滴定锌,存在下列几种副反应:Zn与OH,EDTA与H,EDTA与Ca等,副反应系数αZn(OH)和αY(H)随溶液酸度而变化,而αY(Ca)为一定值,且有αY=αY(H) +αY(Ca)-1。
若控制合适酸度,可使αZn(OH)=1,αY(H)≤αY(Ca) ,此时副反应的影响最小,条件常数 lgK'ZnY最大。
αY=αY(H) +αY(Ca)-1≈αY(Ca)=1+[Ca]KCaY
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查表得 lg KZnY=16.5,lgKCaY=10.7
故lgK'ZnY = lgKZnY-lgαY =16.5-lg(1+10-3×1010.7) =16.5-7.7 = 8.8>8 可见,可以控制合适酸度测定混合离子溶液中的锌,而钙不干扰。 (2)如(1)所解lgK'ZnY最大值为8.8。查表知,溶液pH在9.0以上时,αZn(OH) >1;αY(H)=αY(Ca)=107.7时,pH=4.3。酸度增高时将使αY(H)>αY(Ca)。
可见,只有在4.3 < pH < 9.0时,lgK'ZnY才可能具有最大值。
(3)查溶度积表,KspZn(OH)2> =10-15.3,滴定前,为防止生成Zn(OH)2沉淀,则要求: [OH-]<
=10-6.9
pOH > 6.9 即pH < 7.1.
(4)综上所述,实际滴定Zn应取pH在4.3 ~ 7.1范围之内,这时条件稳定常数大,滴定突跃大,反应完全。但要使滴定的准确度高,还必须有合适的指示剂指示终点。
根据公式,指示剂选定以后,要想准确指示终点,使pMt≈pMep,还必须选择一个最佳的pH值,因指示剂是一种弱的有机酸,溶液酸度影响指示剂与金属离子配位时的条件稳定常数lgK'MIn进而影响pMt值和ΔpM的大小。 因pZnep= (lgK'ZnY+pCZn)/2=(8.8+2.0)/2= 5.4 查表知,对于二甲酚橙,pH=5.5时的pZnt=5.7。
结论是:在这个体系中准确测定Zn的最佳pH值是5.5。 第六章 氧化还原滴定法
1.在酸性溶液中重铬酸钾被1mol的Fe2+还原为Cr3+时,所需质量为其摩尔质量的(B)倍。 A. 6 B. 1/6 C. 3 D. 1/3
答案:选B。反应式如下:
故当
即
= 1mol时,
。
2.硫代硫酸钠液(0.1mol/L)标定如下:取在120℃干燥至恒重的基准重铬酸钾0.15g,精密称定,置碘瓶中,加水50ml使溶解,加碘化钾 2g,轻轻振摇使溶解,加稀硫酸40ml,摇匀,密塞;在暗处放置10分钟后,用水250ml稀释,用本液滴定至近终点时,加淀粉指示液3ml,继续滴定至蓝色消失而显亮绿色,并将滴定的结果用空白试验校正。每1ml的硫代硫酸钠液(0.1mol/L)相当于4.903mg的重铬酸钾。根据本液的消耗量与重铬酸钾的取用量,算出本液的浓度,即得。请回答:①为什么称取约0.15g的K2Cr2O7?②为何在碘瓶中进行?③加KI后,需在暗处放置10分钟,为什么?若放置时间过短,会发生什么现象?④为什么滴定前要加水稀释?⑤近终点时才加入淀粉指示剂,为什么?⑥以蓝色消失而显亮绿色为滴定终点,原因何在?
解: ①有关反应如下:
(置换反应)
(滴定反应)
1molK2Cr2O7
3molI26molI-6molNa2S2O3
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故
若滴定时使用50ml滴定管,为使标准溶液消耗量在30ml附近(误差较小),则应称取K2Cr2O7的质量数为:
② KI加入后,在酸性条件下,就会发生上述的置换反应,会有大量的I2析出,为防止I2的挥发,此反应需在碘瓶中进行。 ③由于上述置换反应的速度较慢,为保证I2的定量析出,必须有充分的时间使反应进行完全。在光照条件下,I-在酸性溶液中更容易被空气中的氧氧化,析出过量的I2,给标定结果带来误差,在暗处可减小I-的氧化。
若放置的时间过短,置换反应不够完全,在以后滴定过程中会不断有I2生成,造成终点“回蓝”,从而影响标定结果。 ④滴定前将溶液加水稀释,目的是滴定反应需在中性或弱酸性溶液中进行,若不稀释,则强酸性介质不仅会使
分解,而且I-也极易被空气中的O2氧化:
另外,稀释后,置换反应的产物Cr3+亮绿色变线,便于终点观察。 ⑤指示剂淀粉需在近终点时加入,否则会使终点“迟纯”,这是由于当大量I2存在时,I2被淀粉牢固吸附,不易立即与Na2S2O3作用,使蓝色褪去迟缓而产生误差。 ⑥当接近化学计量点时,I2已完全与Na2S2O3作用,因而蓝色褪去而显出置换反应产物Cr3+的亮绿色。
3.取工业废水100.0ml,经H2SO4酸化后,加入K2Cr2O7溶液(0.01958mol/L )20.00ml,加催化剂并煮沸使水样中还原性物质完全氧化,用FeSO4溶液(0.2040mol/L)滴定剩余的
,消耗7.50ml。计算工
业废水中化学耗氧量COD(每升水中还原性有机物及无机物,在一定条件下被强氧化剂氧化时消耗的氧的mg数)。
解:有关反应
由以上反应可知在氧化同一还原性物质时,3molO2
滴定反应:
2molK2Cr2O7即:
13
= 65.57mg/L
4.计算KI浓度为1mol/L时,Cu2+/Cu+电对的条件电极电位(忽略离子强度的影响),并判断反应:
能否发生。
,
解:
,Ksp(CuI) = 1.1×10-12
若Cu2+未发生副反应,则[Cu2+] =
,当[I-] = 1mol/L时,
这是一个讨论生成沉淀对条件电位影响的典型例题,题给反应的有关电对反应为: Cu2++eCu+ I2+2e2I-
由于,显然Cu2+不能氧化I-,即题给反应不能发生。但由于过量的I-可
与Cu+ 生成溶解度很小的CuI,通过以上计算知
,
14
因而题给反应可进行的很完全。
5.已知电对Fe3+/Fe2+的′= 0.771V,电对Sn4+/Sn2+的′= 0.154V,那么Fe3+与Sn2+反应时,条件平衡常数的对数lgK′=____,化学计量点电位sp=____。
答案:lgK′=20.9,sp = 0.360V。原因:
lgK′= n1n2△θ′/0.059=1×2×(0.771-0.154)/0.059 = 20.9 sp =(n1θ′+n2θ′)/(n1 + n2)=(1×0.771+2×0.154)/(1+2)=0.360 第七章 沉淀滴定法和重量分析法
1.称取0.1510g纯的NaCl,溶于20ml水中,加AgNO3溶液30.00ml,以Fe3+离子作指示剂,用NH4SCN
溶液滴定过量银离子,用去4.04ml。事先测得AgNO3溶液与NH4SCN溶液的体积比为1.040。求AgNO3溶液的物质的量的浓度。(已知MNaCl=58.49g/mol)
解:
得:
2.有纯LiCl和BaBr2的混合物试样0.7000g,加45.15ml 0.2017mol/L AgNO3标准溶液处理,过量的AgNO3以铁铵矾为指示剂,用25.00ml 0.1000mol/L NH4SCN回滴。计算试样中BaBr2的含量。
解:设混合物中BaBr2为xg,LiCl为(0.7000-x)g
0.2017×45.15×10-3-0.1000×25.00×10-3=x=0.5876g
3.用铁铵矾指示剂法测定0.1mol/L的Cl,在AgCl沉淀存在下,用0.1mol/LKSCN标准溶液回滴过量的0.1mol/LAgNO3溶液,滴定的最终体积为70ml,[Fe3+]=0.015mol/L。当观察到明显的终点时,([FeSCN2+]=6.0×106mol/L),由于沉淀转化而多消耗KSCN标准溶液的体积是多少?(KFeSCN = 200)
-
-
解:
设多消耗KSCN的体积为Vml,则
4.吸取含氯乙醇(C2H4ClOH)及HCl的试液2.00ml于锥形瓶中,加入NaOH,加热使有机氯转化为无机
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