第六章思考题与习题
1.填空
(1)EDTA是一种氨羧络合剂,名称,用符号表示,其结构式为。配制标准溶液时一般采用EDTA二钠盐,分子式为,其水溶液pH为,可通过公式进行计算,标准溶液常用浓度为。
(2)一般情况下水溶液中的EDTA总是以等型体存在,其中以与金属离子形成的络合物最稳定,但仅在时EDTA才主要以此种型体存在。除个别金属离子外。EDTA与金属离子形成络合物时,络合比都是。
(3)K/MY称,它表示络合反应进行的程度,其计算式为。
(4)络合滴定曲线滴定突跃的大小取决于。在金属离子浓度一定的条件下,越大,突跃;在条件常数K/MY 一定时,越大,突跃
。
(5)K/MY值是判断络合滴定误差大小的重要依据。在pM/一定时,K/MY越大,络合滴定的准确度。影响K/MY的因素有,其中酸度愈高愈大,lg/MY
; 的络合作用常能增大,减小。在K/MY一定时,终点误差的大小由决定,而误差的正负由决定。
(6)在[H+]一定时,EDTA酸效应系数的计算公式为。
解:(1)EDTA是一种氨羧络合剂,名称乙二胺四乙酸,用符号H4Y表示,其结构式为H O O C C H2
-O O C C H
2
C H2C O O-
C H2C O O H
++
H N C H2C H2N H
。配制标准溶液时一般采用EDTA二钠盐,分子式为O
H
Y
H
Na
2
2
2
2?,其水溶液pH为
4.4 ,可通过公式
5
4
]
[
a
a
K
K
H?
=
+进行计算,标准溶液常用浓度为0.01mol?L-1。
(2)一般情况下水溶液中的EDTA总是以H6Y2+、H5Y+、H4Y、H3Y-、H2Y2-、HY3-和Y4-等七种型体存在,其中以Y与金属离子形成的络合物最稳定,但仅在pH?10时EDTA才主要以此种型体存在。除个别金属离子外。EDTA与金属离子形成络合物时,络合比都是1∶1。
(3)K/MY称条件形成常数,它表示一定条件下络合反应进行的
程度,其计算式为
Y
M
MY
MY K
Kα
αlg
lg
lg
lg/-
-
=。
(4)络合滴定曲线滴定突跃的大小取决金属离子的分析浓度C M和络合物的条件形成常数MY
K/。在金属离子浓度一定的条件下,MY
K/值越大,突跃也越大;在条件常数K/MY一定时,C M越大,突跃也越大.
(5)K/MY值是判断络合滴定误差大小的重要依据。在△pM/一定时,K/MY越大,络合滴定的准确度越高。影响K/MY的因素有酸度的影响、干扰离子的影响、配位剂的影响、OH-的影响,其中酸度愈高,H+浓度愈大,lg/MY 值越小;螯合的络合作用常能增大K稳,减小K 离
。在K/MY一定时,终点误差的大小由△pM/、、C M、K/MY决定,而误
39
40
差的正负由△pM / 决定。
(6) 在[H +]一定时,EDTA 酸效应系数的计算公式为 Y
H Y Y Y H Y H HY Y Y Y δα1
]
[]
[][][][]
[][62'
)(=
+????+++=
=
。
2. Cu 2+
、、Zn 2+
、、Cd 2+
、Ni 2+
等离子均能与NH 3形成络合物,为什么不能
以氨水为滴定剂用络合滴定法来测定这些离子?
答;由于多数金属离子的配位数为四和六。Cu 2+、Zn 2+、Cd 2+、Ni 2+
等离子均能与NH 3形成络合物,络合速度慢,且络合比复杂,以氨水为滴定剂滴定反应进行的完全程度不高。不能按照确定的化学计量关系定量完成,无法判断滴定终点。 3. 不经具体计算,如何通过络合物ML N 的各βi 值和络合剂的浓度[L]来估
计溶液中络合物的主要存在型体? 答:各型体分布分数:
n
n M
M L L L C M ]
[][][11
][2
210βββδδ+???+++=
=
=
]
[]
[][][1]
[][12
2111L L L L L C ML o n
n M
L
M
βδββββδδ=+???+++=
=
=
…
n
n o n
n n
M
n L L L L L n C M L n ][]
[][][1]
[][2
21βδββββδ=+???+++=
=
再由[MLi]=δi C M 得,溶液中络合物的主要存在型体由δi 决定。故只要那个i i L ][β越大,就以配位数为i 的型体存在。
4. 已知乙酰丙酮(L )与Al 3+络合物的累积常数lgβ1~lgβ3分别为8.6,15.5
和21.3,AlL 3为主要型体时的pL 范围是多少?[AlL]与[AlL 2]相等时的pL 为多少?pL 为10.0时铝的主要型体又是多少?
解:由]
][[][11L M ML K =
=β ,2
2212]
][[][L M ML K K =
=β,
3
33213]
][[][L M ML K K K =
=β
由相邻两级络合物分布曲线的交点处有 pL=lgKi ① AlL 3为主要型体
时
8.5lg lg lg ,lg 2333=-==ββK K pL
∴在pL<5.8时,AlL 3为主要型体。
② ][][2AlL AlL = 时, 9.6lg lg lg 122=-==ββK pL ③6.80.10,6.8lg lg 11=>====pL pL K pL β
∴ Al 3+为主要型体。
5. 铬蓝黑R (EBR )指示剂的H 2In 2-是红色,HIn 2-是蓝色,In 3-是橙色。
41
它的pK a2=7.3,pK a3=13.5。它与金属离子形成的络合物MIn 是红色。试问指示剂在不同的pH 的范围各呈什么颜色?变化点的pH 是多少?它在什么pH 范围内能用作金属离子指示剂? 解:由题-
=-=35
.1324
.72
3
2
In HIn
In H
a a pK
pK
(红色) (蓝色) (橙色)
14
33
82210
2.3,5.1310
0.4,4.7--?==?==Ka pKa
Ka pKa
①pH<6时呈紫红色,pH=8~11时呈蓝色,pH>12时呈橙色;
②变色点的pH=10: ③铬蓝黑R 与Ca 2+、Mg 2+、Zn 2+和Cd 2+等金属离子形成红色的络合物,适宜的酸度范围在pH=8~11之间。
6. Ca 2+与PAN 不显色,但在pH=10~12时,加入适量的CuY ,却可以用
PAN 作为滴定Ca 2+的指示剂,为什么?
解:pH=10~12在PAN 中加入适量的CuY ,可以发生如下反应
CuY (蓝色)+PAN (黄色)+M = MY + Cu —PAN
(黄绿色) (紫红色)
Cu —PAN 是一种间接指示剂,加入的EDTA 与Cu 2+定量络合后,稍过量的滴定剂就会夺取Cu —PAN 中的Cu 2+,而使PAN 游离出来。
Cu —PAN+Y= CuY +PAN 表明滴定达终点 (紫红色)(黄绿色)
7. 用NaOH 标准溶液滴定FeCl 3溶液中游离的HCl 时,Fe 3+将如何干扰?
加入下列哪一种化合物可以消除干扰?EDTA ,Ca-EDTA ,柠檬酸三钠,三乙醇胺。
解:由于Fe 3+和NaOH 溶液生成Fe(OH)3沉淀,导致游离的HCl 的浓
度偏小,可以用EDTA 消除干扰,EDTA 和Fe 3+形成络合物,稳定性大,减少了溶液中的有利的Fe 3+。
8. 用EDTA 滴定Ca 2+、Mg 2+时,可以用三乙醇胺、KCN 掩蔽Fe 3+
,但不
使用盐酸羟胺和抗坏血酸;在pH=1滴定Bi 3+,可采用盐酸羟胺或抗坏血酸掩蔽Fe 3+,而三乙醇胺和KCN 都不能使用,这是为什么?已知KCN 严禁在pH<6的溶液中使用,为什么?
解:由于用EDTA 滴定Ca 2+、Mg 2+时,pH=10,用三乙醇胺和KCN 来
消除,若使用盐酸羟胺和抗坏血酸,则会降低pH 值,影响Ca 2+、Mg 2+
滴定;三乙醇胺是在溶液呈微酸性时来掩蔽Fe 3+,如果pH 越低,则达不到掩蔽的目的;pH<6的溶液中,KCN 会形成HCN 是弱酸,难以电离出CN -来掩蔽Fe 3+。所以在pH<6溶液中严禁使用。
9. 用EDTA 连续滴定Fe 3+、Al 3+时,可以在下述哪个条件下进行?
a) pH=2滴定Al 3+,pH=4滴定Fe 3+
; b) pH=1滴定Fe 3+,pH=4滴定Al 3+; c) pH=2滴定Fe 3+,pH=4反滴定Al 3+; d) pH=2滴定Fe 3+,pH=4间接法测Al 3+。
解:可以在(c )的条件下进行。调节 pH=2~2.5,用先滴定Fe 3+
,此时Al 3+不干扰。然后,调节溶液的pH=4.0~4.2,,再继续滴定Al 3+。由于Al 3+与EDTA 的配位反应速度缓慢,加入过量EDTA ,然后用标准溶液Zn 2+回滴过量的Al 3+。
10.如何检验水中是否含有金属离子?如何判断它们是Ca 2+、Mg 2+, 还是Al 3+、Fe 3+、Cu 2+
?
答:由于Ca 2+、Mg 2+、Al 3+、Fe 3+、Cu 2+都为有色的金属离子,在溶液中加入EDTA 则形成颜色更深的络合物。可以检验水中含有金属离子。在pH=10时,加入EBT ,则Ca 2+、Mg 2+形成红色的络合物;CuY 2-为深蓝色,FeY -为黄色,可分别判断是Fe 3+、Cu 2+。
42
11.若配制EDTA 溶液的水中含Ca 2+,判断下列情况对测定结果的影响: (1)以CaCO 3为基准物质标定EDTA ,并用EDTA 滴定试液中的Zn 2+ ,
二甲酚橙为指示剂;
(2)以金属锌为基准物质,二甲酚橙为指示剂标定EDTA ,用EDTA 测
定试液中的 Ca 2+、Mg 2+合量;
(3)以CaCO 3为基准物质,络黑T 为指示剂标定EDTA ,用以测定试液
中Ca 2+、Mg 2+ 合量。
并以此例说明络合滴定中为什么标定和测定的条件要尽可能一致。 答:(1)由于EDTA 水溶液中含有Ca 2+ ,Ca 2+与EDTA 形成络合物,标定出来的EDTA 浓度偏低,用EDTA 滴定试液中的Zn 2+,则Zn 2+浓度偏低。
(2)由于水溶液中含有Ca 2+ ,部分Ca 2+与EDTA 形成络合物,标
定出来的EDTA 浓度偏低,用EDTA 滴定试液中的Ca 2+、Mg 2+
,则合量偏低。 (3)用CaCO 3为基准物质标定EDTA ,则CaCO 3中的Ca 2+被EDTA 夺取,还有水中的Ca 2+都与EDTA 形成络合物,标定出来的EDTA 浓
度偏低,标定试液中Ca 2+、Mg 2+
合量偏低。 12.若配制试样溶液的蒸馏水中含有少量Ca 2+ ,在pH=5.5或在pH =10(氨性缓冲溶液)滴定Zn 2+ ,所消耗EDTA 的体积是否相同?哪种情况产生的误差大? 答:在pH=5.5时,
=Z
n Y K
'l
o g )(l
o g H Y Zn ZnY p p K αα--=16.50-5.1-1.04=10.36
在pH =10(氨性缓冲溶液)滴定Zn 2+ ,由于溶液中部分游离的NH 3
与Zn 2+络合,致使滴定Zn 2+不准确,消耗EDTA 的量少,偏差大。 13. 将100mL0.020mol·L -1 Cu 2+ 溶液与100mL0.28mol· L -1 氨水相混后,
溶液中浓度最大的型体是哪一种?其平衡浓度为多少?
解:假设溶液中Cu 2+与NH 3形成的配合物主要是以Cu(NH 3)42+形式存在。
等体积相混合后,Cu 2+
和NH 3的浓度分别为: 1
010.02020.02-?==
+
L mol c Cu
1
14.02
28.03
-?==
L mol c NH
溶液中游氨的浓度为:
1
10.04010.014.03-?=?-=L mol c NH
查附录表五知Cu(NH 3)42+配离子的:β1=1.4×104 β2=4.3×107
β3=3.4×1010 β4=4.7×1012
根据式(6-15a )443
32
21)(][][][][1L L L L L M ββββα++++=
)
(4
43
32
2101
]
[][][][11
]
'[][L M M L L L L M M αββββδδ=
++++=
=
=
4
12
3
10
2
7
4
0)
14.0(107.4)14.0(10
4.3)14.0(103.4)14.0(104.111
?+?+?+?+=
=Cu δδ
=5.26×10-10 β1[L]= 1.4×104×0.14=1.96×104 β2[L]2= 4.3×107×0.142=8.43×105
43
β3[L]3= 3.4×1010×0.143=9.33×107 β4[L]4= 4.7×1012×0.144=1.81×109
故溶液中主要型体为[Cu(NH 3)42+
]:
1
3
10
9
)(24
310
52.9010.010
26.51081.1])([224
3---+
??=????=?=++
L
mol c NH Cu Cu NH
Cu δ14. 在0.010mol· L -1 Al 3+ 溶液中,加氟化铵至溶液中游离F -的浓度为
0.10mol· L -1
,问溶液中铝的主要型体是哪一种?浓度为多少?
解:由教材344页知AlF 3-配离子61lg ~lg ββ分别为: 6.13;11.15;15.00;17.75;19.37;19.84
故β1~β6分别为:
6
1035.1?;11
1041.1?;15
1000.1?;17
10
62.5?;19
10
34.2?;
1910
92.6?。
设 1
1
100.0,010.03--?=?=-+L mol C L mol C F Al 根据 6
62
21]
[][][11
3-
-
-
+???+++=
+
F F F Al βββα
15
6
19
2
11
1
6
1079.210
10
92.610
1041.110
1035.111
-----?=??+???+??+??+=
再有式 10
15
1
61)
(10
17.310
79.210
1035.1][32----?=????==++
-
lc AlF
F αβα
6
15
2
11
2
2)
(10
93.310
79.210
10
41.1][32
----
?=????==++
-Al AlF
F αβα
3
15
3
15
33)
(10
79.210
79.210
10
00.1][33
----?=????==+-lc AlF
F αβα
1
15
4
17
4)
(10
57.110
79.210
10
62.5][344
----?=????==+-
-Al AlF
F αβα
1
15
5
19
55)
(10
53.610
79.210
10
34.2][325
----?=????==+-
-Al AlF
F αβα
1
15
6
19
66)
6(10
93.110
79.210
10
92.6][333
----?=????==+-
-Al AlF
F αβα
故 3
1
2
252510
53.610
53.610]
[2]
[3----
-
-
-
?=??=?=+AlF C AlF Ac 所以,由上可知溶液中存在的主要型体为-
-
25]
[AlF ,其浓度为
44
1
3
10
53.6--??L mol 。
15. 在含有Ni 2+
-NH 3络合物的溶液中,若Ni(NH 3
)42+
的浓度10倍于Ni(NH 3)32+ 的浓度,问此体系中有利氨的浓度[NH 3 ]等于多少? 解:Ni(NH 3)62+配离子的lgβ1-lgβ6分别为:2.80;5.04;6.77;7.96;8.71;8.74。
得β1-β6 分别为: β1=6.31×102 β2=1.09×105 β3=5.89×106
β4=9.12×107 β5=5.13×108 β6=5.50×108
因 ++
=223
33
33)(][Ni NH
Ni NH αβα (A) ++
=224
34
33)(][Ni NH
Ni NH αβα (B)
根据 +
++
=
22]
[2Ni Ni C Ni
α 得 [Ni(NH 3)32+]=++
?223
3)(Ni NH Ni C α (C)
[Ni(NH 3)42+]=++
?224
3)(Ni NH Ni C α (D)
由式(A)和(C)得
[Ni(NH 3)32+]=++??223
33][Ni Ni C NH αβ (E)
由(B)和(D)得
[Ni(NH 3)42+
]=++??224
34][Ni Ni C NH αβ (F) 根据式(E)和(F)并由题意得
10[Ni(NH 3)32+]=]
)([,424
3+
NH
Ni β
10++??223
33][Ni Ni C NH αβ=++??224
34][Ni Ni C NH αβ
[NH 3 ]=10β3/β4=10×5.89×106/9.12×107≈0.646 mol· L -1
16. 今由100mL0.010mol·L Zn 2+ 溶液,欲使其中Zn 2+ 浓度降至10-9 mol· L -1 ,问需向溶液中加入固体KCN 多少克?已知Zn 2+-CN - 络合物的累
积形成常数?4 =1016.7 ,M KCN =65.12g·mol -1
. 解:由题Zn 2+的分析浓度1
01.02-?=+L mol c Zn
平衡浓度19210][--+?=L mol Zn
设需向溶液中加入固体KCN x g
则 1
1
.012.65][--
??=
L
mol x CN
9
2
00210
10
][2--+
=?==+δδZn c Zn
7
010
-=δ
Zn 2+
与CN -
一次络合,则 1
24
01.0])([2--
?==+L
mol c CN Zn Zn
7
.164
24410
]
][[])([==
-
+
CN
Zn
CN Zn β
则
7
.97
.169
2
7
.16244
10
10
10
1010
][])([][---+
-
=?=
?=
Zn
CN Zn CN
[CN -]=3.76×10-3
mol· L -1
c CN-=0.01×4+3.76×10-3
45
=4.38×10-2 mol· L -1
x=[CN -]×65.12×0.1=0.29 g
17. 用CaCO 3 基准物质标定EDTA 溶液的浓度,称取0.1005g CaCO 3 基准物质溶解后定容为100.0mL 。移取25.00mL 钙溶液,在pH=12时用钙指示剂指示终点,以待标定EDTA 滴定之,用去24.90mL 。(1)计算EDTA 的浓度;(2)计算EDTA 对ZnO 和Fe 2O 3的滴定度。 解:(1) 根据共反应关系应为1 :1 ,则 EDTA CaCO
n n =3
EDTA C ?=???9.24251000100
09.1001005.0
∴C EDT A =0.01008 mol?L -1. (2) 根据滴定度定义,得: 1
4
10203.81000
38
.8101008.01000
--??=?=
?=
ml
g M
C T ZnO
EDTA ZnO
EDTA
1
4
10
048.81000
269
.15901008.01000
23
23
2--??=??=
??=
ml
g M
C T O Fe EDTA O Fe EDTA
18. 计算在pH=1.0时草酸根的)
(24
2lg H O C
-
α值.
解:由教材P 343表一查得 5
221104.6,109.5--?=?=a a K K
根据公式 -
24
2O C
α2
212
2
1][][Ka
Ka Ka H H K K a a ++=
+
+
4
5
2
2
2
5210
455.210
4.610
9.510
9.51.01.0104.610
9.5------?=???+??+???=
则 61.310
455.2lg lg 4
)
(24
2-=?=--
H O C
α
19. 今有pH=5.5的某溶液,其中Cd 2+,Mg 2+和EDTA 的溶液均为 1.0
×10-2mol?L -1.对于EDTA 与Cd 2+的主反应,计算其αY 值。
解:以EDTA 与Cd 2+的主反应,受到酸效应和共存离子的影响。
查附录一之表4 , pH=5.5时,lg Y(H)=5.51; 由附录一之表3可知,K CdY =1016.46, K MgY =108.7, 由于络合物的形成常数相差很大,可认为EDTA 与Cd 2+的反应完成时,
溶液中的浓度非常低,[Mg 2+]≈0.010 mol?L -1
由式(6—13)有:7
.62
7
.82)(10
10
10
1][1=?+=+=-+
Mg K MgY Mg Y α
再
由
式
(
6—14
)可以
得出 :
73
.67
.651
.5)()(10
110
10
1≈-+=-+=Mg Y H Y Y ααα
20.以NH 3-NH 4缓冲剂控制锌溶液的pH =10.0,对于EDTA 滴定Zn 2+的主反应,(1)计算[NH 3]=0.10mol?L -1,[CN -]=1.0×10-3mol?L -1时的αZn 和 logK’ZnY 值。(2)若c Y =c Zn =0.2000mol?L -1,求计量点时游离Zn 2+的浓度[Zn 2+]等于多少?
解:(1)pH =10.0,查表4.2lg )(=OH Zn α,NH 3的质子化常数K H =10
9.26
1
88
.04
310
20.010.010.0][][3--+?==+=+=L
mol NH
NH c nh
46
根据式(6—11)和式(6—16)得:
07
.010
26
.9)
(10
10
101][13=?+=+=-+H K H
H NH
α
95
.007
.088.0)
(310
10
10][33
--===
H NH
NH c NH α8
.306
.985
.201
.79
.161
.495
.027
.2)
(10
10
10
10
10
10
101013
----?+?+?+?+=NH
Zn α
=105.25
此时 , 25
.5)(10
3=≈NH Zn Zn αα
当溶液pH =10.0时,25.5lg ,lg 45.0lg )(===Zn Y H Y ααα, 故此时 80.1045.025.550.16'lg =--=ZnY K (
2
)
由)
(4
43
32
2101
]
[][][][11
]
'[][L M M L L L L M M αββββδδ=
++++=
=
=
所以 )
(]
'[]'[][L M M M M M αδ==
计量点时c Zn , Sp =c Zn/2
∵c M =[M’]
则[Zn 2+]=[M’]/αM(L)=c Zn
,
sp /αM(L)=0.01000/10
5.25
=10-11.65 =2.2×10-12
mol?L -1
21.在20题提供的条件下,判断能否用0.2000mol?L -1EDTA 准确滴定
0.020mol?L -1Zn 2+
;如能直接滴定,选择EBT 作指示剂是否合适? 解:查表50.16lg =ZnY K , c Zn , Sp =c Zn/2.
pH =10.0,45.0lg )(=H Y α,4.2lg )(=OH Zn α25.5lg ,=Zn α(由
20题知)
80.1045.025.550.16'lg =--=ZnY K
lgc Zn , sp K ’ZnY =8.80>6
结果表明,在pH =10.0时,可以准确滴定Zn 2+ . 由20题知25
.5)(10
3=≈NH Zn Zn αα
pZn’sp =0.5(pc Zn , sp +lgK’ZnY )=0.5(2.00+10.80)=6.40
由附录一之表7可知,用EBT 作指示剂,当pH =10.0时,
pZnt=12.2 因为Zn 2+
此时有副反应,
根据公式有:95.625.52.12lg '=-=-=Zn t ep pZn pZn α 由于ep pZn '与pZn’sp 相近,可见此条件下选择EBT 作指示剂是合
适的
?pZn’=pZn’ep - pZn’sp =6.95-6.40=0.55 故能进行直接滴淀。 且
47
%01.0%10010
10
10
10%100'10
10
80
.1000
.255.055
.0,'
'
=??-=
??-=
--?-?ZnY
sp Zn pZn pZn K c Et
22.若溶液的 pH= 11.00,游离CN -浓度为1.0×10-2mol?L -1,计算HgY 络合物的logK’HgY 值。已知Hg 2+-CN -络和物的逐级形成常数logK 1-logK 2分别为:18.00,16070,3.83和2.98。 解:根据Hg(CN)42-配离子的各级logK 值求得, Hg(CN)42-配离子的各级积累形成常数分别为:
β1=K 1=1018 β2=K 1·K 2=5.01×1034 β3=K 1·K 2·K 3=340×1038 β2=K 1·K 2·K 3·K 4=3.20×1041 根据公式 34
4
2
41
32
38
22
34
2
18
4
43
32
21)(10
82.2)
10
(10
20.3)10
(10
40.3)10
(10
01.5)10
(10
11
]
[][][][11
-----?=??+??+??++=
++++=
CN CN CN CN CN Hg ββββα
故55.33)(=CN Hg p α
得当 pH=11.0时 07.0)(=H Y p α 将 55.33)(=CN Hg p α和
07.0)(=H Y p α值及
8.21log 2'
=-
HgY
K
值代入公式
=-
2'
l o g H g Y
K
)()(2l o g H Y L M H g Y
p p K
αα---
=21.8-33.55-0.07 =-11.82
23.若将0.020mol?L -1EDTA 与0.010mol?L -1Mg(NO 3)2(两者体积相等)相混合,问在 pH=9.0时溶液中游离Mg 2+的浓度是多少?
解:当EDTA 溶液与Mg 2+ 溶液等体积相混合之后,EDTA 和Mg 2+的浓度分别为:
L
mol C EDTA /01.02
02.0==
L
mol C MgH /005.02
01.0==
查表4得,当溶液pH=9.0时 ,28.1)(=H Y p α 再由表3得 , 7.8l o g 2=-M g Y K
故由 =-
2'l o g M g Y
K
)(2l o g H Y M g Y p K α--
=8.7-1.28 =7.42
故 7
'1063.22?=-
MgY
K
当EDTA 与Mg 2+混合后,发生如下配位反应:
Mg 2+ + Y 4- == MgY 2-
反应前: 0.005 mol?L -1 , 0.01 mol?L -1 0
反应后: x mol?L -1 , (0.01-0.05) mol?L -1 0.005 mol?L -1
48
当反应达平衡时: 1
8
7
7
'
221080.310
63.21
1063.2005.0005.0][]
[2----+
-
??=?=
∴?==?-
L
mol x x K
c Mg
MgY MgY
Y
24.在pH=2.0时,用20.00Ml 0.02000mol?L -1EDTA 标准溶液滴定20.00Ml2.0×10-2mol? L -1Fe 3+.问当EDTA 加入19.98mL,20.00Ml 和 40.00mL 时,溶液中pFe(Ⅲ)如何变化?
解:当.pH =2.0时 10.25log ,51.13)(==FeY H Y K p α
根据公式 59.1151.1310.25log 'log )(=-=-=H Y FeY FeY P K K α
得 11
59.111089.310
'?==FeY K 现分四个阶段计算溶液中pFe 的变化情况。 1) 滴定前溶液中Fe 3+
的浓度为:1
302000.0][-+
?=L
mol Fe
pFe=-log[Fe]=1.70
2) 滴定开始至化学计量点前:
加入19.98mL EDTA 时,溶液游离Fe 3+的浓度为:
1
5
310
00.102000.01000
1)98.1900.20(1000
100.2][--+
??=??
+?
=L
mol Fe
pFe=5.00 3) 化学计量点:
由于FeY 配位化合物比较稳定,所以到化学计量点时,Fe 3+
与加入的EDTA 标准溶液几乎全部配位成FeY 配合物。 于是:
1
2
10
00.102000.01000
1)00.2000.20(1000
100.20][--??=??
+?
=
L
mol FeY
溶液中游离Fe 3+和C Y 的浓度相等,故
11
310
89.3][][?=?+
Y
C Fe
FeY
11
2
3210
89.3]
[100.1?=?+
-Fe
故 1
7
310
60.1][--+
??=L mol Fe
pFe=6.80
4) 化学计量点以后各点的计算:
① 加入20.02mL EDTA 时,此时EDTA 过量,其浓度为:
49
1
5
10
00.102000.01000
1)02.2000.20(1000
102.0--??=??
+?
=
L
mol C Y
在根据 F e Y
Y
K
C Fe
FeY '
3][][=?+
或
1
9
11
5
2
310
57.210
89.310
00.110
00.1'][][----+
??=????=
?=
L mol K C FeY Fe
FeY
Y
故 pFe=8.59
② 加入40.00mL EDTA 时,此时EDTA 过量,其浓度为:
1
3
10
67.602000.01000
1)00.4000.20(1000
102.0--??=??
+?
=
L mol C Y
故
1
12
11
3
2
310
86.310
89.310
67.61000.1'][][----+
??=????=
?=
L
mol K C FeY Fe
FeY
Y
pFe=11.41
25.在一定条件下,用0.01000mol?L -1EDTA 滴定20.00 mL,1.0×10-2mol?L -1金属离子M 。已知此时反应是完全的,在加入19.98-20.02mL 时的pM 值改变1个单位,计算MY 络和物的K’MY . 解:在络合滴定中,终点误差的意义如下: 金属离子的物质的量
过量或不足的物质的量
滴定剂Y E t =
即 ep
M ep
ep ep
ep M ep
ep M ep ep Y t c M Y V c V c V c E ,,,,]'[]'[-=
-=
用0.01000mol?L -1EDTA 滴定20.00 mL,1.0×10-2mol?L -1金属离子M , 加
入EDTA 为20.02mL 时,终点误差:
%
1.000
.2000
.2002.2002.4000
.2001.002
.4000
.2001.002.4002.2001.0=-=
??-
?=
t E
又1.0±=?pM 由公式(6—26b) 得
%
1.0%100'10
2
110
10%100'10
10
2
1
.01
.0,=???-=
??-=
--?-?MY
MY
sp M pM
pM
t K K c E 则 K’MY =107.63
26.铬蓝黑R 的酸解离常数K a1=10-7.3,K a2=10- 13.5,它与镁络和物的稳定常数
50
K MgIn =107.6.(1)计算pH=10.0时的pMg;(2)以0.02000mol?L -1EDTA 滴定2.0×10-2mol?L -1Mg 2+,计算终点误差;(3)与例6-6的结果相比,选择那种指示剂更为合适? 解:5
.135
.13110
10
112
==
=
-a K K 3
.73
.7210
10
111
==
=
-a K K
铬蓝黑R 的积累质子化常数为:
5
.1311
10
==K H
β
8
.203
.75
.13212
1010
10
=?==K K H
β
(1) pH=10.0时,
5
.30
.208
.200
.105
.13221)(1010
10
10
10
1][][1=?+?+=++=--++H H H H H m ββα
1.45.36.7lg lg 'lg )(=-=-==H In MgIn MgIn K K pMg α (2)由(1) pH=10.0时, 1.4==t
ep
pMg
pMg
查表可知 7.8lg =MgY K , pH=10.0时, 45.0lg )(=H Y α 。
Mg 2+ 无副反应 , 45
.0)(10==H Y Y αα c Mg , sp =10-2.00
mol?L -1
所以 25.845.07.8lg lg 'lg =-=-=Y MgY MgY K K α
13.52
25
.800.22
'lg ,=+=
+=
MgY
sp Mg sp
K pc pMg
03.113.51.4-=-=-=?sp
ep
pMg
pMg pMg
%
8.0%10010
1010
10
%100'10
10
25
.800
.203.103.1,-≈??-=
??-=
--?-?MgY
sp Mg pMg
pMg
t K c E
(3)pH=10.0时,用EBT 为指示剂时, %1.0=t E 为了减小终点误差,应该使指示剂变色时的ep
pM
尽量与计量点的
sp
pM
接近。与例6—6的结果相比,当pH=10.0时,用EBT 为指示剂,
4.5==t ep pMg
pMg
,与计算的 sp
pMg
很接近,而且在此酸度下变色
敏锐,因此选择EBT 为指示剂是适宜的。
27.实验证明,在pH=9.6的氨性溶液中,以铬黑T 为指示剂,用0.0020mol?L -1EDTA 滴定0.020mol?L -1Mg 2+时,准确度很高,试通过计算E t 证明之。已知logK Mg-EBT =7.0,EBT 的pKa 1=6.3,pKa 2=11.6. 证明:由题意铬黑T 的逐级质子化常数: 6
.116
.11110
10
112
==
=
-a K K 3
.63
.6210
10
111
==
=
-a K K
则铬黑的累积质子化常数:
51
6
.1111
10
==K H
β 9
.173
.66
.11212
10
10
10
=?==K K H
β
pH=9.6时,
22
.199
.176
.96
.112
21)(10
10
10
10
10
1][][1=?+?+=++=--+
+H H H
H H EBT ββα
故 520.7lg lg 'lg )
(=-=-==--H EBT
EBT Mg EBT Mg t
K K pMg
α
查表可知 7.8lg =MgY K , pH=9.6时, 75.0lg )(=H Y α 。
Mg 2+
无副反应,75
.0)(10
==H Y Y αα c Mg , sp =10
-2.00
mol?L -1
95
.775.07.8lg lg 'lg ≈-=-=Y MgY MgY K K α所以
975.42
95
.700.22
'lg ,=+=
+=
MgY
sp Mg sp
K pc pMg
025.0975.45=-=-=?sp
ep
pMg
pMg pMg
代入式(6—26b )得:
%
01.0%10010
10
10
10
%100'10
10
95
.700
.2025.0025
.0,=??-=
??-=
--?-?MgY
sp Mg pMg
pMg
t K c E
28.在pH=5.0时,用0.002000mol?L -1EDTA 滴定0.002.mol?L -1Pb 2+采用(1)HAC-NaAc 缓冲剂,中点时C HAc +C Ac -=0.31mol?L -1
;(2)总浓度与上相同的六
亚甲基四胺-HCI 缓冲剂(不与Pb 2+
络和)方便控制溶液 的酸度,选用二甲酚橙为指示剂,计算两种情况时的终点误差,并讨论为什么终点误差不同。已知Pb 2+-Ac -络和物的积累形成常数l ogβ1=1.9, logβ2=3.3;pH=5.0时,
logK‘Pb-XO =7.0. 解.(1)∵ 31.0=+-
HAc Ac c c
00.531.0lg
74.4]
[][lg
=-+=+=-
-
-
Ac Ac c c HAc Ac pKa pH
26.031.0lg
=--
-
Ac Ac c c 1
2.0-?=-L m o l c Ac
根据式(6—15a )得:
98
.127
.05
.37
.09
.1221)
(10
)10
(10
)10
(10
1][][1=++=++=-----
Ac Ac Ac
Pb ββα
pH=5.0时,45.6lg )(=H Y α 04.18lg =PbY K
61.998.145.604.18lg lg lg 'lg =--=--=Y Pb PbY PbY K K αα
305.62
61
.932
'lg ,=+=
+=
PbY
sp Pb sp K pc pPb
0.7'lg 0==-x Pb t K pPb
52
因为Pb 2+此时有副反应,根据式(6—25)得:
02.598.10.7lg =-=-=Pb t ep pPb pPb α 285.1305.602.5-=-=-=?sp
ep pPb
pPb pPb
代入式(6--26b )得:
%
1%10010
1010
10
%100'10
10
61
.900
.3285.1285.1,-=??-=
??-=
--?-?PbY
sp Pb pPb
pPb
K c Et
(2) pH=5.0时,45.6lg )(=H Y α 04.18lg =PbY K
59.1145.604.18lg lg 'lg =-=-=Y PbY PbY K K α
30.72
59
.1132
'lg ,=+=
+=
PbY
sp Pb sp K pc pPb
0.7'lg 0===-x Pb t ep K pPb pPb
30.030.70.7-=-=-=?sp
ep pPb
pPb pPb
%
007.0%10010
10
1010%100'10
10
59
.1100
.330.030.0,-=??-=
??-=
--?-?PbY
sp Pb pPb
pPb
K c Et
29..溶液中有Al 3+、 Mg 2+ 、Zn 2+ 三种离子(浓度均为2.0 ×10-2 mol?L -1),
加入NH 4F 使在终点时的氟离子的浓度[F -]=0.01mol?L -1。问能否在 pH=5.0时选择滴定Zn 2+。
解:查附录—之表4 ,pH=5.0时,45.6lg )(=H Y α
由附录—之表3可知,K ZnY =16.59 K AlY =16.3 K MgY =8.7 溶液中的平衡关系可表示如下:
Z n 2+ + Y = Z nY
M gY
H Y ,H 2Y , ...H 6Y H
+M g 2+
A lY
A l 3+
= A lF 6
F
-
根据式(6—22b)得: Y M MY MY K K ααlg lg lg 'lg --= 25.245.67.8'lg =-=MgY K 05.1045.650.16'lg =-=ZnY K
而 )(45.63.16'lg F Al AlY p K α--=
根据式(6—15a)和Al(F)63-配离子的各级积累形成常数得αAl(F) 值为:
14
34
.195137.194175.17310.152115.11113.66
6554433221)(10
59.310
)10(10)10(10)10(10)10(10)10(101]
[][][][][][1?=++++++=++++++=-----F F F F F F F Al ββββββα 则 55.14lg )(=F Al α
53
故得 70.455.1445.63.16'lg -=--=AlY K
通过计算说明,再上述条件下,三种离子的条件形成常数分别为: 25.2'lg =MgY K ; 05.10'lg =ZnY K ;70.4'lg -=AlY K 据此,而 05.8'lg ,=ZnY sp Zn K c >6
故可以在pH=5.0时选择滴定Zn 2+
。 30.浓度均为2.0×10-2 mol?L -1的Cd 2+、 Hg 2+混合溶液,欲在 pH=6时,用0.02000 mol?L -1EDTA 滴定其中的Cd 2+,试问:(1)用KI 掩蔽混合溶液中的Hg ,使终点时碘离子的浓度[I -]=0.010mol?L -1能否完全掩蔽?LogK cdY 为多少?(2)已知二甲酚橙与Cd 2- 、Hg 2+都显色,在 pH=6.0时logK
′HG-XO =9.0, logK’ Cd-XO =5.5,能否用二甲酚橙作滴定Cd 2+
的指示剂(既此时Hg 2+是否会与指示剂显色)?(3)若能以二甲酚橙作指示剂,终点误差为多少? 解:查附录—之表2 ,Hg —I 络合物的各级积累形成常数lgβ1~lgβ4分别为:
12.87 , 23.82 , 27.60 和 29.83
[I -]=10
-2.00
mol?L -1
, 170
.110
2--?=+
L
mol c Hg
根据式得: 33
.22400
.283
.29300
.260
.27200
.282
.2300
.287
.124
43
32
21010
)10
(10
)10
(10
)10
(10
)10(10
11
]
[][][][11
2------
-
-
-
=?+?+?++=
++++=
=+
I I I I Hg
ββββδδ
则 1
03
.2470
.133
.220210
10
10
][2----+
?=?=?=+L mol c Hg
Hg sp δ
可以完全掩蔽。
查附录—之表3 ,46.16lg =CdY K ,
查附录—之表 4 ,pH=6.0时,
65.4lg )(=H Y α
81.11lg lg 'lg )(=-=H Y CdY CdY K K α
(2) 9.62
81
.1100.22
'lg ,=+=
+=
CdY
sp Cd sp
K pc pCd
在 pH=6.0时, 用二甲酚橙做指示剂 5.5'lg 0===-x Cd t
ep
K pCd
pCd
pHg sp =24.03>>0.9'lg 00
==-x Hg t
K pHg
在此酸度下不变色,所以可以用二甲酚橙作滴定Cd 2+的指示剂。 (3)由(1)得 40.11'lg =CdY K pH=6.0时,9.6=sp
pCd
5.5==t
ep
pCd
pCd
4.19.6
5.5-=-=-=?sp
ep pCd
pCd pCd
代入式(6—26b )得:
54
%03.0%10010
10
1010%100'10
10
81
.1100
.24.14.1,-=??-=
??-=
--?-?CdY
sp Cd pCd
pCd
t K c E
31.浓度为2.0×10-2mol?L -1的Th 4+、La 3+混合溶液,欲用0.02000? EDTA 分别滴定,试问:(1)有无可能分步滴定?(2)若在PH=3时滴定TH ,能否直接准确滴定?(3)滴定Th 4+后,是否可能滴定La ?讨论滴定La 适宜的酸度范围,已知La(OH)3的K SP =10-18.8.(4)滴定La 时选择何种指示剂较为适宜?为什么?已知 pH≤2.5时,La 不与二甲酚橙显色。
解:(1)查附录—之表3 ,2.23lg =ThY K , 50.15lg =LaY K 67.7lg lg lg >=-=?LaY ThY K K K 。
由于络合物的形成常数相差很大,可以分步滴定。
(2)pH=3.0时 ,60.10lg )(=H Y α 由于络合物的形成常数相差很大,
所以滴定Th 4+时,
[La 3+
]≈0.010 mol?L -1
=10-2.00
mol?L -1
50
.1300
.250
.153)(10
10
10
1][1=?+=+=-+
La
K LaY La Y α 50
.1350
.1360
.10)()(10
110101≈-+=-+=La Y H Y Y ααα
50.13lg =Y α
7.950.132.23lg lg 'lg =-=-=Y ThY ThY K K α 67.7'lg ,>=ThY sp Th K c
可以在pH=3.0时直接准确滴定Th 4+。
(3)已知50.15lg =LaY K ,La(OH)3的K sp =10-18.8 , c La =10-1.70 mol?L -1,c La ,
sp =10
-2.00
mol?L -1
根据式(6—28a)得:
50.7650.1500.26lg lg ,)(max)(=-+-=-=LaY sp La H Y K c α
查附录—之表4 ,pH=4.5时,44.7lg )(=H Y α这是滴定La 3+的最高酸度。
若[La 3+]=c La ,最低酸度[OH -]=
1
55
.870
.18.18310
10
10]
[----+
?==
L mol La
K sp
pOH=8.55 pH=5.45 滴定Th 4+后,有可能滴定La 3+,滴定La 3+
适宜的酸度范围为pH=4.5~5.45。
(4)由(3)知,滴定La 3+适宜的酸度范围为pH=4.5~5.45。二甲酚橙指示剂在pH=5~6时达到终点溶液由紫红色变为亮黄色十分敏锐。而在
pH≤2.5时,La 3+
不与二甲酚橙显色。
32.溶解4.013g 含有镓和铟化合物的试样并稀释至100.0mL 。移取10.00mL 该试样调节至合适的酸度后,以0.01036mol?L -1EDTA 滴定之,用去36.32mL 。领取等体积试样用去0.01142 TTHA (三亚乙基四胺六乙酸)18.43 滴定至终点。计算试样中镓和铟的质量分数。已知镓和铟分别与TTHA 形成2:1(Ga 2L )和1:1(InL )络合物。
解:由题意 Ga : Y =1 : 1 In : Y = 1 : 1 (1) Ga : L =2 : 1 In : L= 1 : 1 (2) 即形成Ga 2L 和InL 络合物, n Y 总=0.01142×36.32×10-3=0.0003763mol
55
n L 总=0.01142×18.43×10-3=0.00021047mol 则n Y 总- n L 总=0.000376 为与络合的的量的一半
则Ga=2(n Y 总- n L 总)=0.0001658×2=0.0003316mol
Ca%=
%76.5%100013
.410
10000033161.0=??
?Ga
M
由公式A%=%100]/)%1001000
1
[(????
S M V A T 得络合用去的的量: V T =
A
T M
C S ???1000
%76.5
=
ml 32723
.6901036.01000
100
10
013.4%76.5=???
?
m%=
%1001000
1
????S
M C V A
T T =
%100100
10
013.4818
.11401036.01000
1
)3262.36(??
???- =1.28%
33. 有一矿泉水试样250.0mL ,其中K +用下述反应沉淀: K ++(C 6H 5)5B -=KB (C 6H 5 )4↓
沉淀经过滤、洗涤后溶于一种有机溶剂中,然后加入过量的的H ɡY 2-,则发生如下反应:
4HgY 2-+(C 6H 5)4B -+4H 2O=H 3BO 3+4C 6H 5Hg ++HY 3-+OH -
释出的EDTA 需29.64mL0.05580mоL?L -1Mg 2+溶液大胆至终点,计算矿泉水中K +的浓度,用mg?L -1表示。 解:由K ++(C 6H 5)4B -==KB(C 6H 5)4
4HgY 2-+(C 6H 5)4B -+4H 2O==H 3BO 3+4C 6H 5Hg ++4HY 3-+OH -
知. K +:(C 6H 5)4B -:HY 3-=1:1:4
Mg:Y=1:1 则n Y =n Mg =
mol 05580.069.291000
1??
则n K +=mol 405580
.064.291000
1
??
1
7.6425
.01000
05580.064.294
10001][-+
?=????=
L mg H
34.称取0.5000g 煤试样,熔融并使其中硫完全氧化成SO 42-。溶解并除取重金属离子后。加入0.05000moL?L -1BaCl 220.00mL ,使生成BaSO 4沉淀。过量的Ba 2+用0.02500moL?L -1EDTA 滴定,用去20.00mL 。计算试样中硫的质量分数。
解:所加物质的量 1000
100.2005000.01
?
??-ml L mol 消耗去物质的量 1000
1
00.2002500.01???-ml L mol
用来沉淀-
24
SO 所消耗去BaCl 2物质的量
56
-???-1000
100.2005000.01
ml L mol 1000
100.2002500.01
?
??-ml L
mol
此量也即为-
24
SO 物质的量
故 煤样中硫的百分含量为:
%
1005000.0)1000
100.2002500.01000
100.2005000.0(%???-?
?=
Ms
S
%
1005000
.007
.32)1000100.2002500.01000
100.2005000.0(????-??=
=3.21%
35.称取0.5000g 铜锌镁合金,溶解后配成100.0mL 试液。移取25.00mL 试液调至pH=6.0,用PAN 作指示剂,用37.30mL0.050 00mol?L -1EDTA 滴定Cu 2+和Zn 2+。另取25.00mL 试液调至pH=10.0,加KCN 掩蔽Cu 2+和Zn 2+后,用4.10mL 等浓度的EDTA 溶液滴定Mg 2+。然后再滴加甲醛解蔽Zn 2+,又用上述EDTA13.40mL 滴定至终点。计算试样中铜、锌、镁的质量分数。
解:已知 滴定Cu 2+ 、Zn 2+ 和Mg 2+
时,所消耗去EDTA 溶液的体积分别为:
(37.30-13.40)mL 、13.40mL 和4.10mL
由教材P 355表十四查得:M Mg =24.30 g·mol -1、M Zn =65.39 g·mol -1和
M Cu =63.55g·mol -1
试样的质量:100
255000.0?
=g m
%100100255000.010********.010.4%??
??
?=
Mg
M
Mg
%99.3%100100
255000.031
.241000105000.010.4=??
??
?=
%100100
255000.010********.040.13%??
??
?=
Zn
M
Zn
%05.35%100100
255000.039
.651000105000.040.13=??
??
?=
%100100
255000.01000
105000.0)40.1330.37(%??
??
?-=
Cu
M
Cu
57
75
.60%100100
25
5000.055
.631000
105000.0)40.1330.37(=??
???-=
36. 称取含Fe 2O 3和Al 2O 3的试样0.2000g ,将其溶解,在pH=2.0的热溶
液中(50℃℃左右),以磺基水杨酸为指示剂,用0.020 00mol·L -1EDTA 标准溶液滴定试样中的Fe 3+,用去18.16mL 然后将试样调至pH=3.5,加入上述EDTA 标准溶液25.00mL ,并加热煮沸。再调试液pH=4.5,以PAN 为指示剂,趁热用CuSO 4标准溶液(每毫升含CuSO 4·5H 2O 0.005 000g )反滴定,用去8.12mL 。计算 试样中Fe 2O 3和Al 2O 3的质量分数。 解:设试样中含Fe 2O 3为x g 。
根据 EDTA O Fe
n n 2
13
2=
2
3
10
905.210
16.1802.02
196
.15921--?=∴???=
??=x x
V C M
x EDTA EDTA Fe
得 %50.14%1002000
.010905.2%2
32=??=
-O Fe
又因为 Y 4-与Cu 2+和Al 3+同时配合存在
故 根据关系式
-
+--
=+4324
3
22422~~~Y O Al CuSO
O Al Cu Y AlY
n n n n n n n
得
2
3
10
02.025268
.24910
005.012.832--??=+??O Al n
则 m o l n O Al 4
10
687.132-?=
g m O Al 0172.096.10110
687.14
32=??=-
%60.8%1002000
.00172.0%32=?=
O Al
络合滴定法 一、填空题 1. 采用EDTA为滴定剂测定水的硬度时,因水中含有少量的Fe3+, Al 3+。应加入作掩蔽剂; 滴定时控制溶液PH = 。 2. 以铬黑T为指示剂,溶液pH值必须维持;滴定到终点时溶液由色变为色。 3. EDTA的酸效应曲线是指,当溶液的pH越大,则越小。 4. EDTA滴定金属M时, 若?pM'=±0.2, 则要求lg[c(M计)K'(MY)]大于_______, 才能使滴定的终点误差小于0.1% 。 5. 用EDTA滴定金属离子M,若浓度增大10倍,突越大小变化为______ 。 6. 用EDTA滴定金属离子M和N的混合溶液时,已知αY(N)>αY(H),当被测离子M的浓度为干扰离子N浓度的10倍时, 欲采用控制酸度滴定 M 离子, 要求E t≤0.1%, ?pM=±0.20, 则lgK(MY)-lgK(NY)应____。 7. 在非缓冲溶液中,用EDTA滴定金属离子时溶液的pH值将升高、降低还是不变?_______。 8. 当M与Y反应时,溶液中有另一络合剂L存在,若αM(L)=1表示________。 9. 在pH=10.0的氨性溶液中,已计算出αZn(NH 3)=10 4.7, αZn(OH)=102.4,αY(H)=100.5,已知lgK ZnY=16.5;在此条件下, lgK’ZnY为___________。
10. 乙酰丙酮与Fe3+络合物的逐级累积稳定常数lgβ1~lgβ3分别为 11.4、22.1、26.7,则稳定常数lg K2=___ 不稳定常数lg K不(3)=__ __。 11. 在pH=5.0的醋酸缓冲溶液中用0.002 mol/L EDTA滴定同浓度的Pb2+,今知lg K(PbY) = 18.0, lgαY(H)=6.6,lgαPb(Ac)=2.0。则化学计量点时pPb'=___ ___ 。 二.选择题 1.EDTA的酸效应曲线是指---------------------------------------------------( ) (A) αY(H)-pH 曲线(B) pM-pH 曲线 (C) lg K'(MY)-pH 曲线(D) lgαY(H)-pH 曲线 2. 已知Ag+-S2O32-络合物的lgβ1~lgβ3分别是9.0,1 3.0,1 4.0。以下答案不正确的是---( ) (A) K1=109.0(B) K3=101.0 (C) K不(1)=10-9.0(D) K不(1)=10-1.0 3. 为了测定水中Ca2+,Mg2+的含量,以下消除少量Fe3+、Al3+干扰的方法中,哪一种是正确的?------------------------------------------( ) (A) 于pH=10的氨性溶液中直接加入三乙醇胺; (B) 加入三乙醇胺不需要考虑溶液的酸碱性。 (C) 于酸性溶液中加入KCN,然后调至pH=10; (D) 于酸性溶液中加入三乙醇胺, 然后调至pH=10的氨性溶液; 4. Fe3+,Al3+对铬黑T有-------------( )
钛镍形状记忆合金化学分析方法 第1部分 镍量的测定 丁二酮肟沉淀分离-EDTA 络合-ZnCl 2返滴定法 1 范围 本部分规定了钛镍形状记忆合金中镍含量的测定方法。 本部分适用于钛镍形状记忆合金中镍含量的测定,测定范围:50.00% ~ 60.00%。 2 方法摘要 试料以硫酸硝酸混酸溶解,用柠檬酸络合钛及其它元素,在pH9~10用丁二酮肟沉淀镍使其与干扰元素分离,沉淀用热盐酸溶解,在pH6定量加入EDTA 溶液,以二甲酚橙为指示剂,用ZnCl 2标准滴定溶液滴定。 3 试剂 除非另有说明,在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和蒸馏水或去离子水或相当纯度的水。 3.1 硫酸(ρ约1.84g/mL)。 3.2 硝酸(ρ约1.40g/mL)。 3.3 氨水(ρ约0.90g/mL)。 3.4 盐酸(1+1)。 3.5 柠檬酸溶液(100g/L)。 3.6 丁二酮肟乙醇溶液(10g/L):溶解5g 丁二酮肟于500mL 乙醇中, 储存于棕色瓶中。 3.7 乙二胺四乙酸二钠(C 10H 14N 2O 8Na 2·2H 2O ,EDTA)溶液,c (EDTA)约0.05mol/L :称取18.6gEDTA ,溶于约500mL 热水中,移入1000mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。 3.8 二甲酚橙指示剂:称取1g 二甲酚橙与100g 氯化钾混合研磨均匀。 3.9 乙酸—乙酸钠缓冲溶液:称取200g 无水乙酸钠(CH 3COONa 溶于1000mL 水中加入12.4mL 冰乙酸, pH=6.0 。将溶液转移至1000mL 容量瓶中并用水稀释至刻度。 3.10 镍标准溶液:称取2.0000g 纯镍[w (Ni)>99.99%]于200mL 烧杯中,加入20mL 水,15mL 硝酸(3.2),低温加热至完全分解,冷却,将溶液转移至1000mL 容量瓶中并用水稀释至刻度。此溶液1mL 含2.00mg 镍。 3.11氯化锌标准滴定溶液: 3.11.1配制 称取13.63g 氯化锌溶解于500mL 水中,加入1mL 盐酸(3.4) ,加水至5000mL ,混匀。 3.11.2标定 移取10.00mLEDTA 溶液(3.7)于250mL 烧杯中,加入约70mL 水10mL 缓冲溶液(3.9),少量二甲酚橙指示剂, 用氯化锌标准滴定溶液(3.11)滴定至溶液由黄色变为紫红色终点。取3 份标定,标定所消耗的氯化锌标准滴定溶液(3.11)体积的极差不超过0.10mL ,取其平均值。 1 V K 10 式中: K ——氯化锌消耗体积对EDTA 体积换算系数; V 1——氯化锌消耗体积,单位为毫升(mL );
第五章配位滴定法习题答案 练习题答案 1. __________________________________________________ EDTA与金属离子形成螯合物时,其螯合比一般为______________________________ 。(1:1) 2. ___________________________________________________ EDTA与金属离子 络合时,一分子的 EDTA可提供 ______________________________ 配位原子。(6) 3. 在非缓冲溶液中,用EDTA滴定金属离子时溶液的pH值将降低 4. ______________________________________________________________ 当M 与丫反应时,溶液中有另一络合剂L存在,若口M(L)=1表示 _________________ o (M 与L没有副反应) 5. 两种金属离子M和N共存时,只有稳定常数的差值满足△ Igk》5时才可用控制酸度的方法进行分别滴定 6. 以下表达式中正确的是:(B) A K MY ' =C Y/C M C Y B K MY ' =[MY' ]/([M]+ [ML i])( [Y]+、[H i Y]) C K MY ' =[MY' ]/([MY]+ [ML i])( [Y]+、[H i Y]) D K MY ' =[MY]/([M]+ ' [ML i])( [Y]+ x [H i Y]+[MY]) 7. 在 pH = 10.0 的氨性溶液中,已计算出:Zn(NH3) = 104'7,: Zn(OH) = 102'4,-Y(H)=10°5, 已知 lgK znY=16.5;在此条件下,IgK znY'为_____________ 。(11.3) 8. 络合滴定中,若封闭现象是由被测离子引起的,则可米用回滴定法进行 9. 络合滴定法直接滴定Zn2+,铬黑T In-作指示剂,其滴定终点所呈现的颜色实际上是: (D) A. ZnIn的颜色 B. In-的颜色 C. ZnY的颜色 D. ZnIn和In-的颜色 10. 在EDTA法中,当MIn溶解度较小时,会产生( B ) A 封闭现象B僵化现象C掩蔽现象 D 络合效应和酸效应 11. 当K MIn>K MY时,易产生(A ) A 封闭现象B僵化现象C掩蔽现象 D 络合效应和酸效 12. 下列指示剂中,全部适用于络合滴定的一组是:(C) A 甲基橙、二苯胺磺酸钠、EBT B 酚酞、钙指示剂、淀粉 C 二甲酚橙、铬黑T、钙指示剂 D PAN、甲基红、铬酸钾
第六章配位滴定法 计算pH=5时EDTA的酸效应系数αY(H)。若此时EDTA各种存在形式的总浓度为·L-1,则[Y4-]为多少 pH=5时,锌和EDTA配合物的条件稳定常数是多少假设Zn2+和EDTA的浓度皆为10-2 mol·L-1(不考虑羟基配位等副反应)。pH=5时,能否用EDTA标准溶液滴定Zn2+ 假设Mg2+和EDTA的浓度皆为10-2 mol·L-1,在pH=6时,镁与EDTA配合物的条件稳定常数是多少(不考虑羟基配位等副反应)并说明在此pH条件下能否用EDTA 标准溶液滴定Mg2+。如不能滴定,求其允许的最小pH。
试求以EDTA滴定浓度各为mol·L-1的Fe3+和Fe2+溶液时所允许的最小pH。 计算用mol·L-1 EDTA标准溶液滴定同浓度的Cu2+离子溶液时的适宜酸度范围。 称取0.1005g纯CaCO3溶解后,用容量瓶配成100mL溶液。吸取25mL,在pH﹥12时,用钙指示剂指示终点,用EDTA标准溶液滴定,用去。试计算: (1)EDTA溶液的浓度; (2)每毫升EDTA溶液相当于多少克ZnO和Fe2O3。
用配位滴定法测定氯化锌(ZnCl2)的含量。称取0.2500g试样,溶于水后,稀释至250mL,吸取,在pH=5~6时,用二甲酚橙作指示剂,用mol·L-1 EDTA标准溶液滴定,用去。试计算试样中含ZnCl2的质量分数。 称取1.032g氧化铝试样,溶解后移入250mL容量瓶,稀释至刻度。吸取,加入T Al2O3=mL的EDTA标准溶液,以二甲酚橙为指示剂,用Zn(OAc)2标准溶液进行返滴定,至红紫色终点,消耗Zn(OAc)2标准溶液。已知1mL Zn(OAc)2溶液相当于EDTA溶液。求试样中Al2O3的质量分数。
第七章络合滴定法练习题参考答案 1. EDTA二钠盐的水溶液的pH的最简式是(pH = (p K a4 + p K a5) /2)(EDTA相当于六元酸) 2. 络合滴定中一般不使用EDTA而用EDTA二钠盐(Na2H2Y), 这是由于(EDTA 在水中的溶解度小, 而Na2H2Y的溶解度较大); 当在强酸性溶液中(pH<1), EDTA为六元酸, 这是因为(两个N原子接受了两个质子)。 3.直接与金属离子配位的EDTA型体为(D) (A)H6Y2+(B)H4Y (C)H2Y2-(D)Y4- 4. 指出下列EDTA络合物的颜色(填A,B,C,D) (1) CuY2- ___ D _____ (A)无色 (2) MnY2- __ B ______ (B)紫红色 (3) FeY-___C _____ (C)黄色 (4) ZnY2- ___ A ____ (D)蓝色 5.一般情况下,EDTA与金属离子形成的络合物的络合比是(A) (A)1:1 (B)2:1 (C)1:3 (D)1:2 6. 金属离子M与络合剂L形成逐级络合物, 溶液中各种存在型体的分布系数与络合剂的平衡浓度(有关); 与金属离子的总浓度(无关)。(答有关或无关) 7. 已知乙酰丙酮(L)与Al3+络合物的lgβ1-lgβ3分别是 8.6、15.5和21.3, 则AlL3为主要形式时的pL范围是(pL < 5.8),pL为10.0时铝的主要形式是(Al3+),则[AlL]与[AlL2]相等时的pL值为(6.9) 8. 磺基水杨酸(L)与Cu2+络合物的lgβ1为9.5, lgβ2为16.5, [CuL]达最大的pL为( D) (A) 9.5 (B) 16.5 (C) 7.0 (D) 8.3 9.αM(L)=1表示(A) (A)M与L没有副反应(B)M与L的副反应相当严重 (C)M的副反应较小(D)[M]=[L] 10. 若络合滴定反应为 M + Y = MY L│ │H+ ML H i Y(i=1~6) 则酸效应系数αY(H)的定义式为(αY(H)=[Y']/[Y]),[Y']=([Y']=[Y]+∑[H i Y])c(Y)=([Y]+∑[H i Y]+[MY]或c(Y)=[Y']+[MY])。络合效应系数αM(L)的定义式为(αM(L)=[M']/[M])。 11. 若EDTA滴定M反应为 M+Y=MY ↓A MA 以下表示正确的是( A) (A) c(M)=[M']+[MY] (B) c(M)=[M]+[M']+[MY] (C) c(M)=[MA]+[MY] (D) c(M)=[M]+[MA] 12. 用EDTA滴定金属M, 若M分别与A,B,C三者发生副反应,此时计算αM的公式是αM = (αM(A)+αM(B)+αM(C)-2 )。 13. 在一定酸度下, 用EDTA滴定金属离子M。当溶液中存在干扰离子N时, 影
分析化学练习题 第6章络合滴定法 一. 选择题 1.下列有关条件稳定常数的正确叙述是() A. 条件稳定常数只与酸效应有关 B. 条件稳定常数表示的是溶液中络合物实际的稳定常数 C. 条件稳定常数与温度无关 D. 条件稳定常数与络合物的稳定性无关 2. 对配位反应中的条件稳定常数,正确的叙述是() A. 条件稳定常数是理想状态下的稳定常数 B. 酸效应系数总是小于配位效应系数 C. 所有的副反应均使条件稳定常数减小 D. 条件稳定常数能更准确地描述配位化合物的稳定性 3. 已知lgK ZnY =16.5,若用0.020mol·L-1EDTA滴定0.020mol·L-1Zn2+溶液,要求△pM=±0.2, TE = 0.1%,已知pH = 4,5,6,7时,对应lgαY(H)分别为8.44,6.45,4.65,3.32,滴定时的最高允许酸度为() A. pH≈4 B. pH≈5 C. pH≈6 D. pH≈7 4. 现用Cmol·L-1EDTA滴定等浓度的Ca2+,Ca2+无副反应。已知此时滴定的突跃范围ΔpM, 若EDTA和Ca2+的浓度增加10倍,则此时滴定的突跃范围为ΔpM' () A.ΔpM'=ΔpM-2 B.ΔpM'=ΔpM+1 C. ΔpM'=ΔpM-1 D. ΔpM'=ΔpM+2 5. 以EDTA滴定Zn2+时,加入的氨性溶液无法起到的作用是() A. 控制溶液酸度 B. 防止Zn2+水解 C. 防止指示剂僵化 D. 保持Zn2+可滴定状态 6. 下列有关金属离子指示剂的不正确描述是() A.理论变色点与溶液的pH值有关 B.没有确定的变色范围 C.与金属离子形成的络合物稳定性要适当 D.能在任意pH值时使用 7. 在配位滴定中,当溶液中存在干扰测定的共存离子时,一般优先使用() A. 沉淀掩蔽法 B.氧化还原掩蔽法 C. 离子交换法分离 D. 配位掩蔽法 8. 用EDTA滴定Bi3+时,消除Fe3+干扰宜采用() A. 加NaOH B.加抗坏血酸 C.加三乙醇胺 D.加氰化钾 9. 某溶液中含有Ca2+、Mg2+及少量Al3+、Fe3+,欲以铬黑T为指示剂,用EDTA滴定Ca2+、 Mg2+的含量,正确的做法是() A.碱性条件下加入KCN和NaF,再测定 B.酸性条件下加入三乙醇胺,再调至碱性测定 C.酸性条件下加入KCN和NaF,再调至碱性测定 D.加入NH3沉淀掩蔽Al3+和Fe3+,再测定 10. 铬黑T(EBT)与Ca2+的配合物的稳定常数K Ca-EBT =105.4,已知EBT的逐级质子化常数 K1H =1011.5,K2H =106.3,在pH=10.0时,EBT作为滴定Ca2+的指示剂,在颜色转变点的pCa值为()
章序 名称 第五章络合滴定法 周次第 9 周至第 11 周授课时间2006年11月14日至2006年11月28日 教学目的要求1.理解配位平衡体系中有有关基本概念及彼此之间的关系,稳定常数与 不稳定常数,平均配位数等. 2.掌握络合物的平衡常数,副反应系数及条件平衡常数的计算方法. 3.掌握络合滴定法的基本原理、方式及应用. 4.熟悉金属离子指示剂的作用原理和选择金属指示剂的依据. 5.熟悉提高配位滴定选择性的方法,控制酸的分别滴定及使用掩蔽剂选 择滴定. 6.掌握配位滴定的方式及其应用和结果计算. 教学重点1.累积形成常数β(stepwise complex cumulative constants); 2.副反应系数α(side reaction coeffcient or alpha coefficient):及条件 平衡常数(apparent or conditional stability constant); 3.滴定分析法基本原理. 教学难点1.计算条件平衡常数,林邦误差公式的推导和应用; 2.副反应系数的意义和计算. 3.混合金属离子滴定的酸度控制。 教学场所 环境 教室 授课 方式 课堂讲授(√);实验();实践();双语()课时分配11学时 教学方法讲授、讨论、练习 教学 手段 网络教学();多媒体(√)
教学 投影仪 用具 教学内容提要备注
§5-1 络合滴定法概述 一、络合滴定法 二、氨酸配位剂 §5-2 乙二胺四乙酸的性质及其络合物 一、乙二胺四乙酸及其二钠盐 二、EDTA与金属离子形成的络合物 §5-3络合物在溶液中的离解平衡 一、络合物的形成常数 二、配位平衡中有关各型体平衡的计算 三、影响配位平衡的主要因素 四、络合物的表观形成常数 §5-4 EDTA滴定法的原理 一、滴定过程中金属离子浓度的变化规律——滴定曲线 二、准确滴定的条件 三、配位滴定所允许的最低pH值和酸效应曲线 §5-5 络合滴定指示剂 一、金属离子指示剂的作用原理 二、金属指示剂必须具备的条件 三、金属指示剂的选择 四、金属指示剂在使用中存在的问题 五、常用金属指示剂简介 §5-6 提高络合滴定选择性的方法 一、消除干扰离子的条件
络合滴定法习题(二) 一、选择题 ( 共 2题 3分 ) 1. 2 分 (4724) 在下列两种情况下,以EDTA 滴定相同浓度的Zn 2+;一是在pH = 10.0的氨性缓冲溶液中,二是在pH=5.5的六次甲基四胺缓冲溶液中。叙述滴定曲线pZn 突跃范围大小正确的是 --------------------------- --------------------------- --------------------------- --------------------------- ( ) ( A )突跃范围大小相同 ( B )前者pZn 的突跃范围比后者大 ( C )前者pZn 的突跃范围比后者小 ( D )上述三种情况都有可能 2. 1 分 (0815) 在非缓冲溶液中用EDTA 滴定金属离子时, 溶液的pH 将-------------------------------( ) (A) 升高 (B) 降低 (C) 不变 (D) 与金属离子价态有关 二、填空题 ( 共 3题 9分 ) 3. 5 分 (0738) 在pH=5.5的醋酸缓冲液中, 用0.020 mol/L 的EDTA 滴定同浓度的Zn 2+,今知: lg K (ZnY)=16.5, lg αY(H)=5.5。则化学计量点时, pZn=_6.5_, pZnY=_2.0_, pY=_12.0_, pY'=__6.5 , p c (Y)=_2.0 。 4. 2 分 (0743) 2+ 思路:化学计量点前0.1%:pCa =3.0+pc ep =3.0+1.3=4.3 化学计量点:pCa =(logK MY +pc ep )/2=(logK MY + pc ep )/2=6.5-(2.3-1.3)/2=6.0 化学计量点后0.1%:pCa = logK MY -3.0,与金属离子浓度无关。 5. 2 分 (0737) EDTA 滴定中, 介质pH 越低, 则αY(H)值越 大 , K '(MY)值越__ 小 , 滴定的pM'突跃越小, 化学计量点的pM'值越 小 。 三、计算题 ( 共 5题 35分 ) 6. 5 分 (0750) 计算pH=10.0时, 以铬黑T 作指示剂, 用0.0200 mol/L EDTA 溶液滴定0.0200 mol/L Ca 2+的终点误差。 [pH=10.0时 lg αY(H)=0.5、pCa t (铬黑T)=3.8, lg K (CaY)=10.7] 解: )pC K (lg 2 1pM SP M 'MY 'sp += = (10.7-0.5+2.0)/2 = 6.1
分析化学络合滴定选 择题
一、选择题 1. 若络合滴定反应为: M + Y = MY,以下各式正确的是(B) A. [Y']=[Y]+[MY] B. [Y']=[Y]+∑[HiY] C. [Y']=∑[HiY] D. [Y']=c(Y)-∑[HiY] 2. M(L)=1表示(A) A. M与L没有副反应 B. M与L的副反应相当严重 C. M的副反应较小 D. M的副反应较小 3.EDTA的pKa1-pKa6分别为:0.9,1.6,2.0,2.67,6.16,10.26。今在pH=13 以EDTA滴定同浓度的C a2+。以下叙述正确的是(B) A. 滴定至50%时,pCa=pY B . 滴定至化学计量点时,pCa=pY C. 滴定至150%时,pCa=pY D. 以上说法都不正确 4.当金属离子M和N共存时,欲以EDTA滴定其中的M,若C M=10C N, TE=0.1%, ?的大小是多少?(A) ?M则要求lgK p= 2.0 A. 5 B. 6 C. 4 D. 7 5.以EDTA为滴定剂,下列叙述中哪一种是错误的?(D) A. 在酸度较高的溶液中,可形成MHY络合物 B. 在碱性较高的溶液中,可形成MOHY络合物 C. 不论形成MHY或MOHY,均有利于滴定反应 D. 不论溶液pH值的大小,只形成MY一种形式络合物 6.在下列两种情况下,以EDTA滴定同浓度的Zn2+:一是在pH=10的氨性缓 冲溶液中;二是在pH=5.5的六亚甲基四胺缓冲溶液中。滴定之前,对pZn 值的大小叙述正确的是哪一种?(B) A. pZn值相等 B. 前者pZn大于后者pZn C. 前者pZn小于后者pZn D. 以上说法都不正确 7.以EDTA滴定金属离子M,影响滴定曲线化学计量点后突跃范围大小,哪一种说法是正确的?(C) A. 金属离子M的络合效应 B. 金属离子M的浓度 C. EDTA的酸效应 D. 金属离子M的浓度及其络合效应 8.以0.2×10-2mol.l-1EDTA滴定同浓度的Zn2+,若?pM=0.2 ,TE=0.1%,要求 K/ZnY的最小值是多少?(D) A. 5 B. 6 C. 7 D. 8 9.用EDTA直接滴定含有有色金属离子的溶液,终点所呈现的颜色是(D) A. 游离指示剂的颜色 B. EDTA-金属例子络合物(MY)的颜色 C. 指示剂-金属例子络合物(MIn)的颜色 D. 上述A与B的混合颜色 10.在pH=10.0的氨性缓冲溶液中,以EDTA滴定等浓度的Zn2+至化学计量点 时,以下表达式中正确的是(D)
第6章 络合滴定法 2. 在PH=9.26的氨性缓冲溶液中,除氨络合物外的缓冲剂总浓度为0.20 mol·L -1,游离C 2O 42-浓度为0.10 mol·L -1。计算Cu 2+的αCu 。已知Cu(Ⅱ)- C 2O 42-络合物的lgβ1=4.5,lgβ2=8.9; Cu(Ⅱ)-OH -络合物的lgβ1=6.0。 解: 22433222 124224() 4.58.92 6.96.09.2614 1.261()1 4333()1321[][] 100.1010(0.10)101[]1101010[][]112[]0.10[][]1[][Cu C O Cu OH NH Cu NH C O C O OH C NH H NH mol L NH NH Ka NH N αββαβαββ------++ -=++=?+?==+=+?==+=+=?=??=++又23 24 259.35 3539.36 ()()()][]1010Cu Cu NH Cu C O Cu OH H NH βαααα- - + +=≈++=
3.铬黑T(EBT)是一种有机弱酸,它的lgK 1H =11.6,lgK 2H =6.3,Mg-EBT 的lgK MgIn =7.0,计算在PH=10.0时的lgK ’MgIn 值。 4. 已知M(NH 3)42+的lgβ1~ lgβ4为2.0, 5.0,7.0,10.0,M(OH)42-的lgβ1~ lgβ4为4.0,8.0,14.0,15.0。在浓度为0.10 mol·L -1的M 2+溶液中,滴加氨水至溶液中的游离NH 3浓度为0.010 mol·L -1,PH=9.0试问溶液中的主要存在形式是那一种?浓度为多大?若将M 2+离子溶液用NaOH 和氨水调节至PH≈13.0且游离氨浓度为0.010 mol·L -1,则上述溶液中的主要存在形式是什麽?浓度又为多少? 解:用氨水调解时: 3 2()121(0.010)(0.010)122 M NH αββ=+++ = 3 2.0 2.0 131()[]10100.0083 122 M NH NH βδα-?=== 3 2 5.0 4.0 232()[]10100.083 122 M NH NH βδα-?=== 7.0 6.0310100.083122δ-?== 10.08.0 410100.83 122δ-?== 故主要存在形式是M(NH 3)42+,其浓度为0.10×0.83=0.083 mol·L -1 用氨水和NaOH 调节时: 3 4811 ()()11100.1100.01120210M M NH M OH ααα- =+-=+?+?+ +=? 49 111100.1510210δ-?= =?? 8 6211 100.01510210δ-?==?? 14311100.0010.5210δ?==? 15411 100.00010.5210δ?==? 故主要存在形式是M(OH)3-和M(OH)42-,其浓度均为0.050 mol·L -1
第七章:络合滴定法习题 络合滴定法 一、填空题 1.采用EDTA为滴定剂测定水的硬度时,因水中含有少量的Fe3+, Al3+。应加入作掩蔽剂;滴定时控制溶液PH=。 2.以铬黑T为指示剂,溶液pH值必须维持;滴定到终点时溶液由色变为色。 3.EDTA的酸效应曲线是指,当溶液的pH越大,则越小。 4.EDTA滴定金属M时,若?pM'=±0.2,则要求lg[c(M 计)K'(MY)]大于_______,才能使滴定的终点误差小于0.1%。 5.用EDTA滴定金属离子M,若浓度增大10倍,突越大小变化为______。 6.用EDTA滴定金属离子M和N的混合溶液时,已知αY(N)>αY(H),当被测离子M的浓度为干扰离子N浓度的10倍时,欲采用控制酸度滴定M离子,要求E t≤0.1%,?pM=±0.20,则lgK(MY)-lgK(NY)应____。 7.在非缓冲溶液中,用EDTA滴定金属离子时溶液的pH值将升高、降低还是不变?_______。 8.当M与Y反应时,溶液中有另一络合剂L存在,若αM(L)=1表示________。 9.在pH=10.0的氨性溶液中,已计算出αZn(NH 3)=10
4.7, αZn(OH)=102.4,αY(H)=100.5,已知lgK ZnY=16.5;在此条件下,lgK’ZnY为___________。 10.乙酰丙酮与Fe3+络合物的逐级累积稳定常数lgβ1~lgβ3分别为 11.4、22.1、26.7,则稳定常数lg K2=___不稳定常数lg K不(3)=____。 11.在pH=5.0的醋酸缓冲溶液中用0.002mol/L EDTA滴定同浓度的Pb2+,今知lg K(PbY)=18.0,lgαY(H)=6.6,lgαPb(Ac)=2.0。则化学计量点时pPb'=______。 二.选择题 1.EDTA的酸效应曲线是指---------------------------------------------------() (A)αY(H)-pH曲线(B)pM-pH曲线 (C)lg K'(MY)-pH曲线(D)lgαY(H)-pH曲线 2.已知Ag+-S2O32-络合物的lgβ1~lgβ3分别是9.0,1 3.0,1 4.0。以下答案不正确的是---() (A)K1=109.0(B)K3=101.0 (C)K不(1)=10-9.0(D)K不(1)=10-1.0 3.为了测定水中Ca2+,Mg2+的含量,以下消除少量Fe3+、Al3+干扰的方法中,哪一种是正确的?
第六章 络合滴定法 习题参考答案 1. 答:(1)乙二胺四乙酸,H 4Y ,NH CH 2CH CH 2NH CH 2CH 2+CH 2COO HOOC OOC COOH 。 Na 2H 2Y·2H 2O ,4.4,54a a ]H [K K = +,0.020 mol/L 。 (2)H 6Y 2+,七,Y 4-,pH>12。1︰1。 (3)条件形成常数,副反应存在下,Y M MY MY lg lg lg lg αα--='K K (4)MY M K c '、。MY K ',越大;M c ,越大。 (5)越高。酸效应、络合效应等,Y(H)α,愈小;M 与L ,M α,MY K ' M p ΔpM 或'?,的正负M p ΔpM 或'? (6)6 216 211a a a a a a a 56Y(H)][H ][H K K K K K K K ΛΛΛ+++=++α 或6H 6H 1Y(H)][H ][H 1+++++=ββΛα 4. 解:Al 3+与乙酰丙酮(L)络合物 lg K 1=8.6;lg K 2=lg β2-lg β1=15.5-8.6=6.9;lg K 3=lg β3-lg β2=21.3-15.5=5.8 (1)AlL 3为主要型体时,[AlL 3]>[AlL 2],β3 [Al 3+] [L]3>β2 [Al 3+] [L]2 [L]>β2/β3=10-5.8,pL <5.8 (2)[AlL]=[AlL 2]时,[Al 3+]β1[L]=[Al 3+]β2[L]2 [L]=β1/β2=10-6.9,pL =6.9 (3)pL =10.0时,Al 3+为主要型体。 10. 答:检验水中是否含有金属离子:可加入金属指示剂(不同指示剂需用缓冲溶液控制不同的酸度),若显红色则存在金属离子。判断存在哪种离子:Al 3+、Fe 3+、Cu 2+可选用二甲酚橙,Ca 2+、Mg 2+可选用铬黒T ;或用EDTA 滴定,若溶液颜色由红色变为蓝色(pH10,铬黒T ),说明存在Ca 2+、Mg 2+,若颜色不变,则可能存在Al 3+、Fe 3+、Cu 2+。 11. 答:(1)CaCO 3为基准物质标定EDTA 时,消耗V EDTA 偏大,故c EDTA 偏低;用此EDTA 溶液测定试液中的Zn 2+,由于使用XO 指示剂,应在pH <6.0溶液中测定,此时Ca 2+不能准确测定,故不影响Zn 2+的测定,由于c EDTA 偏低,因此Zn 2+的结果偏低。 (2)Zn 为基准物质标定EDTA 时,由于使用XO 指示剂,应在pH <6.0溶液中标定,此时Ca 2+不能准确测定,故不影响EDTA 浓度的标定;用此EDTA 溶液测定试液中的Ca 2+、Mg 2+合量,使消耗V EDTA 偏大,故Ca 2+、Mg 2+合量偏高。
第6章络合滴定法习题(P214-219) 1. 从不同资料上查得Cu(Ⅱ)络合物的常数如下 Cu-柠檬酸K不稳=6.3×10-15 Cu-乙酰丙酮β1=1.86×10 8 β=2.19×1016 Cu-乙二胺逐级稳定常数为:K1=4.7×1010,K2=2.1×109 Cu-磺基水杨酸lgβ2=16.45 Cu-酒石酸lgK1=3.2,lgK2=1.9,lgK3=-0.33 lgK4=1.73 Cu-EDTA lgK稳=18.80 Cu-EDTA pK不稳=15.4 试按总稳定常数(lgK稳)从大到小,把它们排列起来。 解:Cu-柠檬酸lgK稳= pK不稳=14.2 Cu-乙酰丙酮lgK稳=lgβ=16.34 Cu-乙二胺lgK稳=lg(K1 K2)=19.99 Cu-磺基水杨酸lgK稳=lgβ2=16.45 Cu-酒石酸lgK稳= lgK1+lgK2+lgK3+lgK4=6.5 Cu-EDTA lgK稳=18.80 Cu-EDTP lgK稳=pK不稳=15.4 ∴按总稳定常数(lgK稳)从大到小,它们的排列顺序是: 2. 在pH=9.26的氨性缓冲溶液中,除氨络合物外的缓冲剂总浓度为0.20 mol·L-1,游离C2O42-浓度为0.10 mol·L-1。计算Cu2+的αCu2+。已知Cu(Ⅱ)-C2O42 -络合物的lgβ1=4.5,lg β2 =8.9;Cu(Ⅱ)-OH-络合物的lgβ1=6.0 αCu(NH3) = 1+β [NH3] +β2 [NH3]2+…+βn [NH3]n=109.36 1
αCu(C2O42-) = 1+β 1 [C2O42-] +β2[C2O42-]2 = 1+104.5×0.1 + 108.9×0.12 =106.9 αCu(OH-) = 1+β 1 [OH-] =1+106×10-4.74=101.26 αCu=109.36 +106.9 +101.26 =109.36 3. 络黑T(EBT)是一种有机弱酸,它的lgK1H=11.6,lgK2H=6.3,Mg-EBT的lgK MgIn=7.0,计算在pH=10.0时的lgK`MgIn值。 lgK'MgIn = lgK MgIn -lgαEBT= 7.0 -1.6 = 5.4 4. 已知M(NH3)4 2+的lgβ1~lgβ4为2.0, 5.0,7.0,10.0,M(OH)4 2+的lgβ1~lgβ4为4.0,8.0,14.0,15.0。在浓度为0.10 mol·L-1的M2+溶液中,滴加氨水至溶液中的游离氨浓度为0.01 mol·L-1,pH=9.0。试问溶液中主要存在形式是哪一种?浓度为多大?若将M2+离子溶液用NaOH和氨水调节至pH≈13.0且游离氨浓度为0.010 mol·L-1,则上述溶液中的主要存在形式是什么?浓度又是多少? 解:pH=9.0 [OH-]=10-5.0 αM(NH 3 ) =1+β1[NH3] +β2 [NH3]2+…+βn [NH3]n =1+102.0-2+105.0-4+107.0-6+1010.0-8 =102.086 =122 αM(OH) =1+β1[OH-] +β2 [OH-]2+…+βn [OH-]n =1+104.0-5+108.0-10+1014.0-15+1015.0-20 ≈10--5 由于αM(NH3)>>αMOH) 溶液中主要存在形式是氨络合物 ∵δM(NH 3 )2=105.0-4/102.086 = 0.082 δM(NH 3 )4=107.0-6/102.086 = 0.082 δM(NH 3 )4=1010.0-8/102.086 = 0.82 是主要的分布 ∴[M(NH3)4] =δM(NH3)4×0.10 =8.2×10-2 在pH≈13.0 [OH-]=10-1.0 αM(OH)=1+β1[OH-] +β2 [OH-]2+…+βn [OH-]n =1+104.0-1+108.0-2+1014.0-3+1015.0-4 =1011.3 此时αM(OH)>>αM(NH3) 溶液中主要存在形式是氢氧基络合物 δM(OH)3≈1014.0-3/1011.3=0.50 δM(OH) 4≈1015.0-4/1011.3=0.50 ∴[M(OH)4] =δM(OH)4×0.10 =5.0×10-2
填空题: 1.影响沉淀平衡的主要因素有、、和。 2. 指出在下列情况下,分析结果是偏高、偏低还是无影响。 (1)在pH=4的条件下,用莫尔法测定Cl-。_________________ (2)用佛尔哈德法测定Cl-,既没有将AgCl沉淀滤去或加热促其凝聚,又没有加有机试剂。____________________ (3)同(2)的条件下测定Br-。_____________________ 3. 用EDTA滴定法测定Ag+,采用的滴定方式是________________ 4. 沉淀滴定法中指示剂分别为莫尔法___________,佛尔哈德法___________法扬斯法__________ 5. 佛尔哈德法是用铁铵矾NH4Fe(SO4)2·12H2O作指示剂,根据Fe3+的的特性,此滴定要求溶液必须是________________ 6. 使用重铬酸钾法测铁时,滴定前先要在铁盐溶液中滴加适量的Sn2+溶液,其目的是________________ 7.沉淀滴定中的莫尔法不适用于测定I-,是因为________________ 8、在含有CaF2沉淀的溶液中,加入盐酸,可使CaF2沉淀的溶解度增大,这种效应属于。 9. AB型难溶强电解质溶度积的表达式为,此类难溶物溶度积与溶解度s的换算关系式为。 10. 已知[Cu(NH3)4]2+的K 稳1=104.31,K 稳2=103.67,则β2=。 11. 在原电池中,在正极发生的是反应,负极发生的是反应。 12.Cu单质可以被水溶液中Fe3+氧化,若在标准状态下反应,试回答下列问题:(1)正极反应式为:。 (2)负极反应式为:。 (3)电池符号为:。 13. 铜元素的电势图为:Cu2+0.160V Cu+ 0.518V Cu,Cu+在水溶液中(填能、 否)发生歧化反应,EΘ(Cu2+/Cu)= _V。 14. 当溶液的pH升高时,Cr2O72-/Cr3+电对的电极电势将。 15. 根据标准溶液所用的氧化剂不同,氧化还原滴定法通常主要有法
第三章 络合滴定法 一、填空题 1.EDTA 的化学名称为 ,当溶液酸度较高时,可作 元酸,有 种存在形式。 2. 采用EDTA 为滴定剂测定水的硬度时,因水中含有少量的 Fe 3+, Al 3+。应加入 作掩蔽剂; 滴定时控制溶液PH = 。 3. EDTA 络合物的条件形成常数'MY K 随溶液的酸度的变化而改变。酸度越 则'MY K 越 ;络合物越 ,滴定突跃越 。 4.以铬黑T为指示剂,溶液pH 值必须维持 ;滴定到终点时溶液由 色变为 色。 5.EDTA 的酸效应曲线是指 ,当溶液的pH 越大,则 越小。 二、选择题 1. 以EDTA 为滴定剂,下列叙述中哪一种是错误的?( ) A. 在酸度较高的溶液中,可形成MHY 络合物; B. 在碱性较高的溶液中,可形成MOHY 络合物; C. 不论形成MHY 或MOHY ,均有利于滴定反应; D. 不论溶液pH 值的大小,只形成MY 一种形式络合物。 2.在pH=12时,以0.0100mol/LEDTA 滴定20.00mol/LCa2+。等当点时的pCa 值为( ) A.5.3 B.6.6 C.8.0 D.2.0 3. 在pH = 10 的氨性缓冲溶液中, 用EDTA 滴定同浓度的 Zn 2+ 至化学计量点时,下列关 系式中哪一个是正确的?( ) A. [ Zn 2+ ] = [ Y 4 - ] ; B.[Zn 2+ ] = [ Y 4 -ˊ] ; [ZnY 2 -] C. [ Zn 2+ ˊ] 2 = K ˊZn Y [ZnY 2 - ] D. [ Zn 2+ ] 2 = K ˊ Zn Y ; 4.在pH= 5.7时,EDTA 是以( )形式存在的: A.H 6Y 2+ B.H 3Y - C.H 2Y 2- D.Y 4- 5. 在pH = 10 的氨性缓冲溶液中,以EDTA 滴定Zn 2+至化学计量点时,以下关系式中哪 一个是正确的( ) A.pZn sp = pZn ˊsp + lg α Zn ( NH 3 ) ; B. pZn sp = pZn ˊsp – lg αZn ( NH 3 ) ; C.pZn sp = lgZn ˊsp + p α Zn ( NH 3 ) ; D. pZn sp = lg αZn ( NH 3 ) - pZn ˊsp 。 6.为了测定水中 Ca 2 + , Mg 2+ 的含量,以下消除少量 Fe 3+ , Al 3+ 干扰的方法中,哪一种 是正确的?( ) A. 于pH =10 的氨性溶液中直接加入三乙醇胺; B. 于酸性溶液中加入KCN ,然后调至pH =10; C. 于酸性溶液中加入三乙醇胺,然后调至pH =10 的氨性溶液; D. 加入三乙醇胺时,不需要考虑溶液的酸碱性。
络合滴定法测定水的硬度 一、实验原理 水中金属阳离子与乙二胺四乙酸或它的二钠盐作用,生成一种可溶性的螯合物。?钙、镁离子于pH10均与EDTA 以1:1(摩尔比)的比例络合。将指示剂铬黑T加到含钙、镁离子的溶液(pH=10.0± 0.1)中能与钙、镁离子络合,溶液变成酒红色。当用EDTA 滴定达到终点时,EDTA 自铬黑T的酒红色络合物中夺取钙、镁离子而使铬黑T指示剂游离,溶液从酒红色变为蓝色。 二、实验试剂 1.pH10缓冲液:称取16.9g 氯化氨,和143mL 浓氨水混合,用蒸馏水稀释到250mL 。?以此溶液1~2mL 加于50mL 被滴定溶液中达终点时pH 值为10。 2.铬黑T指示剂:1g 染料铬黑T和100gNaCl 一起研磨混合。 3.0.01mol/LEDTA 标准溶液:?称取二水合EDTA 二钠盐3.725g ,溶于蒸馏水,并稀释到1000mL ,用标准锌溶液标定。 标定:??称取0.2034g 在800~1000℃灼烧过的分析纯氧化锌,?于100mL 的烧杯中,加少量1+1盐酸使之完全溶解,?加入50mL 蒸馏水并移入250mL 容量瓶中,用蒸馏水稀至标线,摇匀。吸取此溶液25.00mL 于250mL 锥形瓶中,用氨水中和至中性(可用酸碱指示剂指示,如甲基红,由红——黄),加1~2mL 缓冲液,加0.01g 铬黑T指示剂,用EDTA 待标液滴定,当溶液由酒红色转变为蓝色时即为终点。记录EDTA 消耗的体积。 250 00 .251000)(???= V M m EDTA C 式中: m —ZnO 的质量(g); M —ZnO 的摩尔质量,M =81.4; V —滴定时所消耗的EDTA 溶液的体积,mL 。 三、实验仪器: 锥形瓶、天平、烧杯等。 三、测定步骤: 取50.00mL 水样置于250mL 锥形瓶中,?加1~2mL 缓冲液,加入0.01g 铬黑T指示剂。在不断振摇下用EDTA 标准溶液滴定至红色消失,在3~5秒内加入最后几滴,直至出现蓝色,即达终点。整个滴定时间不应超过5分钟。 注意:用EDTA 滴定至终点时,由于络合反应较慢,因此应该放慢滴定速度,充分振摇至酒红色变为蓝色为止。