酸碱平衡与酸碱滴定法
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北京大学定量分析化学简明教程习题
第三章 酸碱平衡与酸碱滴定法
1．从手册中差出下列各酸的酸度常数pK a ，计算各酸的Ka 与相应共轭碱的K b
值。
H 3PO 4，H 2CO 4，苯甲酸，NH 4+，
解：H 3PO 4：pK a1=2.16 pK a2=7.21 pK a3=12.32
H 2CO 4：pK a1=1.25 pKa 2=4.29 苯甲酸：pK a1=4.21 NH 4+： pK a1= NH 3： pK b =4.75
H 3PO 4： pK b1=pK w -pK a3=14-12.32=1.68
K b1=1.0⨯10-1.68=2.1⨯10-2
PK b2=14-7.21=6.79 K b2=1.6⨯10-7
pK b3=14-2.16=11.84 K b3=1.4⨯10-12
H 2C 2O 4：pkb1=14.0-4.29=9.71 Kb1=1.9⨯10-10 pK b2=14.0-1.25=12.75 K b2=1.8⨯10-13 苯甲酸： pK b =14.0-4.21=9.79 K b =1.6⨯10-10 NH 4+： pK a =14.0-4.75=9.25 K a =5.6⨯10-10
2．(1) 计算pH=5.0，H 3PO 4分布系数(或摩尔分数)δ3,δ2,δ1,δ
0 。
(2) 假定H 3PO 4各种形体总浓度是0.050 mol/L ，问此时H 3PO 4 ，H 2PO 4- ， HPO 42- ，PO 43-的浓度各为多少？
解： 查表得： pKa 1=2.16 , pKa 2=7.21 , pKa 3=12.32
(1) 3
21212133
][][][][4
3Ka Ka Ka H Ka Ka H Ka H H PO H +++=
++++δ
当pH ＝5.0时，有：
]
[][][21213
4
3
+
+++=H Ka Ka H Ka H PO
H δ 0.521.716.21016.215
10
1010------+= 0014.0103.4109.61015
1315=⨯+⨯=--- 3
21212132
12][][][][4
Ka Ka Ka H Ka Ka H Ka H H Ka PO H ++++=+
++-
δ 0
.521.716.21016.210
16.2101010-------+=
99.010
96.61092.613
13
=⨯⨯=--
3
21212132
21][][][][4
Ka Ka Ka H Ka Ka H Ka H H Ka Ka HPO
++++=+
++-
δ 21.70
.521
.72210
1010][---+-=+=Ka H Ka 0062.010
9.6103.413
15
=⨯⨯=-- 3
21212133
21][][][343
Ka Ka Ka H Ka Ka H Ka H Ka Ka Ka PO
++++=
+
+-
δ 13
32
.1221.716.210
9.610----⨯= 1013
22
100.310
9.61004.2---⨯=⨯⨯= (2) [H 3PO 4]＝δH 3PO 4C=0.0014×0.050=7.0×10
-5
(mol /L)
[H 2PO 4-]＝δ
H 2PO 4-C=0.99×0.050=0.050 (mol /L)
[HPO 42-]＝δHPO 42-C=0.0062×0.050=3.1×10-4
(mol /L) [PO 43-]＝δ
PO 4
3-
C=3.0×10-10×5.0×10-2=1.5×10-11 (mol /L)
3. 某溶液含有HAc ，NaAc 和Na 2C 2O 4, 浓度分别为0.80，0.29和1.0×10-4mol/L ， 计算此溶液中C 2O 42-的平衡浓度。 解： )/(1083.429
.080
.01075.1][55L mol C C K H Ac HAc HAc
--+⨯=⨯⨯==- 2
112
1][][24
2
Ka Ka H Ka H Ka Ka O C ++=
+
+-δ 29
.425.1525.110
210
1083.4101083.429
.425.110-----+⨯⨯+⨯--=
54
.5754
.5101062.583.410---+⨯⨯= 52.01088.21071.21088.26
66
=⨯+⨯⨯=
--- C O C O C -=-
24
2
][242δ＝0.52×10-4 = 5.2×10-5
4. 三个烧杯中分别盛有100ml 0.30mol/L HAc ，欲分别调节pH 值至 4.50，
5.00及5.50，问应分别加入2.0 mol/L 的NaOH 溶液多少毫升？ 解： 已知 Ka ＝1.75×10-5
pH ＝4.50： 356.0101075.11075.1][50
.455
=+⨯⨯=+=---+-
H Ka Ka Ac
δ 达到终态平衡状态时，NaAc 的物质的量与NaOH 物质的量相等
n NaAc ＝n NaOH ＝2.0x
3.50
.21003.0=⨯=-
Ac
x δ (ml)
同理： pH ＝5.50时 847.010
16.31075.11075.1][6
55
=⨯+⨯⨯=+=---+-
H Ka Ka Ac δ 7.120
.21003.0=⨯=
-
Ac
x δ 同理： pH ＝5.00时