第19章-滴定分析法

第19章-滴定分析法

第19章滴定分析法

【19-1】写出下列各酸碱水溶液的质子条件式：（1）NH4Cl （2）NH4Ac

（3）HAc + H3BO3

（4）H2SO4 + HCOOH （5）NaH2PO4 + Na2HPO4 （6）NaNH4HPO4

答：（1）NH4Cl：c(NH3) + c(OH-) = c(H+)

（2）NH4Ac：c(NH3) + c(OH-) = c(H+) + c(HAc) （3）HAc + H3BO3：c(H+) = c(OH-) + c(Ac-) + c(H4BO4-)

（4）H2SO4 + HCOOH：c(H+) = c(OH-) + c(HCOO-) + c(HSO4-) + 2c(SO42-)

（5）NaH2PO4 + Na2HPO4

c1c2

以NaH2PO4为零水准：

c(H+) + c(H3PO4) = c(OH-) + c(HPO42-) + 2c(PO42-)–c2

以Na2HPO4为零水准：

c(H+) + c(H2PO4-) +2c(H3PO4)–c1= c(OH-) + c(PO43-)

（6）NaNH4HPO4：c(H+) + c(H2PO4-) +2c(H3PO4) = c(OH-) + c(PO43-) + c(NH3)

【19-2】计算下列溶液的pH：

（1）50mL 0.10 mol·L -1 H 3PO 4

（2）50mL 0.10 mol·L -1 H 3PO 4 + 25mL 0.10 mol·L -1 NaOH

（3）50mL 0.10 mol·L -1 H 3PO 4 + 50mL 0.10 mol·L -1 NaOH

（4）50mL 0.10 mol·L -1 H 3PO 4 + 75mL 0.10 mol·L -1 NaOH

解：（1）已知H 3PO 4的K a 1 = 6.9×10-3，K a 2 = 6.2×10-8， K a 3 = 4.8×10-13 由于K a 1>> K a 2 >> K a 3，

3

1109.6

1

.0-⨯=

a K c <500，故应用一

元弱酸的近似公式：

[H +

] =

c K K K a a a 12

1

14

2++–

= –

1.0109.64

)109.6(2109.632

33⨯⨯+⨯+⨯--- = 2.3×10-2 mol.L -1

pH = 1.64

（2）H 3PO 4与NaOH 反应，生成NaH 2PO 4，浓度

为：0333.025

500.10)

(25=+⨯mol·L –1

根据溶液组成，按共轭酸碱对公式进行溶液pH 计算，先按最简式计算：3[]7.5210a a a

b b

c c

H

K c c +

-==⨯⨯

∵

1a

b

c c

=，∴3

[

]lg lg(7.5210) 2.12

a a H

K pH K +

-=⇒=-=-⨯=

（3）H 3PO 4与NaOH 等摩尔反应，全部生成NaH 2PO 4，浓度为 0.10/2 = 0.050 mol.L –1 由于20

2.7109.605.03

1

<=⨯=

-a K c

，故应用近似式：[H +] =

1

2/1a a K c c K +

即 [H +

] =

5

8109.12

.71050

.0102.6--⨯=+⨯⨯ pH = 4.71

（2）H 3PO 4 与 NaOH 反应后，溶液组成为NaH 2PO 4 + Na 2HPO 4，两者的浓度比为1:1，此时溶液为缓冲溶液。

由H 3PO 4的K a2 = 6.2×10-8，可知H 3PO 4的第二个质子不易离解，故应用缓冲溶液的最简式： pH = 7.21

【19-3】讨论下列物质能否用酸碱滴定法直接滴定？使用什么标准溶液和指示剂？

（1）NH 4Cl （2）NaF （3）乙胺

（4）H 3BO 3 （5）硼砂 （6）柠檬酸 解：（1）

1410

w 4

a 5

b K 1.010NH K 5.610

K 1.810-+--⨯===⨯⨯为一元质子酸

4

1

118

a a NH C 0.1000mol L C K 5.610C K 1.010+---=⋅⋅=⨯<⋅=⨯Q 设

所以NH 4Cl 不能用于直接滴定，可用甲醛法间接滴定。 （2）

1411

w b 4

a K 1.010F K 2.810

K 3.5310--

--⨯===⨯⨯为一元质子酸 1

128

b b F C 0.1000mol L C K 2.810C K 1.010----=⋅⋅=⨯<⋅=⨯Q 设

所以NaF 不能用于直接滴定。 （3）43

2

2

b

b CH CH NH K

5.610PK 3.25

-=⨯=，，乙胺 322-158

CH CH NH b C 0.1000mol L C K 5.6101.010--=⋅⋅=⨯>⨯，设

∴CH 3CH 2NH 2可以用HCl 标准溶液滴定。

322323HCl CH CH NH CH CH NH Cl +

-

+=+ 计量点产物3

2

3

CH CH NH +

147

a 4

1.010[H ]C K 0.0509.410

5.610-+

--⨯=⋅=⨯=⨯⨯

pH 6.03

=

可选用百里酚蓝作指示剂，pK HIn =7.3（黄6.0~7.6蓝）。

（4）不能，因K a = 5.8×

10-10太小。但可用甘油等强化，使其生成络合酸，化学计量点的pH=9.0，可选用酚酞作指示剂。

（5）

2-24724723323

Na B O 10H O

B O 5H O 2H BO 2H BO -

⋅+=+硼砂

-5

23b H BO K 1.710-=⨯，具有较强的碱性

1

33H BO 0.1000mol L -⋅，化学计量点时的浓度为 61

a [H ]C K 7.610mol L pH 5.1

+--=⋅=⨯⋅=

1124720.1000mol L HCl 0.05000mol L Na B O 10H O --∴⋅⋅⋅，

可用直接滴定

可以选用甲基红作指示剂。