分析化学方案设计

pH
pKHIn =5.2 10
pH
c
ep NaHSO 4
ka / kw
0.1%
记下此时消耗的体积V1，在向溶液中加入一滴百 里酚酞，继续用0.1000mol/L的NaOH作为滴定剂， 当溶液变为蓝色时，记下此时消耗的体积为V2。
第二计量点：
csp 2 /ka 2 10 csp 2 0.033mol / L
加入酚酞
讨论：用甲基橙可以吗
V1
微红色
无色
加入酚酞 无色 微红色
V2
分析：由于不能直接测出两种组分的含量(由于Na3PO4的电离常数很 小)，故采取间接法 第一步：加入20ml的待测溶液和一滴酚酞于锥形瓶中，用 0.1000mol/LHCl溶液去滴定待测溶液，待溶液从微红色变为无色，记 下此时HCl的体积V1 HCl+NaOH=NaCl+H2O HCl+Na3PO4=NaCl+Na2HPO4 到达第一滴定终点时，溶液的pH为：
csp1ka 3 10kw
+
csp1 /ka 2 10
所以 H sp1= ka 2 csp 2ka 3+kw / csp 2 10 csp1 0.33mol / L pH=9.6 Et 10
pH
pKHIn=10.0 10
pH
0.28%
2
ka 2 ka 3
H 2C OH H2C OH HO CH2 CH H+ + 3H O 2
2
CH
OH + H3BO3
CH
O B
O
H 2C
OH
H2 C
O
O
CH2
甘油
甘油硼酸
此时可以用0.1000mol/L的NaOH去滴定，选用酚酞作为指示剂。当溶液有 无色变为微红色，即到达了第二滴定终点，记下此时用去的体积为V2。重复 做几次，取平均值即可。 即：
k a 5 .5 1 0
10
cka 5 .5 1 0
11
即可以准确的用0.1000mol/L的NaOH溶液测出HCl的浓度。当到达第一滴 定点时，溶液中存在NH4Cl，此时溶液的pH为
c sp 1 k a 1 0 k w H
sp 1
c sp 1 / k a 1 0 0
cspka 2 10kw 所以
+
csp /ka1 10
csp 0.025mol / L
4.7
H sp= cspka1ka 2 / ka1 csp 10 pH=4.7 pKHIn=5.2 Et 0.3%
平行做几次后，计算可知：
N a 3P O 4的 浓 度 为
H3PO4 =
NaOH V2-V1
V
3.用几种试剂去测出HCl+NH4Cl的组成成分
HCl NH4Cl
NaOH NaCl
滴加1滴甲基红
V1
NH4Cl
H2O 甲醛
红色变为黄色
(CH2)6N4H+
H+
NaOH
滴加1滴酚酞
V2
H2O
无色变为微红色
分析：由于HCl是强酸，在水中完全电离，而NH4Cl是弱酸，查表可知：
N a 3P O 4 =
H C l V 2 - N aO H V 1
2V
N a 2H P O 4的 浓 度 为
N a 2H P O 4 =
N aO H V 1
V
5.用几种试剂测出Na3PO4+NaOH的组分
Na3PO4 NaOH
HCl Na2HPO4 CaCl2 HCl Ca3PO4 NaOH NaCl NaCl
HCl+NaOH=H2O+NaCl
当溶液由无色变为微红色时，即到达了滴定终点，记下此时消耗的NaOH的体积 为V1 第二步：在另一份相同的溶液中，加入一滴甲基红，用0.1000mol/LHCl的溶液 去滴定上述溶液，当溶液到达滴定终点时，记下消耗的体积为V2此时溶液存在 NaH2PO4，溶液的pH为：
NaHSO4 NaH2PO4
NaOH
滴加1滴酚酞
V1
Na2HPO4
无色变为微红色 CaCl2
H+
V2
NaOH
滴加1滴酚酞
HO
2
无色变为微红色
由 于 H 2S O 4的 H 3P O 4的
k a 2 1 .0 1 0
'
2
c k a 2 1 .0 1 0 c k a 1 7 .6 1 0
6

c sp 1 k a 5 .2 4 1 0 p H sp 1 = 5 .3
c sp 1 = 0 .0 5 m o l/L
p k H In = 5 .2
可以用甲基红作为指示剂，判断滴定终点
Et Kw 10

pH
10
pH
C
ep Hc l

10
14
(10
0 .1
重复上述操作，计算出各种成分的浓度：
N aO H 的 浓 度 为
N aO H =
H C l V 1 - N aO H V 2
V
N a 3P O 4的 浓 度 为
N a 3P O 4 =
N aO H V 2
V
6.用几种试剂测出NaHSO4+NaH2PO4的组成成分
注：Na2HPO4呈弱碱性，如果指示剂用甲基红，那滴定终点的pH大约为6， 即Na3PO4不是全部以Na2HPO4存在，里面可能有Na2HPO4，这样会有很大 的误差；如果直接用CaCl2将Na3PO4沉淀，里面可能含有氢氧化钙沉淀，结 果也不会很准确。
第二步：加入稍过量的CaCl2溶液，将弱酸强化。 Na2HPO4+3 CaCl2=Ca3PO4 +2NaCl+HCl 第三步：将上述溶液过滤，并向滤液中滴入一滴酚酞，用 0.1000mol/LNaOH溶液去滴点上述滤液，待溶液从无色变为微红色， 记下此时NaOH的体积V2 HCl+NaOH=NaCl+H2O
HCl H3BO3
NaOH NaCl H3BO3 甘油 H2O 红 黄
滴加1滴甲基红
V1
H+
滴加1滴酚酞 NaOH
V2
H2O
无色
微红色
分析：由于HCl是强酸，在水中完全电离，而H3BO3是弱酸，查表可知
ka 1 5 . 8 10 ; c ka 1 10
8
8
即可以直接滴定出HCl的浓度。用0.1000mol/L的NaOH作为滴定剂去滴定 待测溶液。此时溶液中发生的反应为
Na2HPO4 无色变为蓝色 滴加1滴甲基红
V1
H2O
红色变为黄色
滴加1滴百里酚酞
V2
分析：由于H2SO4的
ka 2 1.0 10
'
2
cka 2 1.0 10 cka1 7.6 10
3
H3PO4的
ka1 7.6 10
3 8 13
4 9 14
ka 2 6.3 10 ka 3 4.4 10
到达第二滴定终点时，影响溶液pH是Na2HPO4，此时计算可知：
csp 2 ka 3 10kw
+
csp 2 /ka 2 10
9.6
所以 H sp2= ka 2 csp 2 ka 3+kw / csp 2 10 pH=9.6 Et 10
pH
csp 2 0.02mol / L
9.7
csp 2 ka 3 10kw
+
所以 H sp2= ka 2 csp 2 ka 3+kw / csp 2 10 pH=9.7 Et 10
10
0 .1
)
0 . 001 %
0 . 05
记下此时消耗NaOH溶液的体积。
由于NH4Cl不能直接用NaOH滴定，但可以将其转化为强酸
4NH4 + 6HCHO = (CH2)6N4H + 3H + 6H2O
这样就可以间接测出NH4Cl的浓度。用0.1000mol/L的NaOH溶液去滴定上 述溶液，用酚酞作为指示剂，当消耗的体积为V2时，到达第二滴定终点。 此时溶液应该由无色变为微红色。
HCl+NaOH=H2O+NaCl
到达第一计量点时，记下用去的体积为V1，此时溶液中影响pH的是H3BO3， 应该选用甲基红作为指示剂，当溶液由红变为黄时，则到达第一计量点时：
由于
即： H
c sp 1 k a 10kw
5 . 8 10
-8
c sp 1 /k a 100
0 . 05 5 . 4 10 , c sp 1 0 . 05 mol / L
+
+
+
H C l的 浓 度 为
H C l =
N aO H V 1
V
N H 4C l 的 浓 度 为
N H 4C l =
N aO H V 2 -V 1
V
4.用几种试剂测出Na3PO4+Na2HPO4的组分
第一步 第二步
Na PO4
3
Na HPO
2
4
CaCl2
5
即可以分步准确滴定出NaHSO4和NaH2PO4的浓度
第一计量点：向溶液中滴加一滴甲基红，用0.1000mol/L的NaOH作为滴定 剂，当溶液到达第一计量点时，溶液的pH为：
csp1ka 2 10kw