分析化学问答题概要(共13页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上问 答 题1根据EDTA的酸效应曲线(即Ringbom曲线),可获得哪些主要信息?(1)由于H+离子存在使EDTA参加主反应的能力降低的现象,称为EDTA的酸效应。(2)单独滴定某种金属离子时允许的最低PH2为什么在络合滴定中要用缓冲溶液控制溶液的pH值?M要准确滴定有一定的PH范围,EDTA的酸效应随PH变化很大,直接影响M能够准确滴定,金属指示剂的使用也有一定的PH范围3.(10分) 以2.010-2mol/L的EDTA滴定浓度均为2.010-2mol/L的Al3+和Zn2+混合溶液中的Zn2+,在pH=5.5时,欲以KF掩蔽其中的Al3+,终点时游离F的浓度为1
2、.010-2mol/L。计算说明在此条件下能否准确滴定Zn2+?(HF的pKa=3.18,lgKAlY =16.1, lgKZnY =16.5, pH=5.5时, lgY(H)=5.5, Al3+-F-络合物的lg1lg6分别为6.1,11.2,15.0,17.7,19.6,19.7)解:F-=1.010-2mol/LAl(F)=1+106.110-2.0+1011.210-4.0+1015.0106.0 +1017.710-8.0+1019.610-10.0+1019.710-12.0 =1010.0Al3+=1.010-2/1010.0=1.010-12.0 mol/L Y(Al)=1+1
3、016.110-12.0=104.1故Y=Y(H) + Y(Al) 1Y(H) lgKZnY=16.5-5.5=11.0lgcZnKZnY = - 2.0+11.0 = 9lgcZnKZnY6所以在此条件下可以准确滴定Zn2+ 4设计铝合金(含有Zn、Mg等杂质)中铝含量的测定分析方案。用简单流程表明主要步骤、滴定剂、指示剂、滴定pH条件。Al对指示剂有掩蔽,Al与EDTA反应慢。返滴定。全部与EDTA反应再将Al-Y破坏(1) 溶解于酸式金属离子(2) PH=3.5,过量EDTA,用指示剂二甲酚橙(黄色紫红色)(3) 煮沸3min,冷却六亚基四胺,PH5-6用Zn2+滴定(黄紫红)除掉Y(4
4、) 加NH4F,微沸破坏AlY,得到AlF+Y(与Al量相同)(5) Zn2+滴定Y,黄色变为紫红色为终点5已知某溶液是Mg2+和EDTA混合物,且二者浓度不相等,试设计实验方案(要求写出分析的思路及主要操作步骤)。(1)判断两种组份何者过量;(2)假设判断结果是EDTA过量,用络合滴定法测定Mg2+EDTA的浓度。(1)调节PH=10时,用EBT来检验。 蓝色,EDTA过量,红色,Mg2+过量(2)首先在一分钟,按(1)中条件,用EBT为指示剂,Mg标准溶液测出过量的EDTA;然后在另一份中用六亚基四胺调节PH=4,破坏MgY配合物,用二甲酚橙为指示剂,用Zn标准溶液滴定。测出EDTA总量。
5、(3)总量减去过量EDTA,求出MgY的量。6设计分别测定Mg2+与EDTA混合溶液中二组份含量的分析方案。用简单流程表明主要步骤、滴定剂、指示剂、滴定pH条件和计算结果。(同5)1.写出质子条件式NaOH+NaAc的质子条件 设 C(NaOH)=Cb , 那么: OH总 = OH水 + OHAc水解 + OHNaOH OH = H + HAc + Cb设C(NaOH)=Cb ,C(NaAc)=C1 物料平衡方程:Na+= Cb +C1 Ac- + HAc = C1 电荷平衡方程:Na+ H+ = OH- + Ac- 质子方程: OH = H + HAc + Cb 注意: 强酸(或强碱)溶液
6、;强碱 + 弱酸强碱盐 ; 强酸 + 弱碱强酸盐 ;弱酸 +弱酸强碱盐7氧化还原滴定法中常用的指示剂有哪几类,并举例说明。氧化还原指示剂:二苯胺磺酸钠; 自身指示剂: KMnO4 ;显色指示剂(专属指示剂):淀粉与I28解释下列现象:间接碘量法测定铜时,若试液中有Fe3+和AsO43-,它们都可将I-氧化成I2,加入NH4HF2可消除两者的干扰。 它能提供配位剂F与 Fe3+配位,又构成 NH4FHF缓冲溶液(pH3-4),使得AsO43-有较强的酸效应。此时E As()/As()及EFe()/Fe()均小于EI2/I- , 因此As()及Fe3+都不再氧化I-,从而消除它们对铜测定的干扰。p
7、H小于4,Cu2+不发生水解,这就保证了Cu2+与I-反应定量进行。9.简述碘量法测定铜的原理,加入过量KI的作用。为什么在临近终点还需加入KSCN?答:碘量法测定铜是基于弱酸性介质中,Cu2+与过量KI作用,定量析出I2,然后用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2,从而求出铜的含量。反应式为: 2Cu2+ + 4I- = 2CuI + I2 (1) I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62- (2)在反应式(1)中,加入过量的KI,使反应迅速完成,起着还原剂、沉淀剂、配位剂的作用。在反应式(2)中,由于CuI表面会吸附一些I2,使得测定的结果偏低。为此在接近终点时,加入KSCN,
8、使 CuI转化为溶解度更小的CuSCN,CuSCN吸附I2的倾向较小,可提高测定结果的准确度。但KSCN不能加入过早,因为它会还原I2,使结果偏低。SCN- + 4I2 + 4H2O = SO42- + 7I- + ICN + 8H+ 10.K2Cr2O7法测定铁,以二苯胺磺酸钠为指示剂。加入 H3PO4的作用是什么?答:PO43-能与 Fe3+配位,从而降低了Fe3+/Fe2+电对的电位,增大滴定突跃范围,使指示剂变色点的电位落在滴定的电位突跃范围内,从而减小误差。PO43-能与 Fe3+配位生成无色的 Fe(HPO4)2-,消除Fe3+的黄色干扰,有利于观察终点的颜色。11.试拟定用基准物
9、质As2O3标定I2溶液的分析方案(反应原理、简要步骤、反应条件及计算公式)。解:As2O3难溶于水易溶于碱溶液生成亚砷酸盐。酸化溶液至中性,加入NaHCO3控制溶液pH89,用I2快速定量地氧化HAsO2 As2O3 + 2OH- = 2AsO2- + H2O HAsO2+I2+2H2O = HAsO42- + 4H+ +2I- 准确称取基准物质As2O3 0.100.12g置于250mL锥形瓶中,加入l0mLlmolL-1 NaOH使As2O3溶解后,加1滴酚酞指示剂,用lmolL-1 HCl小心中和溶液至微酸性,然后加入50mL 2NaHCO3溶液和2mL 0.5淀粉指示剂,再用I2标准
10、溶液滴定至溶液恰呈蓝色为终点,记下VI2。平行测定三份 12.重铬酸钾法测定铁时,为何要趁热滴加SnCl2,而且不能过量太多?而加HgCl2时须待溶液冷至室温时一次加入?答:SnCl2还原Fe3+时速度较慢,因此趁热滴加以加快反应速度且可防止过量太多。若SnCl2过量太多,会发生下述反应HgCl2 + SnCl2 = SnCl4 + Hg 此时黑或灰色的细粉状汞会与滴定剂K2Cr2O7作用,导致实验失败。 而加HgCl2以除去多余的SnCl2应待溶液冷却后加入,否则Hg2+会氧化Fe2+使测定结果偏低,而且HgCl2应一次加入,否则会造成Sn2+局部过浓(特别是SnCl2用量过多时),致使Hg
11、Cl2被还原为Hg,而Hg会与滴定剂作用,使实验失败。13提高分析结果准确度的方法。答:a.选择合适的分析方法 b.减小测量的误差 c.减小随机误差 d.消除系统误差(对照实验、空白实验、校准仪器、分析结果的校正)14系统误差的特点及产生的原因。 原因(1)方法不完善造成的方法误差。 (2)试剂或蒸馏水纯度不够,带入微量的待测组分,干扰测定等。(3)测量仪器本身缺陷造成仪器误差。(4)操作人员操作不当或不正确的操作习惯造成的人员误差。特点:重复性,单向性,误差大小基本不变,对实验结果影响恒定。15分析化学少量数据统计处理中,F检验,t检验及可疑值(或异常值)取舍检验的顺序是什么,并简述理由。先
12、t后F。只有保证了准确度的前提下,才能考虑精密度。(1) F检验用于考察精密度有无显著性差异(2) t检验用于检验使用方法是否存在系统误差,准确度有无显著性差异。16为什么CaF2在pH=3.0的溶液中的溶解度比在pH=5.0的溶液中的溶解度大?答:由于HF的pKa=3.18,所以pH=3时,溶液中的F-的浓度小于pH=5时溶液中F-的浓度,因此pH=3时CaF2的溶解度大于pH=5时的溶解度, 即 pH越小F(H)越大,pH越大F(H)越小。17利用共沉淀法分离,对于微量组分的测定有何意义?与无机共沉淀剂相比较,有机共沉淀剂有何优点? 共沉淀现象在重量分析中是不利的,得设法消除,但是在微量或
13、痕量组分的分离与分析中,却可以利用共沉淀现象分离和富集痕量组分有机共沉淀剂一般是大分子物质,它的离子半径大,表面电荷密度小,吸附离子能力弱,选择性差18.莫尔法和佛尔哈德法的指示剂分别是什么?并分别试述其指示终点的原理。莫尔法:铬酸钾 佛尔哈德法:铁铵矾由于AgCl的溶解度比Ag2CrO4小,在用AgNO3的溶液滴定过程中,首先生成AgCl沉淀,待AgCl定量沉淀后,过量的一滴AgNO3溶液才与K2CrO4反应,并立即生成砖红色的Ag2CrO4沉淀,指示终点的到达。在含Ag+的酸性溶液中加入铁铵矾指示剂,滴定过程首先生成白色的AgSCN沉淀,滴定到化学计量点附近Ag+浓度迅速降低,SCN-浓度
14、迅速增加,待过量SCN-与铁铵矾中Fe2+反应生成红色FeSCN配合物,即指示终点的到达。19.电位测定法的根据是什么?对于一个氧化还原体系:Ox + ne- = Red根据能斯特方程式:E = E0Ox/Red + TR/nF log (aOx/aRed)对于纯金属,活度为1,故上式变为:可见,测定了电极电位,即可测定离子的活度(或浓度),这就是电位测定法的理论依据.20.何谓指示电极及参比电极?试各举例说明其作用.解:指示电极:用来指示溶液中离子活度变化的电极,其电极电位值随溶液中离子活度的变化而变化,在一定的测量条件下,当溶液中离子活度一定时,指示电极的电极电位为常数.例如测定溶液pH时
15、,可以使用玻璃电极作为指示电极,玻璃电极的膜电位与溶液pH成线性关系,可以指示溶液酸度的变化.参比电极:在进行电位测定时,是通过测定原电池电动势来进行的,电动势的变化要体现指示电极电位的变化,因此需要采用一个电极电位恒定,不随溶液中待测离子活度或浓度变化而变化的电极作为基准,这样的电极就称为参比电极.例如,测定溶液pH时,通常用饱和甘汞电极作为参比电极.21.为什么离子选择性电极对欲测离子具有选择性?如何估量这种选择性?解:离子选择性电极是以电位法测量溶液中某些特定离子活度的指示电极.各种离子选择性电极一般均由敏感膜及其支持体,内参比溶液,内参比电极组成,其电极电位产生的机制都是基于内部溶液与
16、外部溶液活度不同而产生电位差.其核心部分为敏感膜,它主要对欲测离子有响应,而对其它离子则无响应或响应很小,因此每一种离子选择性电极都具有一定的选择性.可用离子选择性电极的选择性系数来估量其选择性.22.直接电位法的主要误差来源有哪些?应如何减免之?解:误差来源主要有:(1)温度,主要影响能斯特响应的斜率,所以必须在测定过程中保持温度恒定.(2)电动势测量的准确性.一般, 相对误差%=4nDE,因此必须要求测量电位的仪器要有足够高的灵敏度和准确度.(3)干扰离子,凡是能与欲测离子起反应的物质, 能与敏感膜中相关组分起反应的物质,以及影响敏感膜对欲测离子响应的物质均可能干扰测定,引起测量误差,因此
17、通常需要加入掩蔽剂,必要时还须分离干扰离子.(4)另外溶液的pH,欲测离子的浓度,电极的响应时间以及迟滞效应等都可能影响测定结果的准确度.23.为什么一般来说,电位滴定法的误差比电位测定法小?解:直接电位法是通过测量零电流条件下原电池的电动势,根据能斯特方程式来确定待测物质含量的分析方法.而电位滴定法是以测量电位的变化为基础的,因此,在电位滴定法中溶液组成的变化,温度的微小波动,电位测量的准确度等对测量影响较小.24.简述离子选择性电极的类型及一般作用原理解:主要包括晶体膜电极;非晶体膜电极和敏化电极等.晶体膜电极又包括均相膜电极和非均相膜电极两类 ,而非晶体膜电极包括刚性基质电极和活动载体电
18、极,敏化电极包括气敏电极和酶电极等.晶体膜电极以晶体构成敏感膜,其典型代表为氟电极.其电极的机制是:由于晶格缺陷(空穴)引起离子的传导作用,接近空穴的可移动离子运动至空穴中,一定的电极膜按其空穴大小、形状、电荷分布,只能容纳一定的可移动离子,而其它离子则不能进入,从而显示了其选择性。活动载体电极则是由浸有某种液体离子交换剂的惰性多孔膜作电极膜制成的。通过液膜中的敏感离子与溶液中的敏感离子交换而被识别和检测。敏化电极是指气敏电极、酶电极、细菌电极及生物电极等。这类电极的结构特点是在原电极上覆盖一层膜或物质,使得电极的选择性提高。典型电极为氨电极。以氨电极为例,气敏电极是基于界面化学反应的敏化电极
19、,事实上是一种化学电池,由一对离子选择性电极和参比电极组成。试液中欲测组分的气体扩散进透气膜,进入电池内部,从而引起电池内部某种离子活度的变化。而电池电动势的变化可以反映试液中欲测离子浓度的变化。25.列表说明各类反应的电位滴定中所用的指示电极及参比电极,并讨论选择指示电极的原则.反应类型指示电极参比电极酸碱滴定玻璃电极甘汞电极氧化还原滴定铂电极甘汞电极沉淀滴定离子选择性电极或其它电极玻璃电极或双盐桥甘汞电极络合滴定铂电极或相关的离子选择性电极甘汞电极选择指示电极的原则为指示电极的电位响应值应能准确反映出离子浓度或活度的变化.26什么叫选择吸收?它与物质的分子结构有什么关系?物质对不同波长的光
20、吸收程度不同,往往对某一波长(或波段)的光表现出强烈的吸收。这时称该物质对此波长(或波段)的光有选择性的吸收。由于各种物质分子结构不同,从而对不同能量的光子有选择性吸收,吸收光子后产生的吸收光谱不同,利用物质的光谱可作为物质分析的依据。27电子跃迁有哪几种类型?跃迁所需的能量大小顺序如何?具有什么样结构的化合物产生紫外吸收光谱?紫外吸收光谱有何特征?电子跃迁类型有以下几种类型:*跃迁,跃迁所需能量最大; n *跃迁,跃迁所需能量较大,*跃迁,跃迁所需能量较小;n *跃迁,所需能量最低。而电荷转移跃迁吸收峰可延伸至可见光区内,配位场跃迁的吸收峰也多在可见光区内。分子结构中能产生电子能级跃迁的化合
21、物可以产生紫外吸收光谱。紫外吸收光谱又称紫外吸收曲线,是以波长或波数为横坐标,以吸光度为纵坐标所描绘的图线。在吸收光谱上,一般都有一些特征值,如最大吸收波长(吸收峰),最小吸收波长(吸收谷)、肩峰、末端吸收等。28Lambert-Beer定律的物理意义是什么?为什么说Beer定律只适用于单色光?浓度C与吸光度A线性关系发生偏离的主要因素有哪些? 朗伯比耳定律的物理意义:当一束平行单色光垂直通过某溶液时,溶液的吸光度A与吸光物质的浓度c及液层厚度l成正比。Beer定律的一个重要前提是单色光。也就是说物质对单色光吸收强弱与吸收光物质的浓度和厚度有一定的关系。非单色光其吸收强弱与物质的浓度关系不确定
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