2023年络合滴定法与酸碱滴定法的不同[第五章络合滴定法].docx
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1、2023年络合滴定法与酸碱滴定法的不同第五章络合滴定法 第五章络合滴定法 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纳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) 一般状况下水溶液中的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 。在金属离子浓度肯定
2、的条件下, 越大,突跃 ;在条件常数K/MY肯定时, 越大,突跃 (5) K/MY值是推断络合滴定误差大小的重要依据。在pM/肯定时,K/MY越大,络合滴定的精确度 。影响K/MY的因素有 ,其中酸度愈高 愈大,lg/MY ,减小K/MY肯定时,终点误差的大小由 确定,而误差的正负由 确定。 (6) 在H+肯定时,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 HOOCCH2 为 -OOCCH 2+HNCH2CH2+NHCH2COO-CH2COOH。配制标准溶液时一般采纳EDTA二钠盐,分子式为Na2H2Y2H2O,其水溶液pH为,可通过公式 H+=
3、Ka4Ka5进行计算,标准溶液常用浓度为 0.01molL-1 (2) 一般状况下水溶液中的EDTA2+-2-3-和Y4-等 七种 型体存在,其中以 Y4-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11。 (3) K/MY称 条件形成常数 ,它表示 肯定条件下 络合反应进行的程度,其计算式为 lgK/MY=lgKMY-lgaM-lgaY。 (4) / 也越大 ;在条件常数K/MY . (5) K/MY值是推断络合滴定误差大小的重要依据。在pM/肯定时,K/MY越大,络合滴定的精确度 越高 。影响K/MY的因素有 酸度的影响、干扰离子的影响、配位
4、剂的影响、OH-的影响 ,其中酸度愈高, H+浓度 愈大,lg/MY 、/。在K/MY/定,而误差的正负由pM/确定。 (6) 在H+肯定时,EDTA酸效应系数的计算公式为 aY(H) YY+HY+H2Y+H6Y1。 =YYdY2 Cu2、Zn2、Cd2、Ni2等离子均能与NH3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。Cu2、Zn2、Cd2、Ni2等离子均能与NH3形 成络合物,络合速度慢,且络合比较困难,以氨水为滴定剂滴定反应进行的完全程度不高。不能根据确定的化学计量关系定量完成,无法精确推断滴定终点。 3 不经详细计算,如何通
5、过络合物MLn的各i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:各型体分布分数为: d0=dM=M1 =2nCM1+b1L+b2L+bnL d1=dML= b1LML=dob1L 2nCM1+b1L+b2L+bnL MLnbnLn dn=dobnLn 2nCM1+b1L+b2L+bnL 再由MLi=iCM 得,溶液中络合物的主要存在型体由i确定。故只要那个biLi越大,就以配位数为i的型体存在。 4 已知乙酰丙酮(L)与Al3络合物的累积常数lg1lg3分别为8.6,15.5和21.3,AlL3为 主要型体时的pL范围是多少?AlL与AlL2相等时的pL为多少?pL为10.0时铝
6、的主要型体又是什么? 解:由b1=K1=ML3ML2ML ,b2=K1K2=, b=KKK=312323MLMLML 由相邻两级络合物分布曲线的交点处有 pL=lgKi AlL3为主要型体时pL=lgK3,lgK3=lgb3-lgb2=5.8 在pL AlL=AlL2 时, pL=lgK2=lgb2-lgb1=6.9 pL=lgb1=lgK1=8.6,pL=10.0pL=8.6 Al3+为主要型体。 5 铬蓝黑R(EBR)指示剂的H2In2-是红色,HIn2-是蓝色,In3-是橙色。它的pKa2=7.3,pKa3=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
7、什么颜色?改变点的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H2InpKa2=7.3HIn2-pKa3=13.5In3- (红色) (蓝色) (橙色) pKa2=7.3,pKa3=13.5 pH14.5时呈橙色; 第一变色点的pH=7.3;其次变色点的pH=13.5。 铬蓝黑R与金属离子形成红色的络合物,相宜的酸度范围在pH=912之间。 6 Ca2+与PAN不显色,但在pH=1012时,加入适量的CuY,却可以用PAN作为滴定 Ca2+的指示剂,为什么? 解:pH=1012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
8、PAN (黄绿色) (紫红色) CuPAN是一种间接指示剂,加入的EDTA与Cu2+定量络合后,稍过量的滴定剂就会夺取CuPAN中的Cu2+,而使PAN游离出来。 CuPAN+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FeCl3溶液中游离的HCl时,Fe3+将如何干扰?加入下列哪一种 化合物可以消退干扰?EDTA,Ca-EDTA,柠檬酸三钠,三乙醇胺。 解:由于Fe3+和NaOH溶液生成Fe(OH)3沉淀,故可以用EDTA消退干扰,EDTA和Fe3+形成络合物,稳定性大,削减了溶液中的游离的Fe3+。 8 用EDTA滴定Ca2+、Mg2+时,可以
9、用三乙醇胺、KCN掩蔽Fe3+,但不运用盐酸羟胺和 抗坏血酸;在pH=1滴定Bi3+,可采纳盐酸羟胺或抗坏血酸掩蔽Fe3+,而三乙醇胺和KCN都不能运用,这是为什么?已知KCN严禁在pH 解:由于用EDTA滴定Ca2+、Mg2+时,pH=10,用三乙醇胺和KCN来消退,若运用盐酸羟胺和抗坏血酸,则会降低pH值,影响Ca2+、Mg2+滴定;三乙醇胺是在溶液呈微酸性时来掩蔽Fe3+,假如pH越低,则达不到掩蔽的目的;pH 9 用EDTA连续滴定Fe3+、Al3+时,可以在下述哪个条件下进行? a) pH=2滴定Al3+,pH=4滴定Fe3+; b) pH=1滴定Fe3+,pH=4滴定Al3+; c
10、) pH=2滴定Fe3+,pH=4返滴定Al3+; d) pH=2滴定Fe3+,pH=4间接法测Al3+。 解:可以在(c)的条件下进行。调整 pH=22.5,用EDTA先滴定Fe3+,此时Al3+不干扰。然后,调整溶液的pH=4.04.2,,再接着滴定Al3+。由于Al3+与EDTA的配位反应速度缓慢,加入过量EDTA,然后用标准溶液Zn2+回滴过量的EDTA。 10如何检验水中是否含有金属离子?如何推断它们是Ca2+、Mg2+, 还是Al3+、Fe3+、Cu2+? 答:由于Ca2+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Cu2+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
11、验水中含有金属离子。在pH=10时,加入EBT,则Ca2+、Mg2+形成红色的络合物;CuY2-为深蓝色,FeY-为黄色,可分别推断是Fe3+、Cu2+。 11若配制EDTA溶液的水中含Ca2+,推断下列状况对测定结果的影响: (1)以CaCO3为基准物质标定EDTA,并用EDTA滴定试液中的Zn2+ ,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 Ca2+、Mg2+合量; (3)以CaCO3为基准物质,络黑T为指示剂标定EDTA,用以测定试液中Ca2+、Mg2+ 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样。 答:
12、(1)以CaCO3为基准物质标定EDTA时,水中的Ca2+与EDTA形成络合物,二甲酚 橙为指示剂;用EDTA滴定试液中的Zn2+时,Ca2+与EDTA形成络合物,EDTA浓度偏高,V减小,则Zn2+浓度偏低。 (2)标定时,水中的Ca2+未与EDTA形成络合物,用EDTA滴定试液中的Ca2+、Mg2+时,水中的Ca2+与EDTA形成络合物,则合量偏高。 (3)由于标定和测定都在同一酸度条件下,对测定结果无影响 12若配制试样溶液的蒸馏水中含有少量Ca2+ ,在pH=5.5或在pH =10(氨性缓冲溶液)滴定Zn2+ ,所消耗EDTA的体积是否相同?哪种状况产生的误差大? 答:在pH=5.5时
13、,lgKZnY=lgKZnY-lgaZn-lgaY(H)=16.50-5.1-1.04=10.36 在pH =10(氨性缓冲溶液)滴定Zn2+ ,由于溶液中部分游离的NH3与Zn2+络合,致使滴定Zn2+不完全,消耗EDTA的量少,偏差大。 13 将100mL0.020molL-1 Cu2+ 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Cu2+与NH3形成的协作物主要是以Cu(NH3)42+形式存在。等体积相混合后,Cu2+和NH3的浓度分别为: cCu2+= cNH30.020=0.010molL-1 20.28=0.1
14、4molL-1 2 -1溶液中游氨的浓度为: cNH3=0.14-0.0104=0.10molL 查附录表五知Cu(NH3)42+配离子的:1=1.4104 2=4.3107 3=3.41010 4=4.71012 依据式(6-15a)aM(L)=1+b1L+b2L+b3L+b4L 234d0=dM=M11 =234M1+b1L+b2L+b3L+b4LaM(L) d0=dCu=1 1+1.4104(0.10)+4.3107(0.10)2+3.41010(0.10)3+4.71012(0.10)4 。 =10-870 。1=01NH3= 10-8700.10=10-555 。2=02NH32=
15、10-8700.102=10-307 。3=03NH33= 10-8700.103=10-117 。4=04NH34= 10-8700.104=10-003 因为:4>3>2>1>0 故溶液中主要型体为Cu(NH3)42+: Cu(NH3)4=d4cCu2+=10-0.030.010=9.310-3molL-114 在0.010mol L-1 Al3+ 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:AlF63-配离子lgb1lgb6分别为: 6.13;11.15;15.00;17.75;19.37;19.
16、84 故16分别为: 1.3510;1.4110;1.0010;5.6210;2.3410;6.9210。 依据题意知 CAl3+=0.010molL-1,CF-=0.10molL-1 依据 1*2+dAl=3+11+b1F+b2F+b6F-2-6 1 1+1.3510-610-1+1.41101110-2+6.92101910-6 =2.7910-15= 再有式 d(AlF-2+)=b1F-dAl3+=1.3510610-12.7910-15=3.1710-10 =b2F-2dAl3+=1.41101110-22.7910-15=3.9310-6 d(AlF2-+) d(AlF d(AlF4
17、3-)=b3F-3dAl3+=1.00101510-32.7910-15=2.7910-3 =b4F-4dAl3+=5.62101710-42.7910-15=1.5710-1 =b5F-5dAl3+=2.34101910-52.7910-15=6.5310-1 -)d(AlF5-2-) d(AlF36)-3-=b6F-6dAl3+=6.92101910-62.7910-15=1.9310-1 52-2-1-3 故 AlF5=CAc3+d(AlF2-)=106.5310=6.5310 mol/L 所以,由上可知溶液中存在的主要型体为AlF52-,其浓度为6.5310molL。 15 在含有Ni
18、2+ -NH3络合物的溶液中,若Ni(NH3 )42+ 的浓度10倍于Ni(NH3)32+ 的浓度,问此体系中游离氨的浓度NH3 等于多少? 解:Ni(NH3)62+配离子的lg1-lg6分别为:2.80;5.04;6.77;7.96;8.71;8.74。 得1-6 分别为: 1=6.31102 2=1.09105 3=5.89106 4=9.12107 5=5.13108 6=5.50108 因 aNi(NH2+3)3-3-1=b3NH33aNi2+ (A) aNi(NH3)42+=b3NH34aNi2+ (B) Ni(NH3)32+=CNi2+ aNi(NH aNi(NH (C) 2+3)
19、3Ni(NH3)42+= 由式(A)和(C)得 Ni(NH3)32+= 由(B)和(D)得 Ni(NH3)42+=CNi2+3)42+ (D) CNi2+b3NH33aNiCNi2+ (E) 2+ b4NH3aNi4 (F) 2+ 依据式(E)和(F)并由题意得 Ni(NH3)32+/Ni(NH3)42+=b4NH3/b3=10 NH3 =103/4=105.89106/9.121070.646 mol L-1 16 今由100mL0.010molL-1 Zn2+ 溶液,欲使其中Zn2+ 浓度降至10-9 mol L-1 ,问需向溶液 16.7中加入固体KCN多少克?已知Zn2+-CN- 络合
20、物的累积形成常数 ,MKCN 4 =10 =65.12gmol-1. 解:由题Zn2+的分析浓度cZn2+=0.010molL 平衡浓度Zn=10molL 设需向溶液中加入固体KCN x g 则 CN=-12+-9-1xmolL-1 65.120.1 Zn2+=d0cZn2+=d010-2=10-9 d0=10-7 -1 Zn(CN)=cmolL2+=0.0104Zn与CN一次络合,则 Zn2+-2- -Zn(CN)2 16.74 b4=102+-4ZnCN -Zn(CN)210-2 -9.74 CN=102+16.7-916.7则 Zn101010-4 CN-=3.7610-3 mol L-
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