分析化学第六版课后答案(8)

2025-07-29

0.1992?21.22?10?3?36.46?1000-1

解:HCl的含量== 6.165mg·mL

25.0001992?(38.74?21.22)?10?3?61.83?1000-1

H3BO3的含量== 8.631 mg·mL

25.004.25 阿司匹林即乙酰水杨酸,其含量可用酸碱滴定法测定。称取试样0.2500 g,准确加入50.00mL 0.102 0mol·L-1的NaOH溶液,煮沸,冷却后,再以C(H2SO4)二0.052 64mol·L-1的H2SO4溶液23.75mL回滴过量的NaOH,以酚酞指示终点,求试样中乙酰水杨酸的质量分数。

已知:反应式可表示为

HOOCC6H4OCOCH3→NaOOCC6H40Na

HOOCC6H4OCOCH3的摩尔质量为180.16g·mol1。 解:n(乙酰水扬酸)=

1n(NaOH)=n(H2SO4) 21(0.1020?50.00?10?3?0.5264?23.75?10?3?2)??180.62乙酰水扬酸% = ?100%

0.2500= 93.67%

4.26 一份1.992g纯酯试样,在25.00 mL乙醇—KOH溶液中加热皂化后,需用14.73mL 0.3866mol·L-1H2SO4溶液滴定至溴甲酚绿终点。25.00 mL乙醇—KOH溶液空白试验需用34.54mL上述酸溶液。试求酯的摩尔质量。

解:n(酯)=(34.54-14.73)×10×0.3866×2=0.1532 mol?L

-3

-1

M =

1.992-1

=130.1(g·moL)

0.01532

4.27 有机化学家欲求得新合成醇的摩尔质量,取试样55.0mg,以醋酸酐法测定时,需用0.096

—1

90mol·lNaOH l0.23mL。用相同量醋酸酐作空白试验时,需用同一浓度的NaOH溶液14.71 mL滴定所生成的酸,试计算醇的相对分子质量,设其分子中只有一个一OH。 解:由题义知

2n(醋酸酐)=n(NaOH)空白

2n(醋酸酐)-n(醇)= n(NaOH)样

所以,n(醇)= n(NaOH)空白-n(NaOH)样

M(醇)=

55.0 =126.7

0.09690?(14.71?10.23)

4.28 有一纯的(100%)未知有机酸400mg,用0.09996mol·L-1NaOH溶液滴定,滴定曲线表明该酸为一元酸,加入32.80 mLNaOH溶液时到达终点。当加入16.40 mL NaOH溶液时,pH为4.20。根据上述数据求:(1)酸的pKa;(2)酸的相对分子质量;(3)如酸只含C、H、O,写出符合逻辑的经验式(本题中C二12、H二1、O二16)。

解:(1)M =

0.400?122

0.3280?0.09996当加入16.40mLNaOH时,溶液体积为V mL

c(HA)=

0.09996?0.03280?0.01640?0.09996

v?10?30.01640?0.09996 ?3v?10c(A-)=

10

-4.2

=

c(HA)?ka

c(A?)ka?10?4.2 ,pKa=4.20

(2)该酸为C6H5COOH.

第五章 配位滴定法

思考题

1.

EDTA与金属离子的配合物有哪些特点?

答:(1):配位比1:1,具有较高的稳定性。配位反应完全。 (2):带电荷,水溶性好,反应速度快。

(3):无色金属离子与EDTA形成的配合物仍为无色容易用指示剂判断滴定终点。

但有色金属离子与EDTA形成的配合物颜色加深。 以上三个特点刚好符合滴定分析要求,适合滴定。

2.配合物的稳定常数与条件稳定常数有什么不同?为什么要引用条件稳定

常数?

答:(1):稳定常数所表现的环境为只存在着主反应,大小只与温度有关;而

条件稳定常数表现的环境存在着诸多副反应。更符合实际情况。 (2):因为副反应对主反应有着不同程度的影响,所以要引用条件稳定常数来反映(描述)这些副反应对主反应的影响程度。

3.在配位滴定中控制适当的酸度有什么重要意义?实际应用时应如何全面考虑选择滴定时的pH?

答:(1):用缓冲溶液控制适当的酸度,使EDTA的酸效应不致太大,

'KMY?c?106否则,主反应不能反应完全;另一方面,使金属离

子稳定存在于溶液中,不致因羟基配位效应而沉淀,导致无法滴定。

(2):选择滴定时的pH时,既要考虑酸效应,又要考虑羟基配位效应,

从而选出最合适的pH范围。

4.金属指示剂的作用原理如何?它应具备哪些条件?

答:(1):金属指示剂是一些有机配位剂,可与金属离子形成有色配合物,其颜色与游离指示剂不同,因而能指示滴定过程中金属离子浓度的变化情况。 (2):在滴定的pH范围内,游离指示剂和指示剂金属离子配合物两者的颜色应有显著的差别,这样才能使终点颜色变化明显。 (3):指示剂金属离子配合物应易溶于水。

5. 为什么使用金属指示剂时要限定pH?为什么同一种指示剂用于不同金属离子滴定时,适宜的pH条件不一定相同?

答:(1):只有限定适宜的pH,指示剂与金属离子配合物颜色的变化才显著。

(2)

滴定过程要求选择的配位指示剂在pM突跃范围内变色。滴定终点和化学计量点的关系可以表示为: pMep=pMsp±ΔpM

其中pMep是化学计量点,与K’MY有关;ΔpM是误差允许的突跃范围;pMep是滴定终点,一方面指示剂的变色范围必须落在pMep以内。

另一方面指示剂的变色范围和酸碱指示剂类似与KMIn’大小有关, KMIn’大小决定于金属离子种类,溶液 pH值等条件。因此改变pH值可以影响KHIn’ ,也就影响了变色范围;使pM落在pMep以内。

综上所述,该思考题可以简答为:同一种指示剂用于不同金属离子滴定时,不同金属离子和指示剂配位的KMIn’不同,必须调整pH使pKMIn’落在滴定突跃范围之内。造成适宜的pH条件也不一定相同。

附金属指示剂理想变色条件

pM?lgKMIn'?lg[MIn][In']pM?lgKMIn'?16.什么是金属指示剂的封闭和僵化?如何避免?

答:如果指示剂与金属离子形成更稳定的配合物而不能被EDTA置换,则虽加入过量的EDTA也达不到终点,这种现象称为指示剂的封闭。想避免这种现象,可以加入适当的配位剂来掩蔽能封闭指示剂的离子。

指示剂与金属离子形成的配合物如果是胶体或沉淀,在滴定时指示剂与EDTA的置换作用将因进行缓慢而使终点拖长,这种现象称为指示剂的僵化。想避免这种现象,可以加入有机溶剂或将溶液加热,以增大有关物质的溶解度及加快反应速率,接近终点时要缓慢滴定,剧烈振摇。

7.两种金属离子M和N共存时,什么条件下才可用控制酸度的方法进行分别滴定?

答:M和N 的金属配合物的稳定性常数差值Δlgk≥5时即可。

8.掩蔽的方法有哪些?各运用于什么场合?为防止干扰,是否在任何情况下都 能使用掩蔽方法?

答:(1):配位掩蔽法,其适用场合为:

a:干扰离子与掩蔽剂形成的配合物远比与EDTA形成的配合物稳定,且形成的配合物应为无色或浅色的,不影响终点的判断。

b:掩蔽剂不与待测离子配位,即使形成配合物,其稳定性也应远小于待测离子与EDTA配合物的稳定性。 (2):沉淀滴定法,其使用场合为:

a:生成的沉淀物溶解度要小,使反应完全。

b:生成的沉淀物是无色或浅色致密的,最好是晶行沉淀,其吸附能力很弱。 (3):氧化还原掩蔽法,其使用场合为:

干扰离子的氧化性或还原性较强,可用还原剂(如:坏血酸,羟胺,联胺,硫脲,半胱氨等)和氧化剂(如铬离子)使之变成不同价态的与EDTA配合物稳定常数较低的离子。

14.用返滴定法测定铝离子含量时:首先在pH=3左右加入过量的EDTA并加热,使铝离子配位,试说明选择此pH的理由。

答:这样做是为了防止铝离子水解而形成多核羟基配合物,进而无法使滴定准确进行。

第五章 习题

5.1计算pH=5时EDTA的酸效应系数α0.0200mol·L-1,则[Y4-]为多少?

Y(H)。若此时

EDTA各种存在形式的总浓度为

答案:(1)EDTA的K1~K6:1010.26,106.16,102.67,102.0,101.6,100.9

β1~β6:1010.26,1016.42,1019.09,1021.09,1022.69,1023.59

pH=5.0时:

?Y?H??1?H? β1?H?β2?H?β3?H?β4?H?β5?H?β6

4-

????-9

2??3??4??5??6 =1+105.26+106.42+104.09+101.09+10-2.31+10-6.41 =106.45

-1

(2)[Y]=0.020=7.1×10mol·L 6.4510 5.2 pH=5时,锌和EDTA配合物的条件稳定常数是多少?假设Zn2+和EDTA的浓度皆为10-2 mol·L-1(不考虑羟基配位等副反应)。pH=5时,能否用EDTA标准溶液滴定Zn2+?

2+-2-1

答案: 查表5-2: 当pH=5.0时,lgαY(H)=6.45,Zn与EDTA浓度皆为10mol·L, lgK’=lgK稳- lgαY(H)=16.50-6.46=10.05﹥8,可以滴定。

5.3假设Mg2+和EDTA的浓度皆为10-2 mol·L-1,在pH=6时,镁与EDTA配合物的条件稳定常数是多少(不考虑羟基配位等副反应)?并说明在此pH条件下能否用EDTA标准溶液滴定Mg2+。如不能滴定,求其允许的最小pH。 答案: (1)查表5-2: 当pH=6.0时,lgαY(H)=4.65,lgK’=lgK稳- lgαY(H)=8.69-4.65=4.04, lgK’﹤8, ∴不能滴定

(2)lgαY(H)= lgK稳-8=0.69,查表5-2得pH≈9.6。

5.4试求以EDTA滴定浓度各为0.01 mol·L-1的Fe3+和Fe2+溶液时所允许的最小pH。


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