水中有CO32-和HCO3-碱度,CO32-=2P,HCO3-=M-P
CO32-碱度(CO32-,mg/L)=
=780.0mg/L
HCO3-碱度(HCO3-,mg/L)=
=427.0mg/L
6.一水样中可能含有CO32-、OH-、HCO3-,或者是混合水样。
用20.00mL0.100mol/LHCl溶液,以酚酞为指示剂可滴定至终点。
问:
(1)若水样含有OH-和CO32-的量(过去称摩尔数)相同,再以甲基橙为指示剂,还需加入多少毫升HCl溶液才可滴定至橙红色终点?
(2)若水样含有CO32-和HCO3-的量相同,接着以甲基橙为指示剂,还需滴入多少毫升HCl溶液才可达到橙红色终点?
(3)若加入甲基橙指示剂时,不需滴入HCl溶液就已呈终点颜色,该水样中含何种物质?
解:
(1)P=20.00mL
P包括OH-和
CO32-碱度
水样含有OH-和CO32-的量相同
OH-=
CO32-=
P
M=
CO32-=
P=10.00mL
(2)P=20.00mL
P为
碱度
=P=20.00mL
水样含有CO32-和HCO3-的量相同
=HCO3-=P=20.00mL
还需滴入M=
+HCO3-=40.00mL
(3)P=20.00mL,M=0
水样中只有OH-
第四章
1络合物的稳定常数和条件稳定常数有什么区别和联系?
当络合反应达到平衡时,其反应平衡常数为络合物的稳定常数,用K稳表示。
络合平衡时的稳定常数K稳是[Y]总=[Y4-],即αY(H)=1时的稳定常数。
这样,EDTA不能在pH<12时应用。
在实际应用中,溶液的pH<12时,必须考虑酸效应对金属离子络合物稳定性的影响,引进条件稳定常数,用K'稳表示。
络合物的K稳越大,则络合物越稳定。
由于pH值越大,αY(H)越小,则条件稳定常数
K'稳越大,形成络合物越稳定,对络合滴定就越有利。
2.用EDTA标准溶液滴定水样中的Ca2+、Mg2+、Zn2+时的最小pH值是多少?
实际分析中pH值应控制在多大?
解:
lgKCaY=10.69lgKMgY=8.69lgKZnY=16.50
利用lgɑY(H)=lgK稳-8公式,可以找到滴定各种金属离子(Mn+)时所允许的最小pH值。
滴定Ca2+时,lgɑY(H)=10.69-8=2.69
查表,得pH=7.5~7.6
滴定Mg2+时,lgɑY(H)=8.69-8=0.69
查表,得pH=9.6~9.7
滴定Zn2+时,lgɑY(H)=16.50-8=8.50
查表,得pH=4.0~4.1
滴定Ca2+、Mg2+、Zn2+时的最小pH值分别是7.5,9.6,4.0。
在实际分析中,控制溶液的pH范围要比滴定金属离子允许的最小pH范围大一些,因为EDTA是一有机弱酸,在水溶液中或多或少的解离产生一定量的H+,降低了溶液的pH值,所以控制的pH值稍高一些,可抵消这种影响。
3.计算pH=10时,以10.0mmol/LEDTA溶液滴定20.00mL10.0mmol/LMg2+溶液,在计量点时的Mg2+的量浓度和pMg值。
解:
pH=10时,
4.简述金属指示剂的作用原理,解释什么是金属指示剂的封闭现象和僵化现象。
金属指示剂是一些有机络合剂,可与金属离子形成有色络合物,其颜色与游离金属指示剂本身的颜色不同,因此,可以指示被滴定金属离子在计量点附近pM值的变化。
当金属指示剂与金属离子形成的络合物不能被EDTA置换,加入大量EDTA也得不到终点,这种现象叫做指示剂的封闭现象。
如果金属指示剂与金属离子生成的显色络合物为胶体或沉淀,使滴定时与EDTA的置换作用缓慢,而使终点延长,这种现象叫做指示剂的僵化现象。
5.取水样100mL,调节pH=10.0,用EBT为指示剂,以10.0mmol/LEDTA溶液滴定至终点,消耗25.00mL,求水样中的总硬度(以mmol/L和CaCO3mg/L)?
解:
总硬度(mmol/L)=
总硬度(CaCO3mg/L)=
6.取一份水样100mL,调节pH=10,以EBT为指示剂,用10.0mmol/LEDTA溶液滴定至终点,消耗24.20mL;另取一份水样100mL,调节pH=12,加钙指示剂(NN),然后以10.0mmol/LEDTA溶液滴定至终点,消耗13.15mL。
求该水样中总硬度(以mmol/L表示)和Ca2+、Mg2+的含量(以mg/L表示)?
解:
总硬度(mmol/L)=
Ca2+(mg/L)=
Mg2+(mg/L)=
第五章
1.在含有等浓度的Cl-和I-的溶液中,逐滴加入AgNO3溶液,哪一种离子先沉淀?
第二种离子开始沉淀时,Cl-与I-的浓度比为多少?
解:
Ksp,AgCl=1.8×10-10,Ksp,AgI=8.3×10-17
当Cl-开始沉淀时,
2.取水样100mL,加入20.00mL0.1120mol/LAgNO3溶液,然后用0.1160mol/LNH4SCN溶液滴定过量的AgNO3溶液,用去10.00mL,求该水样中Cl-的含量(mg/L表示)。
解:
第六章
1.何谓标准电极电位和条件电极电位?
当电对处于标准状态(即物质皆为纯净物,组成电对的有关物质浓度(活度)为1.0mol·dm-3,涉及气体的分压为1.0×105Pa时,该电对的电极电势为标准电极电势,用符号φθ表示。
通常温度为298.15K。
条件电极电位与络合反应中的条件稳定常数K’稳和稳定常数K稳关系相似,是考虑了外界因素(如离子强度)影响时的电极电位。
2.举例说明三种氧化还原指示剂的显色原理。
利用滴定剂或被滴定液本身的颜色变化来指示滴定终点到达,这种滴定剂或被滴定物质起着指示剂的作用,因此叫自身指示剂。
例如:
在KMnO4法中,用
在酸性溶液中滴定无色或浅色的还原性物质时,计量点之前,滴入的
全部被还原为无色的Mn2+,整个溶液仍保持无色或浅色。
达到计量点时,水中还原性物质已全部被氧化,再过量1滴
(2×10-6mol/L的
),溶液立即由无色或浅色变为稳定的浅红色,指示已达滴定终点,KMnO4就是自身指示剂。
专属指示剂本身并没有氧化还原性质,但它能与滴定体系中的氧化态或还原态物质结合产生特殊颜色,而指示滴定终点。
例如:
在酸性溶液中用Fe3+滴定Sn2+时,可用KSCN作专属指示剂。
计量点前,滴入的Fe3+被Sn2+还原为Fe2+,溶液无色;计量点时,稍过量的Fe3+便与SCN-反应生成Fe(SCN)2+红色络合物,指示已达滴定终点。
本身具有氧化还原性质的有机化合物。
在氧化还原滴定中,这种指示剂也发生氧化还原反应,且氧化态和还原态的颜色不同,利用指示剂由氧化态变为还原态或还原态变为氧化态的颜色突变,来指示滴定终点。
3.取水样100mL,用H2SO4酸化后,加入10.00mL0.0100mol/L高锰酸钾溶液(1/5KMnO4=0.0100mol/L),在沸水浴中加热30min,趁热加入10.00mL0.0100mol/L草酸钠溶液(1/2Na2C2O4=0.0100mol/L),摇匀,立即用同浓度高锰酸钾标准溶液滴定至显微红色,消耗2.15mL,求该水样中高锰酸盐指数是多少(mgO2/L)?
V1——开始加入KMnO4标准溶液的量(mL);
V1'——最后滴定消耗KMnO4标准溶液的量(mL);
V2——加入Na2C2O4标准溶液的量(mL);
C1——KMnO4标准溶液浓度(1/5KMnO4,mol/L);
C2——Na2C2O4标准溶液浓度(1/2Na2C2O4,mol/L);
8——氧的摩尔质量(1/2O,g/mol);
V水——水样的量(mL)。
解:
4.用回流法测定某废水中的COD。
取水样20.00mL(同时取无有机物蒸馏水20.00mL作空白试验)放入回流锥形瓶中,加入10.00mL0.2500mol/L重铬酸钾溶液(1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L)和30mL硫酸—硫酸银溶液,加热回流2h;冷却后加蒸馏水稀释至140mL,加试亚铁灵指示剂,用0.1000mol/L硫酸亚铁溶液((NH4)2Fe(SO4)2)·6H2O=0.1000mol/L)返滴至红褐色,水样和空白分别消耗11.20mL和21.20mL。
求该水样中的COD是多少(mgO2/L)?
V0——空白试验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液的量(mL);
V1——滴定水样时消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液的量(mL);
C——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度((NH4)2Fe(SO4)2,mol/L);
8——氧的摩尔质量(1/2O,g/mol);
V水——水样的量(mL)。
应该指出,在滴定过程中,所用K2Cr2O7标准溶液的浓度是1/6K2Cr2O7mol/L。
解:
第七章
1、参比电极和指示电极的种类和作用有哪些?
指示电极分为金属基电极和膜电极两大类。
金属基电极分为金属---金属离子电极、金属---金属微溶盐电极、均相氧化还原电极。
常用的参比电极有甘汞电极和银-氯化银电极。
2、玻璃电极使用前为何必须在蒸馏水中浸泡24h以上?
由于干玻璃电极对氢离子的传感不灵敏,即对pH值不响应,因此需要用蒸馏水浸泡:
一方面,使玻璃电极的薄膜表面形成一层水合硅胶,水合硅胶层与水溶液之间的离子交换平衡是产生电极电位的根源,会恢复玻璃电极对pH值的响应。
另一方面,玻璃电极的薄膜内外表面的结构、性质常有差别或不对称,引起不对称电位,浸泡的目的是使其不对称电位减少并达到稳定。
3、电极使用前为何要用pH标准缓冲溶液标定pH计?
一般由于温度的影响、电子元件的老化、玻璃电极产家不一或浸泡时间不一等因素,常使pH计测量结果产生偏差,因此除了用仪器上的温度调节钮对温度进行补偿外,必须在测定之前用标准缓冲溶液进行校正。