分析化学计算

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1、例 计算1.010-4 mol/L NaCN液的pH值。 解：CN-在水中的酸碱平衡为： CN-+H2O HCN+OH- 查表得Ka=6.210-10，故Kb=KW/ Ka=1.610-5。 由于CbKb20Kw，Cb/Kb = 1.010-4 / 1.610-5 500，故应采用近似式计算：,练习：计算0.100mol/L NaAc液的pH值。 查表得：Ka=1.810-5,解：Ac-的水解反应： Ac-+H2O HAc+OH- Kb=KW/ Ka=5.710-10 由于CKb20Kw，C/Kb =0.010/ 5.710-10500，故可按最简式计算：,练习：计算0.10mol/L NH3

2、液的pH值。查表得：Kb=1.810-5,解：由于CKb20Kw，C/Kb =0.010/ 1.810-5 500，故可按最简式计算：,例：计算0.10mol/L H3PO4溶液的pH。 解：查表：Ka1=7.610-3 ， Ka2=6.310-8，Ka3=4.410-13 知： CaKa1 20Kw , , 500,则H3PO4 的酸度可根据近似公式来计算： =2.4102 mol/L, pH=1.62,例：计算0.10mol/L KHC2O4溶液的pH。 已知 Ka1=6.510-2 Ka2=6.110-5 解：由于CKa220KW，C/Ka120，故应用近似式求算,例：计算0.10mol

3、/L NaHCO3溶液的pH。 已知 Ka1=4.210-7 Ka2=5.610-11 解：由于CKa220KW，C/Ka1 20，故应用最简式求算,练习：计算（1）0.10mol/L NaH2PO4液和 （2）0.05mol/L Na2HPO4液的pH值。 查表得：Ka1=7.610-3 Ka2=6.310-8 Ka3=4.410-13,解：（1）由于CKa220KW，C/Ka1 20，故0.10mol/L NaH2PO4应用最简式求算,（2）由于CKa320KW，C/Ka2 20，故0.05mol/L Na2HPO4应用最近似式求算,6、缓冲溶液酸度的计算,缓冲溶液：是一种对溶液的酸度起稳

4、定作用的溶液。 一般是由弱酸及其共轭碱（如HAc+NaAc），或弱碱及其共轭酸（如NH3+NH4Cl）。,缓冲溶液的pH计算公式：,例：计算0.10M NH4Cl-0.20M NH3缓冲溶液的PH值。 解：已知Kb=1.810-5，Ka=Kb/Kw=5.610-10，由于NH4Cl和NH3的浓度均较大，故可按下式计算：,已知Zn2+-NH3溶液中，锌的分析浓度0.020mol/l，游离氨NH3的浓度0.10mol/l，计算溶液中锌氨配合物中各型体的浓度。锌氨配合物的lg1 lg4分别为2.27、4.61、7.01、9.06解：,例：计算pH=5时，EDTA的酸效应系数，若此时EDTA各种型体总

5、浓度为0.02mol/L，求Y4 -,解,例题,计算pH = 9.0, CNH3 = 0.10mol/L,解,Zn(NH3)42+ 的lg 1lg4分别为2.27, 4.61, 7.01, 9.06,计算pH = 11, CNH3 = 0.1mol/L 时lgZn,例题：,计算pH=9.0,CNH3 =0.10mol/L时的lgKZnY,查表,pH = 9.0,查表,pH = 9.0,从前面的例题， pH = 9.0, CNH3 = 0.10 mol/L,解,例题,用0.020 mol / L EDTA 滴定同浓度的Zn 2+。若溶液的pH = 9.0, CNH3 = 0.20，计算化学计量点

6、的pZnsp, pZnsp, pYsp, 及pYsp。,解：化学计量点时,查表和根据前面计算知 pH = 9.0, CNH3 = 0.10 mol/l,例：在pH=10.00的氨性缓冲溶液中，以EBT为指示剂，用0.020mol/L的EDTA滴定0.020mol/L的Zn2+，终点时游离氨的浓度为0.20mol/L，计算终点误差。,解：,例：假设Mg2+和EDTA的浓度皆为0.01mol/L，在pH=6时条件稳定常数KMY为多少？说明此pH值条件下能否用EDTA标液准确滴定Mg2+？若不能滴定，求其允许的最低酸度？,解：,例：用0.02mol/L的EDTA滴定的Pb2+溶液，若要求pPb=0.

7、2,TE% = 0.1%,计算滴定Pb2+的最高酸度?,解：,例：为什么以EDTA滴定Mg2+时，通常在pH=10而不是在pH=5的溶液中进行；但滴定Zn2+时，则可以在pH=5的溶液中进行？,解：,例： 用210-2mol/L的EDTA滴定210-2mol/L的Fe3+溶液，要求pM=0.2，TE%=0.1%，计算滴定适宜酸度范围?,解：,解：,（1）,已知：lgKPbY = 18.0, lgKMgY = 8.7, Ksp,Pb(OH)2 = 10-15.7,能准确滴定,（2）,pHL = 4.4,pHH = 7.0,适宜pH范围为 4.4 7.0,用0.02 mol / L EDTA滴定

8、0.02 mol / L Pb2+和0. 2 mol / L Mg2+混合物中的Pb2+ 。求： （1）能否准确滴定Pb2+ ； （2）适宜的酸度范围； （3） 最佳酸度； （4）若在pH = 5.0 进行滴定，以二甲酚橙作指示剂，终点误差为多少？ （5） 终点时Mg2+被滴定的百分数为多少？ （6）终点时MgY = ?,例题,（3）,查pMep 表，pPbep = 6.2 时,pH0 = 4.5,（4）,pH = 5.0 时，,pPbep = 7.0,（5）,pH = 5.0 时，,pPbep = 7.0,（6）,pH = 5.0 时，,pYep = 10-13.0 mol / L,三、应用

9、实例,例题：将氟离子选择电极和饱和甘汞电极插入100.00mL水样中,用直接电位法测定水样中的Ca2+。25时，测得氟离子电极电位为0.0619V(对SCE),加入0.0731mol/L的NaF标准溶液1.00mL,搅拌平衡后,测得氟离子电极电位为0.0483V(对SCE)。试计算原水样中氟离子浓度？ 解：由标准加入法计算公式 S=0.059/2 c=(Vs cs)/Vo=1.000.0731/100 试样中氟离子浓度为3.87104mol/L。,例题：在0.1000mol/L Fe3+溶液中,插入Pt电极(+)和SCE(-),在25时测得电池电动势为0.395V,问有多少Fe3+被还原成Fe

10、2+? 解: SCEa(Fe3+), a(Fe2+)Pt = 0.77 + 0.059 lg(Fe3+/Fe2+)0.2412 lg(Fe3+/Fe2+) = (0.395+0.24120.771) / 0.059 = 2.254 设有 X % 的 Fe3+ 还原为 Fe2+，则： lg(Fe3+/Fe2+) = lg（1X）/X=2.254 (1-X)/X=0.00557; X=0.557%; 即有约0.56%的Fe3+被还原为Fe2+,例题：测定下列电池电动势为-0.272v，计算Ag2CrO4的Ksp？已知 解：,例题：在25时测得下列电池电动势为0.512V,计算丙酸（HPrO）的解离

11、常数? PtH2(100kPa)HPrO(0.01mol/l),NaPrO(0.05mol/l)SCE 解：,2020/9/9,16章例：已知一色谱柱在某温度下的速率方程的A=0.08cm; B=0.65cm2/s; C=0.003s, 求最佳线速度u和最小塔板高H。,解: H=A+B/u+Cu 欲求 u最佳和H最小,要对速率方程微分,即 dH/dud(A+B/u+Cu)/du-B/u2+C0 最佳线速: u最佳(B/C)1/2 (0.65/0.003)1/214.7cm/s 最小板高: H最小A+2(BC)1/2 0.08+2(0.650.003)1/20.17cm,2020/9/9,例：有

12、一气液色谱柱长4m，在不同线速时，相应的理论塔板数如下：u/cms-1 2.5 4.5 7.5 n 423 405 325 计算（1）最佳线速，（2）在最佳线速时，色谱柱的理论塔板数。 解：(1) 0.95=A+B/2.5+2.5C 0.99=A+B/4.5+4.5C 1.24=A+B/7.5+7.5C A=0.24cm，B=1.06cm2s-1，C=0.115s U=3.04cm/s (2)H(最佳)=0.94cm，n=400/0.94=426,二、KMnO4法,KMnO4，强氧化剂,氧化能力 还原产物,酸性介质,MnO4- + 8 H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O,在H2P2O72-或F-存在时,MnO4- + 8 H+ + 3H2P2O72- + 4e = Mn (H2P2O7)33- + 4H2O,在中性或弱碱性,MnO4- + 2H2O + 3e = MnO2 + 4OH-,在碱性介质,MnO4- + e = MnO42-,