(1)pH 1.00+pH 2.00; (2)pH1.00+pH5.00;(3)pH13.00+pH1.00;
(4)pH 14.00+pH 1.00;(5)pH 5.00+pH 9.00。 解:(1)
?H???10?1?V?102V?2?V?0.055
pH?1.26(2)
?H???10?1?V?102V+
?5?V?0.05
pH?1.30(3)pH=13.00 〔H〕=10
pH=1.00 〔H+〕=10-1
-13
〔OH〕=10
--1
H+ + OH- →H2O pH=7.00 (4) pH=14.00 〔OH-〕=1.0
pH=1.00 〔H〕=10
?+-1
?OH??1.0?VpH?13.65?0.1?V2V?0.45
(5) pH=5.00 〔H〕=10
pH=9.00 〔H+〕=10-9 〔OH-〕= 10-5 +
H+ OH- →H2O pH=7.00
4.14 欲配制pH=10.0的缓冲溶液1 L。用了16.0mol·L-1氨水420mL,需加NH4C1多少克? 解:设需加NH4C1m克
c(NH3)?16.0?0.4201.0m10?10?14+-5
?6.72
?1010?4。74?53.496.72m=65.4g
4.15 欲配制500 mLpH=5.0的缓冲溶液,用了6 mol·L-1HOAc 34 mL,需加NaOAc·3H2O多少克?
解:设需加NaOAc·3H2Om克
6?0.034?5?4.74 10?10?0.50m136.080.50
m=202.1g
4.16 需配制pH=5.2的溶液,应在1 L 0.01 mol·L-1苯甲酸中加人多少克苯甲酸钠?
解:需加苯甲酸钠m克
10?5。2?10?4。21?0.01m144.09
m=14.2g
4.17 需要pH=4.1的缓冲溶液,分别以HOAc十NaOAc和苯甲酸+苯甲酸钠(HB+NaB)配制。试求[NaOAc]/[HOAc]和[NaB]/[HB],若两种缓冲溶液的酸的浓度都为0.1mol·L,哪种缓冲溶液更好?解释之。
解: HAc-NaAc 10?4.1-1
?10?4.74?c(HAc)c(NaAc)c(HAc)c(NaAc)?0.23
HB-NaB 10?4.1?10?4.21?c(HB)c(NaB)cacbc(HB)c(NaB)?0.78
用HB?NaB好,因为?1,容量大。
4.18 将一弱碱0.950g溶解成100mL溶液,其pH为11.0,已知该弱碱的相对分子质量为125,求弱碱的pKb。 解:
0.950cb?125?0.076mol?L?10.10pH?11.0?cb比较大?10?3?OH??10??3
Kb?0.076?5
?Kb?1.32?10pKb?4.88习题4-2
4.1 用0.01000mol·L-1HNO3溶液滴定20.00mL0.01000 mol·L-1NaOH溶液时,化学计量点时pH为多少?化学计量点附近的滴定突跃为多少?应选用何种指示剂指示终点?
解:HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O 化学计量点的pH=7.00 计量点前NaOH剩余0.1﹪时
?OH???0.01000?0.0220.00?19.98?5.00?10?6
pH=8.70
计量点后,HNO3过量0.02mL
?H???0.01000?0.0220.00?20.02?5.0?10?6
pH=5.30
滴定突跃为8.70-5.30,选中性红为指示剂
4.2 某弱酸的pKa=9.21,现有其共轭碱NaA溶液20.00 mL浓度为0.1000 mol·L,当用0.1000mol·L-1HCI溶液滴定时,化学计量点的pH为多少?化学计量点附近的滴定突跃为多少?应选用何种指示剂指示终点?
解:计量点时 HCl + NaA → NaCl + HA
c(HA)=0.05000mol·L-1 cKa??-1
0.050000-9.21
Ka=0.05000×10﹥10Kw ?105 c·?9.21104. H???0.050000?10?9.21?5.55?10?6
pH=5.26
计量点前NaOH剩余0.1﹪时 c(A-)= ?H?0.02?0.1000?20.00?19.980.050?9.21?7?10??6.16?10 ?55.00?10?5.00?10?5 c(HA)=
19.98?0.100020.00?19.98?0.050
pH=6.21
计量点后,HCl过量0.02mL ?H???0.02?0.100020.00?20.02?5.00?10?5
pH=4.30
滴定突跃为6.21-4.30,选甲基红为指示剂。
4.3 如以0.2000mol·L-1NaOH标准溶液滴定0.2000mol·L-1邻苯二甲酸氢钾溶液,化学计量点时的pH为多少?化学计量点附近滴定突跃为多少?应选用何种指示剂指示终点?
解:计量点时产物为邻苯二甲酸钾钠
c(邻苯二甲酸钾钠)=0.1000mol·L-1 c?0.1000010?8.64Kb1?105c?Kb1?0.10000?10?8.64?4.73?8.64?10Kw
OH????0.10000?10?10
pH=9.27
计量点前NaOH剩余0.1﹪时 c(邻苯二甲酸氢钾)=c(邻苯二甲酸钾钠)= ?H0.02?0.200020.00?19.98?1.00?10?0.10
?4
19.98?0.200020.00?19.98?4???10?5.54?1.00?100.10?2.9?10?9
pH=8.54
计量点后,HCl过量0.02mL ?H???0.02?0.200020.00?20.02?1.00?10?4
pH=4.00
滴定突跃为8.54-4.00,选酚酞为指示剂。
4.4 用0.1000 mol·L-1NaOH溶液滴定0.1000 mol·L-1酒石酸溶液时,有几个滴定突跃?在第二化学计量点时pH为多少?应选用什么指示剂指示终点?
解:酒石酸 pKa=3.04 pK1a2=4.37
Ka1Ka2?10?8
?c?Ka1?10?3.04?0.100?10?9?1010?3.04?4.37?104
又?c?Ka2?0.1000?10?4.37∴酒石酸不能分步滴定,由于第二步能准确滴定,因此只有一个突跃。 第二个化学计量点时 ,酒石酸根离子的浓度为0.03333mol·L
cKb1?0.0333310??9.63-1
??105c?Kb1?0.03333?10?9.21?9.21
?OH??0.03333?10?2.78?10?6 pOH=5.56 PH=8.44
选用百里酚蓝为指示剂。
4.5 有一三元酸,其pK1=2,pK2=6,pK3=12。用NaOH溶液滴定时,第一和第二化学计量点的pH分别为多少?两个化学计量点附近有无滴定突跃?可选用何种指示剂指示终点?能否直接滴定至酸的质子全部被中和? 解:pHsp1=pHsp2=
1212( pK1+ pK2)=
12(2+6)=4.0
( pK2+ pK3)=
12(6+12)=9.0
?
k1k2?10, 且ck1﹥10-8,符合分别滴定条件,故,第一化学计量点附近有pH突跃,
4应选甲基橙或甲基红为指示剂。
?
k2k3?10﹥104, 且ck2﹥10-8,符合分别滴定条件,故,第二化学计量点附近也有
6pH突跃,应选酚酞为指示剂。
?k3=10, 太小,不能满足准确,滴定条件,故,第三化学计量点附近无pH突跃,既
-12
不能滴至酸的质子全部被中和。
习题4-3