分析化学计算ppt课件.ppt

1、 例例 计算计算1.010-4 mol/L NaCN液的液的pH值。值。解：解：CN-在水中的酸碱平衡为：在水中的酸碱平衡为： CN-+H2O HCN+OH-查表得查表得Ka=6.210-10，故，故Kb=KW/ Ka=1.610-5。由于由于CbKb20Kw，Cb/Kb = 1.010-4 / 1.610-5 500，故应，故应采用近似式计算：采用近似式计算：52. 948. 400.1448. 4/103 . 31000. 1106 . 14)106 . 1 (2106 . 1245452552pHpOHLmolKCKKOHbbbb1 练习：计算练习：计算0.100mol/L NaAc液的

2、液的pH值。值。 查表得：查表得：Ka=1.810-5解：解：Ac-的水解反应：的水解反应： Ac-+H2O HAc+OH- Kb=KW/ Ka=5.710-10由于由于CKb20Kw，C/Kb =0.010/ 5.710-10500，故可按最，故可按最简式计算：简式计算：87. 813. 51413. 5/105 . 7107 . 510. 0610pHpOHLmolKCOHbb2练习：计算练习：计算0.10mol/L NH3液的液的pH值。查表得：值。查表得：Kb=1.810-5解：由于解：由于CKb20Kw，C/Kb =0.010/ 1.810-5500，故可按最简式计算：，故可按最简式

3、计算：11.1189. 21489. 2/103 . 1108 . 110. 035pHpOHLmolKCOHbb3 例：计算例：计算0.10mol/L H3PO4溶液的溶液的pH。解：查表：解：查表：Ka1=7.610-3 ， Ka2=6.310-8，Ka3=4.410-13知：知： CaKa1 20Kw , , 500,则则H3PO4的酸度可根据近似公式来计算：的酸度可根据近似公式来计算： =2.4102 mol/L, pH=1.6224106 . 71123aaaKCKH05. 0212aaaKCK1aaKC4 例：计算例：计算0.10mol/L KHC2O4溶液的溶液的pH。已知已知

4、Ka1=6.510-2 Ka2=6.110-5解：由于解：由于CKa220KW，C/Ka120，故应用近似式求算，故应用近似式求算 80. 2/106 . 110. 0105 . 6105 . 6101 . 610. 03225121pHLmolKCKCKHaaa5 例：计算例：计算0.10mol/L NaHCO3溶液的溶液的pH。已知已知 Ka1=4.210-7 Ka2=5.610-11解：由于解：由于CKa220KW，C/Ka1 20，故应用最简式求算，故应用最简式求算 31. 8/109 . 4106 . 5102 . 4911721pHLmolKKHaa6 练习：计算（练习：计算（1）

5、0.10mol/L NaH2PO4液和液和（2）0.05mol/L Na2HPO4液的液的pH值。值。查表得：查表得：Ka1=7.610-3 Ka2=6.310-8 Ka3=4.410-13解：解：（1）由于由于CKa220KW，C/Ka1 20，故，故0.10mol/L NaH2PO4应用最简式求算应用最简式求算68. 4/1011. 2106 . 71 . 0103 . 6106 . 710. 05383121pHLmolKCKCKHaaa7（2）由于由于CKa320KW，C/Ka2 20，故，故0.05mol/L Na2HPO4应用最近似式求算应用最近似式求算70. 9/1001. 20

6、5. 0)10104 . 405. 0(103 . 6CKw)(CKaKa101413832pHLmolH86、缓冲溶液酸度的计算、缓冲溶液酸度的计算缓冲溶液：是一种对溶液的酸度起稳定作用的溶液。缓冲溶液：是一种对溶液的酸度起稳定作用的溶液。 一般是由弱酸及其共轭碱（如一般是由弱酸及其共轭碱（如HAc+NaAc），或弱碱及其），或弱碱及其共轭酸（如共轭酸（如NH3+NH4Cl）。）。缓冲溶液的缓冲溶液的pH计算公式：计算公式： 例：计算例：计算0.10M NH4Cl-0.20M NH3缓冲溶液的缓冲溶液的PH值。值。 解：已知解：已知Kb=1.810-5，Ka=Kb/Kw=5.610-10，由

7、于，由于NH4Cl和和NH3的浓度均较大，故可按下式计算：的浓度均较大，故可按下式计算：56. 910. 020. 0log26. 9log43NHNHPKpHaHAAaCCpKpHlg9已知已知Zn2+-NH3溶液中，锌的分析浓度溶液中，锌的分析浓度0.020mol/l，游离氨，游离氨NH3的浓度的浓度0.10mol/l，计算溶液中锌氨配合物中各型体，计算溶液中锌氨配合物中各型体的浓度。的浓度。锌氨配合物的锌氨配合物的lg1 lg4分别为分别为2.27、4.61、7.01、9.06解：解：)/(10)(101 . 010101)/(1010020. 0101153. 51383. 327.

8、210. 5111)(180. 610. 5210. 54433221232lmolCNHZnLLLlmolCZnLLLLZnniiiNHZnMZnM10例：计算例：计算pH=5时，时，EDTA的酸效应系数，若此时的酸效应系数，若此时EDTA各种各种型体总浓度为型体总浓度为0.02mol/L，求，求Y4 - 解6 . 69 . 06 . 107. 275. 224. 634.10306 . 107. 275. 224. 634.102507. 275. 224. 634.102075. 224. 634.101524. 634.101034.105)(101010101010101010101

9、010101HYLmolYYHY/1071002. 0 960. 6)(11例题例题Zn2+YZnYOH-NH3H+NH4+计算计算pH = 9.0, CNH3 = 0.10mol/L解解Zn(NH3)42+ 的的lg 1lg 4分别为分别为2.27, 4.61, 7.01, 9.06 52.037.000.937.9(H)NH10101101H113aK52.152.000.1(H)NHNH31010NH33C08.606.956.401.704.361.452.127.2)Zn(NH10101010132 . 3)Zn(NH1032 . 3lg)Zn(NH3计算计算pH = 11, CNH

10、3 = 0.1mol/L 时时lg Zn 10. 5)Zn(NH103)(3lgNHZn12例题：例题： 计算计算pH = 9.0, CNH3 = 0.10mol/L 时的时的 lgKZnY H+NH4+Zn2+YZnYOH-NH3H+查表查表 pH = 9.0, 28. 1lgY(H)查表查表 pH = 9.0, 2 . 0lgZn(OH)从前面的例题，从前面的例题， pH = 9.0, CNH3 = 0.10 mol/L2 . 3lg)Zn(NH3ZnYYZnZnYZnYlglglglglgKKY(H)Zn(NHZn(OH)ZnYZnYlg) 1lg(lglg3KK0 .1228. 1)

11、11010lg(5 .16lg2 . 32 . 0ZnYK解解13H+N H4+Zn2+YZnYO H-N H3H+例题例题用用0.020 mol / L EDTA 滴定同浓度的滴定同浓度的Zn 2+。若溶液的。若溶液的pH = 9.0, CNH3 = 0.20，计算化学计量点的，计算化学计量点的pZnsp, pZnsp, pYsp, 及及pYsp。解：化学计量点时解：化学计量点时)/(10. 03LmolCNH)/(010. 0LmolCY)/(010. 0LmolCZn查表和根据前面计算知查表和根据前面计算知 pH = 9.0, CNH3 = 0.10 mol/l0 .12lgZnYK)l

12、g21psp,MMYpCKMsp（0 . 7) 0 . 20 .1221（spnpZ0 . 7spspnpZYp3 . 1lgY(H)2 . 0lgZn(OH)2 . 3lg)Zn(NH3ZnZnZn222 .10) 2 . 30 . 7(lgZnspspnpZpZnYYY3.8)3.10.7(lgYspspYppYspsppZnpY14例：在例：在pH=10.00的氨性缓冲溶液中，以的氨性缓冲溶液中，以EBT为指示剂，用为指示剂，用0.020mol/L的的EDTA滴定滴定0.020mol/L的的Zn2+，终点时游离，终点时游离氨的浓度为氨的浓度为0.20mol/L，计算终点误差。，计算终点误

13、差。解：4 . 2lg45. 0lg10)(）（，时，已知OHZnHYpH68. 65446. 9331. 7261. 437. 2)(101078. 420. 01020. 01020. 01020. 01013NHZn68. 64 . 268. 6)()(101101013OHZnNHZnZn37. 968. 645. 05 .16lglglglg)(ZnHYZnYZnYKK69. 5)237. 9(21)(lg21spZnZnYsppCKpZn152 .12lg10EBTZnepKpZnpH时查表可知52. 568. 62 .12lglglgZnEBTZnEBTZnepKKpZn%02.

14、 0%10010101010%37. 900. 217. 017. 0TE17. 069. 552. 5speppZnpZnpZn16例：假设例：假设Mg2+和和EDTA的浓度皆为的浓度皆为0.01mol/L，在，在pH=6时条时条件稳定常数件稳定常数KMY为多少？说明此为多少？说明此pH值条件下能否用值条件下能否用EDTA标液准确滴定标液准确滴定Mg2+？若不能滴定，求其允许的最低酸度？若不能滴定，求其允许的最低酸度？解：69. 8lgMgYK已知63. 4lg6)(HYpH2663. 469. 8lgMgKMgY无法准确滴定7 . 969. 08lglg小）（应满足pHKMgYHY17例：

15、用例：用0.02mol/L的的EDTA滴定的滴定的Pb2 +溶液，若要求溶液，若要求pPb=0.2,TE% = 0.1%,计算滴定计算滴定Pb2+的最高酸度的最高酸度?解：适用（判别式，6)lg%1 . 0%2 . 0MYSPMKCTEpM8202. 0lg6lgPbYK04.10804.18lglglg)(PbYPbYHYKK2 . 32 . 3pHpH最高酸度查表，得18例：为什么以例：为什么以EDTA滴定滴定Mg2+时，通常在时，通常在pH=10而不是在而不是在pH=5的溶液中进行；但滴定的溶液中进行；但滴定Zn2+时，则可以在时，则可以在pH=5的溶的溶液中进行？液中进行？解：50.1

16、6lg69. 8lgZnYMgYKK，已知45.0lg1045.6lg5）（）（，时时，HYHYpHpH)(lglglgHYMYMYKK根据可以准确滴定无法准确滴定：滴定824. 845. 069. 8lg10824. 245. 669. 8lg52MgYMgYKpHKpHMg可以准确滴定时：滴定805.1045. 650.16lg52ZnYKpHZn19例：例： 用用210-2mol/L的的EDTA滴定滴定210-2mol/L的的Fe3+溶液，溶液，要求要求pM=0.2，TE%=0.1%，计算滴定适宜酸度范围，计算滴定适宜酸度范围?解：适用（判别式，6)lg%1 . 0%2 . 0MYSPM

17、KCTEpM8lg/01. 0202. 06lgFeYSPFeYFeYSPFeYKLmolCKC，）（由1 .1781 .25lglglg)(FeYFeYHYKK2 . 1pH最高酸度查表9 .11324 .3733310102103FeSPSPCKFeKOH水解酸度）( 1 . 29 .1114pH1 . 22 . 1pH适宜酸度范围为20解：解：（1）73 . 97 . 80 .18lgK已知：已知：lgKPbY = 18.0, lgKMgY = 8.7, Ksp,Pb(OH)2 = 10-15.7能准确滴定能准确滴定（2）7 . 70 . 17 . 8)()(1010112MgMgYMg

18、YHYCKpHL = 4.40 . 77 .15)(100 . 102. 010OH22PbOHspPbCKpHH = 7.0适宜适宜pH范围为范围为 4.4 7.0用用0.02 mol / L EDTA滴定滴定 0.02 mol / L Pb2+和和0. 2 mol / L Mg2+混合物中混合物中的的Pb2+ 。求：。求： （1）能否准确滴定）能否准确滴定Pb2+ ； （2）适宜的酸度范围；）适宜的酸度范围； （3） 最佳酸度；最佳酸度； （4）若在）若在pH = 5.0 进行滴定，以二进行滴定，以二甲酚橙作指示剂，终点误差为多少？甲酚橙作指示剂，终点误差为多少？ （5） 终点时终点时Mg

19、2+被滴定的百分数被滴定的百分数为多少？为多少？ （6）终点时）终点时MgY = ?例题例题21（3）3 .107 . 70 .18lglglgY(Mg)PbYPbYKK2 .6)0 .23 .1021)lg21pPbsp,Pb（pCKPbYsp1PbepsppPbpPb查查pMep 表，表，pPbep = 6.2 时时 pH0 = 4.5（4） pH = 5.0 时，时，pPbep = 7.08 . 02 . 60 . 7pPbpPbpPbspep%044. 010101010103 .1028 . 08 . 0PbYPb,spKCEpPbpPbt22（5）pH = 5.0 时，时，pPbe

20、p = 7.0)/1010100 .130 .180 . 722LmolPbKPbYYepPbYepep（3 .4101epMgYepMgYMgYYKYK（6）)/(10103 . 50 .130 . 17 . 82LmolYMgKMgYspspMgYeppH = 5.0 时，时，pYep = 10-13.0 mol / L23三、应用实例三、应用实例 例题：例题：将氟离子选择电极和饱和甘汞电极插入将氟离子选择电极和饱和甘汞电极插入100.00mL水样中水样中,用直接电位法测定水样中的用直接电位法测定水样中的Ca2+。25时，测得氟离子时，测得氟离子电极电位电极电位为为0.0619V(对对SC

21、E),加入加入0.0731mol/L的的NaF标准溶液标准溶液1.00mL,搅拌平衡后搅拌平衡后,测测得氟离子得氟离子电极电位电极电位为为0.0483V(对对SCE)。试计算原水样中氟离子浓度？。试计算原水样中氟离子浓度？解：由标准加入法计算公式解：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试样中氟离子浓度为3.87104mol/L。lmolccVsx/1087. 3529. 01031. 7) 110(1031. 7) 110(0136. 0)0619. 0(0483. 0441461. 04124 例题：在例题：在0

22、.1000mol/L Fe3+溶液中溶液中,插入插入Pt电极电极(+)和和SCE(-),在在25时测得电池电动势为时测得电池电动势为0.395V,问有多少问有多少Fe3+被还原成被还原成Fe2+?解解: 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 设有设有 X % 的的 Fe3+ 还原为还原为 Fe2+，则：，则： lg(Fe3+/Fe2+) = lg（1X）/X=2.254 (1-X)/X=0.00557; X=0.55

23、7%; 即有约即有约0.56%的的Fe3+被还原为被还原为Fe2+甘汞铂电极E25 例题：测定下列电池电动势为例题：测定下列电池电动势为-0.272v，计算，计算Ag2CrO4的的Ksp？已知？已知解：解：)( ) l /mol105 . 2(CrOCrOAg -)Ag(22442饱和甘汞电极，0.2412V,799. 0/甘汞VAgAg12-22542sp5Ag/AgAg/AgAg/AgAg/AgAg/AgAg/Ag-2442100 . 6105 . 2)105656. 1 (CrOAgKl /mol10556. 1Ag808V. 4059. 07995. 05158. 0059. 0Agl

24、gAg059lg. 05158V. 0El /mol105 . 2CrO，甘汞CrOAgKsp26 例题：在例题：在25时测得下列电池电动势为时测得下列电池电动势为0.512V,计算丙酸计算丙酸（HPrO）的解离常数）的解离常数? PtHH2 2(100kPa)HPrO(0.01mol/l),NaPrO(0.05mol/l)(100kPa)HPrO(0.01mol/l),NaPrO(0.05mol/l)SCE解：解：52/1032. 1lg059. 02lg059. 0270. 02050. 010. 0lg059. 0lg2059. 0270. 012. 02412. 022222aaaaa

25、HHHHHHHHHKKKKccKHHppHVE丙酸钠丙酸钠的缓冲溶液上述电池是丙酸及丙酸272022-4-2716章例：已知一色谱柱在某温度下的速率方程的章例：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, 求最佳线速度求最佳线速度u和最小塔板高和最小塔板高H。 解解: H=A+B/u+Cu欲求欲求 u最佳和最佳和H最小最小,要对速率方程微分要对速率方程微分,即即 dH/dud(A+B/u+Cu)/du-B/u2+C0最佳线速最佳线速: u最佳最佳(B/C)1/2 (0.65/0.003)1/214.7cm/s最小板高最小板高: H最小最小A

26、+2(BC)1/2 0.08+2(0.650.003)1/20.17cm282022-4-27例：有一气液色谱柱长例：有一气液色谱柱长4m，在不同线速时，相应的，在不同线速时，相应的理论塔板数如下：理论塔板数如下：u/cms-1 2.5 4.5 7.5 n 423 405 325计算（计算（1）最佳线速，（）最佳线速，（2）在最佳线速时，色谱柱）在最佳线速时，色谱柱的理论塔板数。的理论塔板数。解：解：(1)0.95=A+B/2.5+2.5C0.99=A+B/4.5+4.5C1.24=A+B/7.5+7.5CA=0.24cm，B=1.06cm2s-1，C=0.115sU=3.04cm/s(2)H(最佳最佳)=0.94cm，n=400/0.94=42629二、二、KMnO4法法KMnO4，强氧化剂，强氧化剂氧化能力氧化能力 还原产物还原产物与与pH有关有关酸性介质酸性介质MnO4- + 8 H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O在在H2P2O72-或或F-存在时存在时MnO4- + 8 H+ + 3H2P2O72- + 4e = Mn (H2P2O7)33- + 4H2O在中性或弱碱性在中性或弱碱性MnO4- + 2H2O + 3e = MnO2 + 4OH- 在碱性介质在碱性介质MnO4- + e = MnO42- v70. 1v56. 0v59. 0v51. 130