分析化学几道题（不难）1一含有0.1mol/L的一氯乙酸和0.2mol/L的H3BO3的混合溶液,现用0.1mol/L的NaOH溶液滴定一氯乙酸,则计量点的pH是多少?2用1mol/L的NaOH溶液滴定50mlH2SO4和H3PO4的混合溶液,当用26ml

Question

分析化学几道题（不难）
1 一含有0.1mol/L的一氯乙酸和0.2mol/L的H3BO3的混合溶液,现用0.1mol/L的NaOH溶液滴定一氯乙酸,则计量点的pH是多少?
2 用1mol/L的NaOH溶液滴定50mlH2SO4和H3PO4的混合溶液,当用26ml的NaOH时,pH为7.21,当用30ml的NaOH时,pH为9.78,计算混合溶液中H2SO4和H3PO4的浓度各是多少?

Answer 1

1 一含有0.1mol/L的一氯乙酸和0.2mol/L的H3BO3的混合溶液,现用0.1mol/L的NaOH溶液滴定一氯乙酸,则计量点的pH是多少?
一氯乙酸 Ka=1.36x10^-3 ===> Kb=Kw/Ka=7.35x10^-11
ClAc- + H2O ClAcH + OH-
Kb=Kw/Ka=7.35x10^-11=[OH-]^2/0.05
[OH-]=1.92x10^-6 ===>pH=8.28
又,H3BO3 Ka=5.81x10-10=[H+]^2/0.1
[H+]=7.62x10^-6 ===> pH=5.12
所以,不等一氯乙酸被完全定量滴定,在pH=5.12时,硼酸开始与滴定液反应.（不应该用这种方法来滴定一氯乙酸---（1）没有突跃终点,（2）误差太大）
2.当溶液pH为7.21 和pH为9.78时,H2SO4已经被完全滴定,磷酸也被滴定至混合物H2PO4-/HPO42-.
所以,在pH为7.21时有
（1） 7.21 = pKa2 + log([HPO42-]/[H2PO4-]）= 7.20 + log([HPO42-]/[H2PO4-]）
[HPO42-]/[H2PO4-]= 1.02
在pH为9.78时有
（2） 9.78 = pKa2 + log([HPO42-]'/[H2PO4-]'）= 7.20 + log([HPO42-]'/[H2PO4-]'）
[HPO42-]'/[H2PO4-]'= 380
设50ml混合溶液中含硫酸的量 X 摩尔, 磷酸的量为 Y 摩尔. 那么就有：
在pH为7.21时, 中和硫酸用掉了2X 摩尔的NaOH;中和磷酸到H2PO4-用掉了Y 摩尔的NaOH.剩余的NaOH （摩尔=0.026-2X-Y）被用来滴定（H2PO4-）,产生等量的（HPO42-）,并剩有（H2PO4-）量= Y-(0.026-2X-Y)=2X-0.026.
从（1）有 1.02 =（HPO42-)/(H2PO4-)=(0.026-2X-Y)/(2X-0.026)
同理,pH为9.78 有 380= (0.03-2X-Y)/(2X-0.03)
解联立方程组：
1.02 =(0.026-2X-Y)/(2X-0.026)
380= (0.03-2X-Y)/(2X-0.03)
求出 X, Y
和H2SO4和H3PO4的浓度各是 X/0.05 和 Y/0.05 (mol/L)