厦门大学分析化学课程作业006 参考答案

cAc- = y - 0.2 mol L1
[注：可以考虑滴定反应完全时体积为 50 mL。考虑到共轭酸碱对具有抗稀释的
作用，是否考虑体积的变化对结果的影响不显著。] 按最简式计算：
pH pK a lg
滴定反应前
cb ca y x
5.00 4.76 lg
（1）
产生 1.0 m mol L1 H+，使反应体系 pH 下降 0.30 个单位，则有：

10-2.00
10-2.00 0.10 0.079 mol L-1 10-2.00 10-2.35
0.079 100 7.9 mL 1.0 m(H+A-) = cVM=0.10×100×10-3×75.70=0.75(g) V ( HCl ) (2) 配制 pH=10.00 的缓冲溶液，应加入 NaOH
pH pK a1 lg ] [ HCO3 1.4 10 5 6.29 6.38 [ H 2 CO3 ] 1.7 10 5
2 2 3 2
忽略[H+]，得：
pH pK a Biblioteka Baidu lg
cb OH ca OH
得 10 9.78 lg
y 0.0001 0.1 y 0.0001
解得： y = 0.062 mol L1 ，所以需加入的 NaOH 为 6.2 mL。
pH = 4.71
3.24 配制 pH 为 2.00 和 10.00 的氨基乙酸缓冲溶液各 100 mL，其缓冲物质总浓 度 为 0.10 mol L1 。 问 需 分 别 称 取 氨 基 乙 酸 （ NH 2CH 2COOH ） 多 少 克 ？ 加
1.0 mol L1 HCl 或 1.0 mol L1 NaOH 各多少毫升？
y 0.2 x 0.2 解方程（1） ， （2）可得：
4.7 4.76 lg
（2）
x = 0.43 mol L1 y = 0.75 mol L1
应加入：
厦门大学分析化学课程
m( NaAc 3 H 2O ) 1.0 0.75 136 102 g V( HAc ) 1.0 0.43 /17 0.025L 25mL
另解： （1）配制 2.00 的缓冲溶液，应加入 HCl 为 c(HCl)
PBE ：[H+]+[H2A+]=[A-]+[OH-]+c(HCl)
忽略[A-]和[OH-], 则
厦门大学分析化学课程
[ H ]c c( HCl ) [ H ] [ H 2 A ] [ H ] [ H ] K a1
厦门大学分析化学课程
作业 006 部分参考答案
A 1．ACT p.107 ：3.19, 3.23 (3), 3.24, 3.25
3.19 某溶液中含有 HAc，NaAc 和 Na2C2O4，其浓度分别为 0.80，0.29 和 1.0×10-4mol.L-1. 计算此溶液中 C2O42-的平衡浓度。 解： HAc pKa = 4.76 H2C2O4 pKa1 = 1.25 pKa2 = 4.29 HAc，NaAc 组成的缓冲溶液：
pH pK a lg
cb ca
cb 10 pH pKa 105.00 4.76 1.74 ca c ca cb ca 1.74ca ca 0.12 0.044 mol.L-1 2.74
50 M (NaAc3H 2 O) 5 1.74 0.044 10 136 104g

] [ H ] Ka1 Ka1Ka2
10 107.002 10 0.81 6.387.00 106.3810.25
7.006.38
] c 5 5 -1 [ HCO3 HCO 1.7 10 0.81 1.4 10 mol L
1.0 109.78 0.10 0.062 mol L1 10 9.78 1.0 10 1.0 10
V ( NaOH )
0.067 100 6.7 mL 1.0 m(H+A-)=0.75g
3.25 某滴定反应过程中会产生 1.0 mmol H+, 现加入 5.0 mL pH 为 5.00 的
3.23 计算下列溶液的 pH： （3）50 mL 0.10 mol L 解：反应后生成 100ml 由 H3PO4
1
H3PO4 + 50mL 0.10 mol L NaOH
1
0.05 mol.L-1 的 NaH2PO4 溶液
K a1 6.9 103 ， K a 2 6.2 108 ， K a 3 4.8 1013 可知：
c a /(
[H + ]2 [H + ]1 ) [H + ]2 K a [H + ]1 K a
104.70 105.00 0.020 /( 4.70 ) 104.76 105.00 104.76 10 0.12 mol.L1
厦门大学分析化学课程
根据 得
HAc-Ac-缓冲溶液控制溶液的酸度。如欲使反应体系的 pH 下降不超过 0.30 个单
位，该缓冲溶液中的 HAc 和 Ac-各为多少？若配制此溶液 1.0L，应加入多少克
NaAc 3H2O 和多少毫升冰醋酸（17 mol L1 ）？
解-1 滴定至终点时体系的总体为 50 mL. 1.0 mmol a 0.020 mol.L1 50 mL 根据 a c 得
We get
厦门大学分析化学课程
[CO2(aq) H 2 CO3 ] 0.0344 PCO 0.002 0.0344 PCO 1.7 10 5 mol/L
2 2
For Ka1 >> Ka2, we can treat H2CO3 as a monoprotic acid.
SOLUTION (a) PCO2 changes with time and place. Take pCO2 = 0.0005 bars (0.05% in the air) For
K [CO 2 (aq )] 0.0344 PCO 2
and K
[ H 2 CO3 ] 0.002 [CO 2 (aq )]
厦门大学分析化学课程
解：需称取的氨基乙酸的量为： m( NH2CH2COOH) 氨基乙酸 pKa1 = 2.35 pKa2 = 9.78；
0.1100 75 0.75 g 。 1000
欲配制 pH = 2.00 的缓冲溶液， 加入酸后形成 NH 3+ CH 2 COOH 与 NH 3+ CH 2COO- 共 扼酸碱体系。 假设加入酸后 c( NH + CH COOH) x mol L1 ，则 c( NH + CH COO- ) 0.1 x mol L1
3
Fraction in the form CO32-
CO [ H
2 3
2
Ka1Ka2

] [ H ] Ka1 Ka1Ka2
10 107.002 10 4.5 10 4 6.387.00 106.3810.25
6.3810.25
[CO32 ] c CO2 1.7 105 4.5 104 7.6 109 mol L-1
3
Fraction in the form CO2+H2CO3 :
H CO CO [ H
2 3 2
[ H ]2
2
] [ H ] Ka1 Ka1Ka2
107.002 1010 0.19 6.387.00 106.3810.25
7.002
When regaining equilibrium with CO2,
[ H ] (c [ H ] ) K a
Solve equation, find [H+] = 2.4 10-7 mol L-1 pH = 5.62 At pH=7.00, Fraction in the form HCO3-
HCO [ H
3
2
[ H ] Ka1
3 2 3 2
由于是酸性溶液，忽略[OH-]，得：
pH pK a1 lg
+ cb H + ca H
得 2 2.35 lg
0.1 x 0.02 x 0.02
解得 x =0.079 mol L1 ，需加入的盐酸量为：
0.079 mol L1 ×0.1L/1=0.0079L=7.9mL
m(NaAc3H 2 O) 1.74ca
v(HAc)
解-2
ca 0.044 10 10 0.025 L 25 mL 17 c( HAc)0
假设缓冲溶液中 HAc 和 Ac-的浓度分别为 x，y mol L1 。 产生 1.0 m mol H+后， cHAc = x + 1.0/5.0 = x + 0.2 mol L1
K a1 K a 2 ，故[H2PO4-] c K a 2 K a 3 ，故[PO43-]可忽略 c K a 2 6.2 108 0.05 3.1109 Kw
c / K a1
+ 故： H
0.05 7.25 20 6.9 103 K a 2 c 3.1109 1.94 105 mol L1 1 c / K a1 1 7.25
[CO2(aq) H 2 CO3 ] 1.7 10 5 mol/L
We know that [HCO3-] = 1.4 10-5 mol·L-1 [CO32-] = 7.6×10-9 mol·L-1. For [CO32-]<<[HCO3-], [CO32-]<<[H2CO3], So the major species are HCO3- , H2CO3 , which form a buffered solution.
同 理 ， 配 制 pH = 10.00 的 缓 冲 溶 液 ， 加 入 碱 后 形 成 NH 3 CH 2COO 与
NH 2CH 2COO 共扼酸碱体系。
假设加入碱后 cNH CH COO y mol L1 ，则 c( NH CH COO ) 0.1 y mol L1 。
零水准：c(NaOH) , H+A-, H2O
PBE : c(NaOH) + [H+]+[H2A+] = [A-]+[OH-]
忽略[H+]和[H2A+],
c( NaOH ) [OH - ] [ A- ] [OH - ] 1.0 104 K a 2 c [H ] Ka2
Ca 0.80 4.76 104.32 H C K a 0.29 10 b
101.25 4.29 24 C O C 1.0 10 2 4 C2 O 42C2 O 42104.322 104.321.25 101.25 4.29 1.0 104 0.516 5.2 105 mol L1
B
2. 阅读下列文献完成下列习题： Calculate the pH of each of the following solution: (a) Water in equilibrium with CO2 of the air; pKa1 = 6.38, pKa2 = 10.25. (b) Water as in part (a) brought to pH = 7.00 with NaOH and allowed to regain equilibrium with CO2. From Harris DC Sixth Ed.