分析化学计算

1、分析化学计算 例例 计算计算1.010-4 mol/L NaCN液的液的pH值。值。-在水中的酸碱平衡为：在水中的酸碱平衡为： CN-+H2O HCN+OH-a=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 . 1245452552pHpOHLmolKCKKOHbbbb分析化学计算 练习：计算练习：计算0.100mol/L NaAc液的液的

2、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. 0610pHpOHLmolKCOHbb分析化学计算练习：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

3、最简式计算：11.1189. 21489. 2/103 . 1108 . 110. 035pHpOHLmolKCOHbb分析化学计算 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. 0212aaaKCK1aaKC分析化学计算 例：计算例：计算0.10mol/L KHC2O4溶

4、液的溶液的pH。已知已知 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. 03225121pHLmolKCKCKHaaa分析化学计算 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 . 4911721pHLmolKKH

5、aa分析化学计算 练习：计算（练习：计算（1）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. 05383121pHLmolKCKCKHaaa分析化学计算（2）由于由于CKa320KW，C/Ka2 20，故，故0.05mol/L Na2HPO4应用

6、最近似式求算应用最近似式求算70. 9/1001. 205. 0)10104 . 405. 0(103 . 6CKw)(CKaKa101413832pHLmolH分析化学计算6、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

7、：已知Kb=1.810-5，Ka=Kb/Kw=5.610-10，由于，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. 9log43NHNHPKpHaHAAaCCpKpHlg分析化学计算已知已知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 . 0

8、10101)/(1010020. 0101153. 51383. 327. 210. 5111)(180. 610. 5210. 54433221232lmolCNHZnLLLlmolCZnLLLLZnniiiNHZnMZnM分析化学计算例：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. 634.101

9、524. 634.101034.105)(101010101010101010101010101HYLmolYYHY/1071002. 0 960. 6)(分析化学计算例题例题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(NH10101010

10、132 . 3)Zn(NH1032 . 3lg)Zn(NH3计算计算pH = 11, CNH3 = 0.1mol/L 时时lg Zn 10. 5)Zn(NH103)(3lgNHZn分析化学计算例题：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(NH3ZnYYZnZnYZnYlglglglglg

11、KKY(H)Zn(NHZn(OH)ZnYZnYlg) 1lg(lglg3KK0 .1228. 1) 11010lg(5 .16lg2 . 32 . 0ZnYK解解分析化学计算H+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

12、计算知查表和根据前面计算知 pH = 9.0, CNH3 = 0.10 mol/l0 .12lgZnYK)lg21psp,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(lgYspspYppYspsppZnpY分析化学计算例：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.

13、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)(lg21spZnZnYsppCKpZn分析化学计算2 .12lg1

14、0EBTZnepKpZnpH时查表可知52. 568. 62 .12lglglgZnEBTZnEBTZnepKKpZn%02. 0%10010101010%37. 900. 217. 017. 0TE17. 069. 552. 5speppZnpZnpZn分析化学计算例：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. 4l

15、g6)(HYpH2663. 469. 8lgMgKMgY无法准确滴定7 . 969. 08lglg小）（应满足pHKMgYHY分析化学计算例：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，得分析化学计算例：为什么以例：为什么以EDTA滴定滴定Mg2+时，通常在时，通常在pH

16、=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：50.16lg69. 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. 650.16lg52ZnYKpHZn分析化学计算例：例： 用用210-2mol/L的的EDTA滴定滴定210-2mol/L的的Fe3

17、+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 . 0MYSPMKCTEpM8lg/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适宜酸度范围为分析化学计算解：解：（1）73 . 97 . 80 .18lgK已知：已知：lgKPbY = 18.0

18、, 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)()(1010112MgMgYMgYHYCKpHL = 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

19、；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Mg2+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 = ?例题例题分析化学计算（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 .

20、7pPbpPbpPbspep%044. 010101010103 .1028 . 08 . 0PbYPb,spKCEpPbpPbt分析化学计算（5）pH = 5.0 时，时，pPbep = 7.0)/1010100 .130 .180 . 722LmolPbKPbYYepPbYepep（3 .4101epMgYepMgYMgYYKYK（6）)/(10103 . 50 .130 . 17 . 82LmolYMgKMgYspspMgYeppH = 5.0 时，时，pYep = 10-13.0 mol / L分析化学计算三、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

21、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SCE),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。

22、lmolccVsx/1087. 3529. 01031. 7) 110(1031. 7) 110(0136. 0)0619. 0(0483. 0441461. 041分析化学计算 例题：在例题：在0.1000mol/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) / 0.05

23、9 = 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=0.557%; 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E分析化学计算 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/AgA

24、g/AgAg/AgAg/Ag-2442100 . 6105 . 2)105656. 1 (CrOAgKl /mol10556. 1Ag808V. 4059. 07995. 05158. 0059. 0AglgAg059lg. 05158V. 0El /mol105 . 2CrO，甘汞CrOAgKsp分析化学计算 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(

25、0.05mol/l)SCE解：解：52/1032. 1lg059. 02lg059. 0270. 02050. 010. 0lg059. 0lg2059. 0270. 012. 02412. 022222aaaaaHHHHHHHHHKKKKccKHHppHVE丙酸钠丙酸钠的缓冲溶液上述电池是丙酸及丙酸分析化学计算2021-11-2016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/