1.寫出下列溶液的質子條件式。
a.c1 mol·l-l nh3 + c2 mol·l-l nh4cl;
b. c1 mol·l-l naoh + c2 mol·l-l h3bo3;
c.c1 mol·l-l)h3po4 + c2 mol·l-l hcooh;
d. 0.010mol·l-lfecl.
解:a. 對於共軛體系,由於構成了緩衝溶液,所以可以將其視為由強酸(hcl和弱鹼(nh3)反應而來,所以參考水準選為hcl, nh3和h2o
質子條件式為:[ h+ ] + [nh4+] = [cl-] + [oh-]
或[ h+ ] + [nh4+] = c2 + [oh-]
b. [ h+ ] + c1 = [h2bo32-]+ [oh-]
c. 直接取參考水平:h3po4 , hcooh , h2o
質子條件式:[h+] = [h2po4-] + 2[hpo42-] + 3[po43-] + [hcoo-]+[oh-]
d. [ h+ ] + [fe(oh)2+]+ 2[fe(oh)2+] = [oh-]
2. 計算下列各溶液的ph。
a. 0.20 mol·l-1h3po4; b.0.10 mol·l-1h3bo4;
c. 0.10 mol·l-1h2so4; d. 0.10 mol·l-1三乙醇胺;
e.5×10-8 mol·l-1hcl;
3. 計算下列各溶液的ph。
a. 0.050 mol·l-1naacb. 0.050 mol·l-1nh4no3;
c. 0.10 mol·l-1nh4***. 0.050 mol·l-1k2hpo4;
e. 0.050 mol·l-1氨基乙酸; f. 0.10 mol·l-1na2s;
g. 0.010 mol·l-1h2o2溶液;
h. 0.050 mol·l-1ch3ch2nh3+和0.050 mol·l-1nh4cl的混合溶液;
i.0.060 mol·l-l hci和0.050 mol·l-l氯乙酸鈉(clch2coona)混合溶液。
解:a.對於醋酸而言,kb = kw / ka = 5.6 10-10
應為ckb = 5.6 10-105 10-2 = 2.8 10-11> 10kw
c/kb> 100
故使用最簡式;
[oh-] = = 5.2910-6
ph = 14 – poh = 8.72
b. nh4no3為一元弱鹼,nh4+ ka』 = 5.6 10-10
c. nh4+ ka』 = 5.6 10-10
hcn ka = 6.2. 10-10
cka』 > 10kw c > 10 ka
由近似公式可以得到:
[h+] = = = 5.8910-10
ph = 10 – 0.77 = 9.23
d.e. 氨基乙酸一端羧基顯酸性,一端氨基顯鹼性,ka1 = 4.510-3 , ka2 = 2.5 10-10
c/ka2> 100 且c > 10 ka1
所以[h+] = = = 1.06 10-6
ph = 6-0.03 = 5.97
g. 對於雙氧水而言,ka = 1.8 10-12
cka < 10kw c/ka> 100
所以可以計算氫離子濃度
[h+] = = = 1.67 10-7
ph = 7 – 0.22 = 6.78
i. 由於clch2coona + hcl = clch2cooh + nacl
所以原溶液可以看成0.050mol/l的clch2cooh和0.010mo/lhcl的混合溶液設有x mol/l的clch2cooh發生離解,則
clch2cooh =clch2coo- + h+
0.05-x x 0.01+x
所以有= ka = 1.4 10-3
解得x = 4.4 10-3mol/l
那麼[h+] = 0.0144mol/l ph = -log [h+] = 1.84
4.人體血液的ph為7.40,h2co3,hco3-和co32-在其中的分布分數各為多少?
解:=0.0818
=0.918
=0.001
5.某混合溶液含有0.10 mol·l-l hcl、2.0×10-4 mol·l-l nahso4和2.0×10-6 mol·l-l hac。
a.計算此混合溶液的ph。
b.加入等體積0.10 mol·l-l naoh溶液後,溶液的ph。
解:a. hso4- ka2=1.0×10-2 hac ka=1.8×10-5
均為弱酸,且濃度遠低於hcl的濃度,所以此體系中的hso4-和hac在計算ph值時刻忽略。故ph=1.00。
b.加入等體積0.1mol/lnaoh溶液,hcl被中和,體系變為hso4-和hac的混酸體系,
忽略kw及kha[ha],
[h+ ]2=(chso4--[h+ ])
解得[h+ ]=9.90×10-5 故ph=4.00
6.將h2c2o4加入到0.10 mol·l-lna2co3溶液中,使其總濃度為0.
020mol·l-l,求該溶液的ph(已知h2c2o4的pka1=1.20,pka2=4.20,h2co3的pka1=6.
40,pka2=10.20,)
解:相當於0.02 mol·l-l h2c2o4和0.10 mol·l-lna2co3混合溶液
pbe [h+] + [hco32-] + 2[h2co3] = [oh-] + [hc2o4-]+ 2[c2o42_]
由於h2c2o4和na2co3的濃度都較大,忽略水的離解,又由於h2c2o4和na2co3的二級離解相對較弱,可以忽略。
∴[hco32-]≈[hc2o4-]
7.已知cr3+的一級水解反應常數為10-3.8,若只考慮一級水解,則0.010 mol·l-l cr(clo4)3 的ph為多少?
此時溶液中cr(oh)2+的分布分數是多大?
解:1)
mol/l
故ph=2.93
2)8. 欲使100ml0.10 mol·l-1hcl溶液的ph從1.00增加至4.44,需加入固體naac多少克(忽略溶液體積的變化)?
解:hcl+naac=hac+nacl
ph=4.4時,為hac-nacl的緩衝溶液,chac=0.10 mol·l-1
9.今用某弱酸hb及其鹽配製緩衝溶液,其中hb的濃度為0.25 mol·l-l。於100ml該緩衝溶液中加入200 mg naoh(忽略溶液體積的變化),所得溶液的ph為5.
60。問原來所配製的緩衝溶液的ph為多少? (已知hb的)
解:(mol/l)
已知p ka=5.30,ph=5.60
設原緩衝溶液中鹽的濃度為x mol/l,故
得x=0.35
則原緩衝溶液ph=
10. 欲配置ph為3.0和4.
0的hcooh-hcoona緩衝溶液,應分別往200ml0.20 mol·l-1hcooh溶液中加入多少毫公升1.0 mol·l-1naoh溶液?
11.配製氨基乙酸總濃度為0.10 mol·l-l的緩衝溶液(ph =2.0)100ml,需氨基乙酸多少克?還需加多少毫公升1 mol·l-l酸或鹼,所得溶液的緩衝容量為多大?
解:設酸以ha表示,p ka1=2.35 p ka2=9.60
1)需ha質量m=0.10×100×75.0×=0.75(g)
2)因為氨基乙酸及質子化氨基乙酸構成緩衝溶液,設ph=2時,質子化氨基乙酸濃度為xmol/l,則
即,解得x=0.079
生成0.079mol/l的質子化氨基乙酸,需加酸為0.079×100=7.9ml
12. 稱取20g六亞甲基四胺,加濃hcl(按12 mol·l-1計)4.0 ml,稀釋至100ml,溶液的ph是多少?此溶液是否是緩衝溶液?
13.計算下列標準緩衝溶液的ph(考慮離子強度的影響),並與標準值相比較。
a.飽和酒石酸氫鉀(0.034 0 mol·l-l);
c.0.010 0 mol·l-l 硼砂。
解:a. p ka1=3.04,p ka2=4.37
i= (mol/l),
查表得,,,
故,得同理可得,
又 最簡式
ph=3.56
c. c=0.0100 mol/l,p ka1=4,p ka2=9
查表 故
k=5.8×10-10
故ph=9.18
14. 用0.200 mol·l-1ba(oh)2滴定0.1000 mol·l-1hac至化學計量點時,溶液的ph等於多少?
15. 二元弱酸h2b,已知ph=1.92時,δhb=δhb;ph=6.22時, δ hb=δb。計算:
的ka和ka;
b.主要以hb-形式存在時的ph為多少?
16. 解: 已知一元弱酸的,問其等濃度的共軛鹼的為多少?(已知:,且)
解:據題意:
17. 稱取na2co3 和nahco3 的混合試樣0.6850g,溶於適量水中。
以甲基橙為指示劑,用0.200 mol·l-1溶液滴定至終點時,消耗50.0ml。
如改用酚酞為指示劑,用上述溶液滴定至終點時,需消耗多少毫公升?
18. 稱取純一元弱酸hb0.8150g,溶於適量水中。
以酚酞為指示劑,用0.1100 mol·l-1naoh溶液滴定至終點時,消耗24.60ml。
在滴定過程中,當加入naoh溶液11.00ml時,溶液的ph=4.80。
計算該弱酸hb的pka值。
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