题目
用2.0 times 10^-2 mol/L的EDTA滴定同浓度的Zn2+溶液,已知lg K_({ZnY)} = 16.5,Delta (pM) = 0.2,(Et) = 0.1%,则最高酸度为(2分)A. lg aY(H) = 16.5B. lg aY(H) = 4C. lg aY(H) = 8.5D. lg aY(H) = 7
用$2.0 \times 10^{-2}$ mol/L的EDTA滴定同浓度的Zn2+溶液,已知$\lg K_{\text{ZnY}} = 16.5$,$\Delta \text{pM} = 0.2$,$\text{Et} = 0.1\%$,则最高酸度为(2分)
A. $\lg aY(H) = 16.5$
B. $\lg aY(H) = 4$
C. $\lg aY(H) = 8.5$
D. $\lg aY(H) = 7$
题目解答
答案
C. $\lg aY(H) = 8.5$
解析
本题考查EDTA滴定金属离子时最高酸度的计算,解题的关键在于利用准确滴定的条件以及酸效应系数的相关知识进行求解。
- 首先明确准确滴定的条件:
- 对于EDTA滴定金属离子的反应,准确滴定的条件是$\lg c_{M}\cdot K'_{MY}\geq6$(其中$c_{M}$是金属离子的初始浓度,$K'_{MY}$是条件稳定常数)。
- 已知$c_{Zn^{2 + }}=2.0\times10^{-2}\text{mol/L}$,$\lg K_{\text{ZnY}} = 16.5$,条件稳定常数$K'_{\text{ZnY}}=\frac{K_{\text{ZnY}}}{\alpha_{Y(H)}}$($\alpha_{Y(H)}$是EDTA的酸效应系数)。
- 将$c_{Zn^{2 + }} = 2.0\times10^{-2}\text{mol/L}$代入准确滴定条件$\lg c_{M}\cdot K'_{MY}\geq6$中,可得$\lg(2.0\times10^{-2})\cdot K'_{\text{ZnY}}\geq6$。
- 根据对数运算法则$\lg(ab)=\lg a+\lg b$,则$\lg(2.0\times10^{-2})+\lg K'_{\text{ZnY}}\geq6$。
- 计算$\lg(2.0\times10^{-2})=\lg2+\lg10^{-2}\approx0.3 - 2=-1.7$。
- 所以$-1.7+\lg K'_{\text{ZnY}}\geq6$,移项可得$\lg K'_{\text{ZnY}}\geq6 + 1.7 = 7.7$。
- 然后根据条件稳定常数与稳定常数、酸效应系数的关系求解$\lg\alpha_{Y(H)}$:
- 因为$K'_{\text{ZnY}}=\frac{K_{\text{ZnY}}}{\alpha_{Y(H)}}$,两边取对数可得$\lg K'_{\text{ZnY}}=\lg K_{\text{ZnY}}-\lg\alpha_{Y(H)}$。
- 已知$\lg K_{\text{ZnY}} = 16.5$,$\lg K'_{\text{ZnY}}\geq7.7$,则$16.5-\lg\alpha_{Y(H)}\geq7.7$。
- 移项可得$\lg\alpha_{Y(H)}\leq16.5 - 7.7 = 8.5$。
- 最高酸度对应的是$\lg\alpha_{Y(H)}$的最大值,所以$\lg\alpha_{Y(H)} = 8.5$。