分析化学方案设计

分析化学方案设计用几种试剂去检测溶液的组成成分（假设每种组分的浓度大约为0.1mol/L，体积为20ml）1.HCl+H3BO32.H2SO4+H3PO43.HCl+NH4Cl4.Na3PO4+Na2HPO45.Na3PO4+NaOH6.NaHSO4+NaH2PO41.用几种试剂测出HCl和H3BO3的组分1V2VHClH3BO3NaOHH3BO3甘油H+NaOHNaClH2OH2O滴加1滴甲基红红黄滴加1滴酚酞无色微红色分析：由于HCl是强酸，在水中完全电离，而H3BO3是弱酸，查表可知88101;108.51kacka即可以直接滴定出HCl的浓度。用0.1000mol/L的NaOH作为滴定剂去滴定待测溶液。此时溶液中发生的反应为HCl+NaOH=H2O+NaCl到达第一计量点时，记下用去的体积为V1，此时溶液中影响pH的是H3BO3，应该选用甲基红作为指示剂，当溶液由红变为黄时，则到达第一计量点时：LmolcckaHspspsp/05.0,104.505.0108.5115-8-1即：3.5=pH2.5=pKHIn%001.005.0)1010(1010101.01.014lepHcpHpHtCKwE100/k10kwk11spacacsp由于由于H3BO3不能用NaOH直接滴定，即可以用甘油将弱酸强化，发生的反应方程式为：+3H2O-+2H+H3BO3HOCH2CHCH2OOH2COOBCHH2COHH2COHOHCHH2COH甘油甘油硼酸此时可以用0.1000mol/L的NaOH去滴定，选用酚酞作为指示剂。当溶液有无色变为微红色，即到达了第二滴定终点，记下此时用去的体积为V2。重复做几次，取平均值即可。即：1213333VlVNaOHV-VHBOHBO=VNaOHHCHCl的浓度为：的浓度为：2.用几种试剂去测出H2SO4+H3PO4的组分1V2VH2SO4H3PO4NaOHNaOHNa2SO4H2ONaH2PO4Na2HPO4滴加1滴甲基红红色变为黄色滴加1滴百里酚酞无色变为蓝色分析：211'23242343489221333HSOk1.010k1.010HPOk7.610k7.610k6.310k6.310k4.410k4.41acaacaacaaca由于的的140'212555123101010ckakakackakaka即用0.1000mol/LNaOH作为滴定剂可以准确的滴定到Na2SO4和NaH2PO4，当到达第一滴定终点时，溶液中影响pH是NaH2PO4。可以用甲基红作为指示剂，当溶液由红色变为黄色时，证明到达了第一滴定终点。记下此时的体积为V1。1211+5sp111211HInt10/ka10H=/1.910pH=4.7pK=5.2E0.3%spspspspckakwcckakakac所以因为NaH2PO4可以直接用NaOH滴定，此时发生的反应NaH2PO4+NaOH=Na2HPO4+H2O到达第二滴定终点时，影响溶液pH是Na2HPO4，此时计算可知：2322+9.6sp222322HInt2310/k10H=+kw/100.02/LpH=9.6pK=10.01010E0.28%2spspspspsppHpHckakwcakackaccmolkaka所以（即可以选用百里酚酞作为指示剂）溶液由无色变为蓝色，即反应完成，记下此时用去溶液的体积。重复上述操作，计算出各组的组份。122424213434NaOH2V-VHSOHSO=2VNaOHV-VHPOHPO=V的浓度为的浓度为由上述可知：3.用几种试剂去测出HCl+NH4Cl的组成成分1V2VH2OHClNH4ClNaOHNaClH2ONH4Cl甲醛(CH2)6N4H+H+NaOH滴加1滴甲基红红色变为黄色滴加1滴酚酞无色变为微红色分析：由于HCl是强酸，在水中完全电离，而NH4Cl是弱酸，查表可知：1011k5.5105.510acka即可以准确的用0.1000mol/L的NaOH溶液测出HCl的浓度。当到达第一滴定点时，溶液中存在NH4Cl，此时溶液的pH为sp1sp161sp1sp1sp1HInck10c/100Hck5.2410c=0.05mol/LpH=5.3pk=5.2spakwkaa可以用甲基红作为指示剂，判断滴定终点%001.005.0)1010(1010101.01.014lepHcpHpHtCKwE记下此时消耗NaOH溶液的体积。由于NH4Cl不能直接用NaOH滴定，但可以将其转化为强酸4NH4++6HCHO=(CH2)6N4H++3H++6H2O这样就可以间接测出NH4Cl的浓度。用0.1000mol/L的NaOH溶液去滴定上述溶液，用酚酞作为指示剂，当消耗的体积为V2时，到达第二滴定终点。此时溶液应该由无色变为微红色。121NaOHV=VNaOHV-VNH4ClNH4Cl=VHCl的浓度为HCl的浓度为4.用几种试剂测出Na3PO4+Na2HPO4的组分1VNa3PO4Na2HPO4CaCl2H+Ca3(PO4)2H+NaOHH2O第一步第二步加入酚酞无色变为微红色NaH2PO4Na3PO4Na2HPO4用HCl滴定，甲基红作为指示剂2V溶液由黄色变为红色由于两种组分不能直接滴定，可以采用分步滴定第一步：先采用CaCl2法将Na2HPO4转化为强酸，在用浓度为0.1000mol/L的NaOH去滴定，用酚酞作为指示剂，此时溶液中的反应为：3CaCl2+2Na2HPO4=Ca3(PO4)2+2HCl+4NaClHCl+NaOH=H2O+NaCl当溶液由无色变为微红色时，即到达了滴定终点，记下此时消耗的NaOH的体积为V1第二步：在另一份相同的溶液中，加入一滴甲基红，用0.1000mol/LHCl的溶液去滴定上述溶液，当溶液到达滴定终点时，记下消耗的体积为V2此时溶液存在NaH2PO4，溶液的pH为：21+4.7sp121HInt10/ka100.025/H=/10pH=4.7pK=5.2E0.3%spspspspspckakwccmolLckakakac所以平行做几次后，计算可知：21343412424HClV-NaOHVNaPONaPO=2VNaOHVNaHPONaHPO=V的浓度为的浓度为5.用几种试剂测出Na3PO4+NaOH的组分HCl加入酚酞讨论：用甲基橙可以吗加入酚酞1V2V微红色无色Na3PO4NaOHNa2HPO4NaClHClCa3PO4CaCl2NaCl无色微红色NaOH分析：由于不能直接测出两种组分的含量(由于Na3PO4的电离常数很小)，故采取间接法第一步：加入20ml的待测溶液和一滴酚酞于锥形瓶中，用0.1000mol/LHCl溶液去滴定待测溶液，待溶液从微红色变为无色，记下此时HCl的体积V1HCl+NaOH=NaCl+H2OHCl+Na3PO4=NaCl+Na2HPO4注：Na2HPO4呈弱碱性，如果指示剂用甲基红，那滴定终点的pH大约为6，即Na3PO4不是全部以Na2HPO4存在，里面可能有Na2HPO4，这样会有很大的误差；如果直接用CaCl2将Na3PO4沉淀，里面可能含有氢氧化钙沉淀，结果也不会很准确。到达第一滴定终点时，溶液的pH为：1312+sp122321HInt2310/k10H=+kw/100.33/pH=9.6pK=10.01010E0.28%2spspspspsppHpHckakwcakackaccmolLkaka所以第二步：加入稍过量的CaCl2溶液，将弱酸强化。Na2HPO4+3CaCl2=Ca3PO4+2NaCl+HCl1223434HClV-NaOHVNaOHNaOH=VNaOHVNaPONaPO=V的浓度为的浓度为重复上述操作，计算出各种成分的浓度：第三步：将上述溶液过滤，并向滤液中滴入一滴酚酞，用0.1000mol/LNaOH溶液去滴点上述滤液，待溶液从无色变为微红色，记下此时NaOH的体积V2HCl+NaOH=NaCl+H2O6.用几种试剂测出NaHSO4+NaH2PO4的组成成分1V2VH2ONaHSO4NaH2PO4NaOHNa2HPO4CaCl2H+NaOH滴加1滴酚酞无色变为微红色滴加1滴酚酞无色变为微红色211'23242343489221333HSOk1.010k1.010HPOk7.610k7.610k6.310k6.310k4.410k4.41acaacaacaaca由于的的140'2255231010ckackackacka即可以分步准确滴定出NaHSO4和NaH2PO4的浓度第一计量点：向溶液中滴加一滴甲基红，用0.1000mol/L的NaOH作为滴定剂，当溶液到达第一计量点时，溶液的pH为：412111+4,7sp111211HInt10/ka100.5/H=/10pH=4.7pK=5.21010E=0.1%/spspspspsppHpHepNaHSOckakwccmolLckakakacckakw所以记下此时消耗的体积V1，在向溶液中加入一滴百里酚酞，继续用0.1000mol/L的NaOH作为滴定剂，当溶液变为蓝色时，记下此时消耗的体积为V2。23222+9.7sp22232HInt2310/k100.033/LH=+kw/10pH=9.7pK=10.01010E0.2%2spspspspsppHpHckakwcacmolkackackaka所以第二计量点：平行做几次后，计算可知：121NaOHV=VNaOHV-V=V442424NaHSO的浓度为NaHSONaHPO的浓度为NaHPO