EDTA滴定Cu2+化学计量点pCu'计算 - 0.02mol/L EDTA,pH=10,游离氨浓度0.2mol/L
首先写出反应方程式:
Cu2+ + EDTA4- + 4NH3 → Cu(EDTA)2- + 4NH4+
根据反应方程式,化学计量点时,Cu2+被完全配位为Cu(EDTA)2-,因此化学计量点时EDTA的摩尔数等于Cu2+的摩尔数。
根据游离氨的浓度和pH值,可以计算出氨水的离子积Kb:
Kb = Kw/Ka = 1.0×10^-14/1.8×10^-5 = 5.56×10^-10
由于NH3是弱碱,因此可以近似认为游离氨浓度等于NH3的浓度,即[ NH3 ] = 0.2 mol/L。
在pH=10的条件下,[ H+ ] = 1.0×10^-10 mol/L,因此[ OH- ] = Kw/[ H+ ] = 1.0×10^-4 mol/L。
根据EDTA的配位数,可以计算出EDTA的稳定常数K:
K = [Cu(EDTA)2-]/[Cu2+][EDTA4-]^2
根据题目中的条件,可知[ Cu(EDTA)2- ] = [ EDTA4- ],因此:
K = [Cu(EDTA)2-]/[Cu2+][EDTA4-]^2 = [Cu(EDTA)2-]/[EDTA4-]^3 = [Cu2+]/[EDTA4-]^2
K = 2.0×10^18
在化学计量点时,EDTA和Cu2+的摩尔数相等,设为x,因此:
K = [Cu2+]/[EDTA4-]^2 = x/(0.02-x)^2
解得x = 0.0051 mol/L,即在化学计量点时,Cu2+的浓度为0.0051 mol/L。
根据pH值可知,[ Cu(EDTA)2- ] = [ HEDTA3- ],因此:
[Cu(EDTA)2-] = [HEDTA3-] = [EDTA4-] - [H+][EDTA3-] = [EDTA4-] - 10^-10[EDTA3-]
由于[ Cu(EDTA)2- ] = 0.0051 mol/L,[ EDTA4- ] = 0.02 mol/L,因此:
0.0051 = 0.02 - 10^-10[EDTA3-]
解得[ HEDTA3- ] = 1.96×10^-6 mol/L,因此:
[H+] = K/[HEDTA3-] = 1.02×10^-13 mol/L
pH = -log[H+] = 12.99
根据定义,pCu' = -log[Cu2+],因此:
pCu' = -log(0.0051) = 2.29
因此,在化学计量点时的pCu'为2.29。
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