EDTA 滴定 Cu2+ 溶液的化学计量点 pCu' 计算 - pH = 10, 氨浓度 0.2 mol/L

首先写出化学反应方程式：

Cu2+ + EDTA4- + 4NH3 → Cu(EDTA)2- + 4NH4+

根据该方程式，Cu2+ 和 EDTA4- 的化学当量比为 1:1，因此当 Cu2+ 的摩尔数等于 EDTA4- 的摩尔数时，达到化学计量点。在此时，所有的 Cu2+ 都与 EDTA4- 反应生成 Cu(EDTA)2-，因此游离 Cu2+ 浓度为 0。

根据铜的稀溶液配合物稳定常数，可以写出以下反应式：

[Cu(EDTA)]2- + 4NH3 ⇌ [Cu(NH3)4]2- + EDTA4-

根据该反应式，Cu(EDTA)2- 与 NH3 反应生成 [Cu(NH3)4]2-，此反应随着 NH3 浓度的增加而向右移动，因此可以利用铜配合物稳定常数计算游离 Cu2+ 的活度系数。

pCu' = -log10(a(Cu2+))

a(Cu2+) = Kf[Cu(EDTA)]2-/[Cu2+][EDTA4-]

其中，Kf 为铜的稀溶液配合物稳定常数，根据常数表可得 Kf = 2.0 × 1018。

由于 EDTA 滴定剂浓度为 0.02 mol/L，因此 Cu2+ 和 EDTA4- 的初始摩尔数均为 0.02 mol/L。在化学计量点时，Cu2+ 的摩尔数等于 EDTA4- 的摩尔数，因此 Cu(EDTA)2- 的浓度为 0.01 mol/L。

游离氨浓度为 0.2 mol/L，因此 NH3 的活度系数为：

a(NH3) = γ(NH3)[NH3] = 0.750 × 0.2 = 0.150

其中，γ(NH3) 为 NH3 的活度系数，根据常数表可得 γ(NH3) = 0.750。

因此，Cu2+ 的活度系数为：

a(Cu2+) = Kf[Cu(EDTA)]2-/[Cu2+][EDTA4-] = (2.0 × 1018) × (0.01)2/(0 × 0.02) = 1.0 × 1013

pCu' = -log10(a(Cu2+)) = -log10(1.0 × 1013) = 13