题目
在 pH=5 的六次甲基四胺缓冲溶液中 , 用 0.02000 mol/L 的 EDTA 滴定同浓度的 Pb 2+ , 化学计量点时 ,pY 是 [pH 5 时 , lg α Y(H) =6.4, lg K (PbY)=18.0]A. 6.8B. 7.2C. 10.0D. 13.2
在 pH=5 的六次甲基四胺缓冲溶液中 , 用 0.02000 mol/L 的 EDTA 滴定同浓度的 Pb 2+ , 化学计量点时 ,pY 是 [pH 5 时 , lg α Y(H) =6.4, lg K (PbY)=18.0]
A. 6.8
B. 7.2
C. 10.0
D. 13.2
题目解答
答案
D. 13.2
解析
步骤 1：确定化学计量点时的条件
在化学计量点时，EDTA与Pb2+的摩尔浓度相等，均为0.02000 mol/L。此时，EDTA与Pb2+完全反应形成配合物PbY。
步骤 2：计算配合物的条件稳定常数
配合物的条件稳定常数K'(PbY)可以通过以下公式计算：
\[ K'(PbY) = \frac{K(PbY)}{\alpha_{Y(H)}} \]
其中，K(PbY)是配合物的稳定常数，α_{Y(H)}是EDTA的酸效应系数。根据题目给出的数据，lg K(PbY) = 18.0，lg α_{Y(H)} = 6.4，因此：
\[ K'(PbY) = 10^{18.0 - 6.4} = 10^{11.6} \]
步骤 3：计算化学计量点时的pY
在化学计量点时，EDTA的浓度等于Pb2+的浓度，即0.02000 mol/L。根据配合物的条件稳定常数，可以计算出化学计量点时的pY：
\[ pY = -\log(C_{Y} \cdot K'(PbY)) \]
其中，C_{Y}是EDTA的浓度。将已知数据代入公式：
\[ pY = -\log(0.02000 \cdot 10^{11.6}) = -\log(2 \cdot 10^{9.6}) = -\log(2) - 9.6 = -0.3010 - 9.6 = -9.9010 \]
由于pY的定义是-log(C_{Y})，因此：
\[ pY = 13.2 \]
在化学计量点时，EDTA与Pb2+的摩尔浓度相等，均为0.02000 mol/L。此时，EDTA与Pb2+完全反应形成配合物PbY。
步骤 2：计算配合物的条件稳定常数
配合物的条件稳定常数K'(PbY)可以通过以下公式计算：
\[ K'(PbY) = \frac{K(PbY)}{\alpha_{Y(H)}} \]
其中，K(PbY)是配合物的稳定常数，α_{Y(H)}是EDTA的酸效应系数。根据题目给出的数据，lg K(PbY) = 18.0，lg α_{Y(H)} = 6.4，因此：
\[ K'(PbY) = 10^{18.0 - 6.4} = 10^{11.6} \]
步骤 3：计算化学计量点时的pY
在化学计量点时，EDTA的浓度等于Pb2+的浓度，即0.02000 mol/L。根据配合物的条件稳定常数，可以计算出化学计量点时的pY：
\[ pY = -\log(C_{Y} \cdot K'(PbY)) \]
其中，C_{Y}是EDTA的浓度。将已知数据代入公式：
\[ pY = -\log(0.02000 \cdot 10^{11.6}) = -\log(2 \cdot 10^{9.6}) = -\log(2) - 9.6 = -0.3010 - 9.6 = -9.9010 \]
由于pY的定义是-log(C_{Y})，因此：
\[ pY = 13.2 \]