题目
用EDTA滴定(Pb)^2+时,需控制溶液的(pH) approx 5,应选择的缓冲溶液是( )A. 六亚甲基四胺缓冲溶液B. (NH)_3-(NH)_4(Cl)缓冲溶液C. 一氯乙酸缓冲溶液D. (HAc)-(NaAc)缓冲溶液
用EDTA滴定$\text{Pb}^{2+}$时,需控制溶液的$\text{pH} \approx 5$,应选择的缓冲溶液是( )
A. 六亚甲基四胺缓冲溶液
B. $\text{NH}_3-\text{NH}_4\text{Cl}$缓冲溶液
C. 一氯乙酸缓冲溶液
D. $\text{HAc}-\text{NaAc}$缓冲溶液
题目解答
答案
A. 六亚甲基四胺缓冲溶液
解析
本题考查缓冲溶液的选择,解题的关键在于了解不同缓冲溶液的缓冲范围,并根据滴定反应对溶液pH的要求来选择合适的缓冲溶液。
各缓冲溶液缓冲范围分析
- A. 六亚甲基四胺缓冲溶液:
六亚甲基四胺($C_6H_{12}N_4$)是一种有机碱,其共轭酸为$C_6H_{12}N_4H^+$,$K_a = 7.1\times10^{-6}$。
根据缓冲溶液pH计算公式$pH = pK_a+\log\frac{[共轭碱]}{[共轭酸]}$,当$\frac{[共轭碱]}{[共轭酸]} = 1$时,$pH = pK_a$。
$pK_a=-\log K_a=-\log(7.1\times10^{-6})\approx 5.15$,所以六亚甲基四胺缓冲溶液的缓冲范围大约在$4.15 - 6.15$,可以将溶液pH控制在$pH\approx5$。 - B. $NH_3 - NH_4Cl$缓冲溶液:
$NH_4^+$的$K_a = 5.6\times10^{-10}$,$pK_a=-\log K_a=-\log(5.6\times10^{-10})\approx 9.25$,其缓冲范围大约在$8.25 - 10.25$,不能将溶液pH控制在$pH\approx5$。 - C. 一氯乙酸缓冲溶液:
一氯乙酸($CH_2ClCOOH$)的$K_a = 1.4\times10^{-3}$,$pK_a=-\log K_a=-\log(1.4\times10^{-3})\approx 2.85$,其缓冲范围大约在$1.85 - 3.85$,不能将溶液pH控制在$pH\approx5$。 - D. $HAc - NaAc$缓冲溶液:
$HAc$的$K_a = 1.8\times10^{-5}$,$pK_a=-\log K_a=-\log(1.8\times10^{-5})\approx 4.74$,其缓冲范围大约在$3.74 - 5.74$,虽然理论上可以将pH控制在$pH\approx5$,但在EDTA滴定$Pb^{2 + }$时,$Ac^-$会与$Pb^{2 + }$形成络合物,影响滴定结果,所以不选用。
综上,应选择六亚甲基四胺缓冲溶液。