题目
在 ^2+ ^2+ 共存时,可不加掩蔽剂用EDTA滴定 ^2+ 的pH条件是 ()-|||-A. =5 B. =10 C. =12 D. =2

题目解答
答案

解析
本题考查的是在 $Ca^{2+}$ 、$Mg^{2+}$ 共存时,用EDTA滴定 $Ca^{2+}$ 的pH条件选择,解题的关键在于利用不同金属离子在不同pH条件下的化学性质差异,通过控制pH使干扰离子沉淀从而不影响目标离子的测定。
EDTA(乙二胺四乙酸)能与多种金属离子形成稳定的配合物。在 $Ca^{2+}$ 和 $Mg^{2+}$ 共存的体系中,要准确滴定 $Ca^{2+}$ 而不受 $Mg^{2+}$ 干扰,需要找到一个合适的pH条件,让 $Mg^{2+}$ 以沉淀形式存在,而 $Ca^{2+}$ 仍以离子形式存在且能与EDTA正常反应。
下面对每个选项进行分析:
- A选项:$pH = 5$
在 $pH = 5$ 的条件下,溶液呈酸性。此时 $Ca^{2+}$ 和 $Mg^{2+}$ 都不会形成沉淀,它们都会与EDTA发生反应。因为EDTA对 $Ca^{2+}$ 和 $Mg^{2+}$ 都有较强的络合能力,所以无法准确滴定 $Ca^{2+}$ 而不受到 $Mg^{2+}$ 的干扰。 - B选项:$pH = 10$
当 $pH = 10$ 时,溶液呈弱碱性。在这个pH条件下,$Ca^{2+}$ 和 $Mg^{2+}$ 都不会形成沉淀,它们都会与EDTA形成稳定的配合物。这样在滴定过程中,EDTA会同时与 $Ca^{2+}$ 和 $Mg^{2+}$ 反应,导致无法准确测定 $Ca^{2+}$ 的含量。 - C选项:$pH = 12$
当 $pH = 12$ 时,溶液呈强碱性。根据氢氧化镁的溶度积常数 $K_{sp}[Mg(OH)_2]=[Mg^{2 + }][OH^ - ]^2$,在强碱性溶液中,$[OH^ - ]$ 浓度很高,使得 $[Mg^{2 + }]$ 浓度降低到一定程度,$Mg^{2+}$ 会与 $OH^ -$ 结合形成 $Mg(OH)_2$ 沉淀,反应方程式为 $Mg^{2+}+2OH^ - = Mg(OH)_2\downarrow$。而 $Ca(OH)_2$ 的溶解度相对较大,在 $pH = 12$ 的条件下,$Ca^{2+}$ 不会形成沉淀,仍以离子形式存在,这样就可以用EDTA准确滴定 $Ca^{2+}$ 而不受 $Mg^{2+}$ 的干扰。 - D选项:$pH = 2$
在 $pH = 2$ 的强酸性条件下,$Ca^{2+}$ 和 $Mg^{2+}$ 同样不会形成沉淀,并且EDTA在强酸性条件下主要以 $H_6Y^{2 + }$ 等形式存在,其与金属离子的络合能力较弱,不利于 $Ca^{2+}$ 的滴定,同时也无法排除 $Mg^{2+}$ 的干扰。