题目
[例3.15] 取水样100.00mL,用 .1000mol/L/HCl 溶液滴定至酚酞无色时,-|||-用去15.00mL;接着加入甲基橙指示剂,继续用HCl标准溶液滴定至橙红色出-|||-现,又用去3.00mL。问水样有何种碱度,其含量各为多少(分别以CaO计,-|||-CaCO3 计 mg/L 和 /L,mg/L 表示)?
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定水样中的碱度类型
根据题目中给出的滴定数据，酚酞指示剂变色时消耗的HCl体积为15.00mL，而加入甲基橙指示剂后继续滴定至橙红色出现时又消耗了3.00mL的HCl。由于酚酞指示剂在pH 8.2-10.0范围内变色，而甲基橙指示剂在pH 3.1-4.4范围内变色，因此可以判断水样中存在OH⁻和CO₃²⁻两种碱度。
步骤 2：计算OH⁻碱度
OH⁻碱度的计算公式为：$C_{OH} = \frac{C_{HCl} \times (P - M) \times 1000}{100}$，其中$C_{HCl}$为HCl的浓度，P为酚酞变色时消耗的HCl体积，M为甲基橙变色时消耗的HCl体积。
步骤 3：计算CO₃²⁻碱度
CO₃²⁻碱度的计算公式为：$C_{CO_3} = \frac{C_{HCl} \times 2M \times 1000}{100}$，其中$C_{HCl}$为HCl的浓度，M为甲基橙变色时消耗的HCl体积。
步骤 4：将OH⁻和CO₃²⁻碱度分别以CaO和CaCO₃计
OH⁻和CO₃²⁻碱度分别以CaO和CaCO₃计的计算公式为：$C_{CaO} = \frac{C_{HCl} \times (P - M) \times 28.04 \times 1000}{100}$和$C_{CaCO_3} = \frac{C_{HCl} \times (P - M) \times 50.05 \times 1000}{100}$，其中$C_{HCl}$为HCl的浓度，P为酚酞变色时消耗的HCl体积，M为甲基橙变色时消耗的HCl体积。
根据题目中给出的滴定数据，酚酞指示剂变色时消耗的HCl体积为15.00mL，而加入甲基橙指示剂后继续滴定至橙红色出现时又消耗了3.00mL的HCl。由于酚酞指示剂在pH 8.2-10.0范围内变色，而甲基橙指示剂在pH 3.1-4.4范围内变色，因此可以判断水样中存在OH⁻和CO₃²⁻两种碱度。
步骤 2：计算OH⁻碱度
OH⁻碱度的计算公式为：$C_{OH} = \frac{C_{HCl} \times (P - M) \times 1000}{100}$，其中$C_{HCl}$为HCl的浓度，P为酚酞变色时消耗的HCl体积，M为甲基橙变色时消耗的HCl体积。
步骤 3：计算CO₃²⁻碱度
CO₃²⁻碱度的计算公式为：$C_{CO_3} = \frac{C_{HCl} \times 2M \times 1000}{100}$，其中$C_{HCl}$为HCl的浓度，M为甲基橙变色时消耗的HCl体积。
步骤 4：将OH⁻和CO₃²⁻碱度分别以CaO和CaCO₃计
OH⁻和CO₃²⁻碱度分别以CaO和CaCO₃计的计算公式为：$C_{CaO} = \frac{C_{HCl} \times (P - M) \times 28.04 \times 1000}{100}$和$C_{CaCO_3} = \frac{C_{HCl} \times (P - M) \times 50.05 \times 1000}{100}$，其中$C_{HCl}$为HCl的浓度，P为酚酞变色时消耗的HCl体积，M为甲基橙变色时消耗的HCl体积。