题目
无其他配位剂存在的情况下,mathrm(pH)=4.5时(lg alpha_(Y(H))=7.44),可以用EDTA准确滴定的离子是( )。(浓度均为0.01mol/L)A. mathrm(Mn)^2+(lg K=13.87)B. mathrm(Ca)^2+(lg K=10.69)C. mathrm(Ce)^3+(lg K=16.0)D. mathrm(Fe)^2+(lg K=14.32)
无其他配位剂存在的情况下,$\mathrm{pH}=4.5$时($\lg \alpha_{Y(H)}=7.44$),可以用EDTA准确滴定的离子是( )。(浓度均为0.01mol/L)
A. $\mathrm{Mn}^{2+}$($\lg K=13.87$)
B. $\mathrm{Ca}^{2+}$($\lg K=10.69$)
C. $\mathrm{Ce}^{3+}$($\lg K=16.0$)
D. $\mathrm{Fe}^{2+}$($\lg K=14.32$)
题目解答
答案
C. $\mathrm{Ce}^{3+}$($\lg K=16.0$)
解析
本题考查EDTA准确滴定金属离子的条件,解题的关键在于根据给定的条件计算出各金属离子的条件稳定常数,并与准确滴定的判据进行比较。
1. 明确准确滴定的判据
在配位滴定中,当金属离子浓度$c_{M}=0.01mol/L$时,若要准确滴定金属离子,要求条件稳定常数$\lg K_{MY}'\geq 8$。
2. 推导条件稳定常数的计算公式
条件稳定常数$K_{MY}'$与稳定常数$K_{MY}$和酸效应系数$\alpha_{Y(H)}$的关系为:
$K_{MY}'=\frac{K_{MY}}{\alpha_{Y(H)}}$
两边取对数可得:
$\lg K_{MY}'=\lg K_{MY}-\lg \alpha_{Y(H)}$
3. 分别计算各选项中金属离子的条件稳定常数
已知$\lg \alpha_{Y(H)} = 7.44$,各金属离子的$\lg K$值分别为:
- A选项$\mathrm{Mn}^{2+}$:
$\lg K_{MnY}'=\lg K_{MnY}-\lg \alpha_{Y(H)}=13.87 - 7.44 = 6.43\lt 8$,不能准确滴定。 - B选项$\mathrm{Ca}^{2+}$:
$\lg K_{CaY}'=\lg K_{CaY}-\lg \alpha_{Y(H)}=10.69 - 7.44 = 3.25\lt 8$,不能准确滴定。 - C选项$\mathrm{Ce}^{3+}$:
$\lg K_{CeY}'=\lg K_{CeY}-\lg \alpha_{Y(H)}=16.0 - 7.44 = 8.56\gt 8$,可以准确滴定。 - D选项$\mathrm{Fe}^{2+}$:
$\lg K_{FeY}'=\lg K_{FeY}-\lg \alpha_{Y(H)}=14.32 - 7.44 = 6.88\lt 8$,不能准确滴定。