c(NaoH)=0.1mol/l滴定同浓度一元弱酸HB(PKa=4.0)在误差为+/-0.1%时,PH突跃范围为7.0-9.7,若弱酸pka=3.0

题目

c(NaoH)=0.1mol/l滴定同浓度一元弱酸HB(PKa=4.0)在误差为+/-0.1%时,PH突跃范围为7.0-9.7,若弱酸pka=3.0

答案

滴定突跃范围指计量点前半滴和后半滴滴定剂所引起的锥形瓶中溶液PH值的变化范围.滴定时半滴的量为0.02mL,所以要控制误差为+/-0.1%时,可以用浓度为0.1 mol/L的NaOH滴定等浓度的一元弱酸HB20.00mL.由于计量点时酸碱恰好完全反应,也就是滴入NaOH的体积为20.00mL时达计量点,所以计量点前半滴,是指加入NaOH的体积为19.98mL,而计量点后半滴指加入NaOH的体积为20.02mL.因此计算滴定突跃范围,只要计算出计量点前、后半滴时锥形瓶中溶液的PH（前）和PH(后)即可.
（1）计量点前半滴,即滴入NaOH的体积为19.98mL,NaOH不过量.
此时锥形瓶溶液中是中和生成的NaB和剩余的HB,为弱酸及其共轭碱组成的缓冲溶液.所以只要计算该缓冲溶液的PH值即可.
剩余的n(HB)=n(HB总)-n(NaOH)=0.1*(20.00-19.98)*10^-3=2*10^-6(mol)
生成的n(NaB)=n(NaOH)=0.1*19.98*10^-3=1.998*10^-3(mol)
在同一溶液中,所以c(NaB)/c(HB)=n(NaB)/n(HB)=1.998*10^-3/2*10^-6=1000
则PH(前)=PKa+lg[c(NaB)/c(HB)]=3.0+lg1000=6
（2）计量点后半滴,即加入NaOH的体积为20.02mL,NaOH过量,此时为NaB和NaOH的混合溶液,由于NaOH是强碱,抑制NaB(弱碱)的水解,所以计算时只需考虑NaOH即可.
n(NaOH过量)=n(NaOH总)-n(NaOH反应)=0.1*(20.02-20.00)*10^-3)=2*10^-6(mol)
此时溶液体积v=20.00+20.02=40.02mL=40.02*10^-3(L)
所以[OH-]=n(NaOH过量)/v=2*10^-6/(40.02*10^-3)=5*10^-5(mol/L)
[H+]=10^-14/[OH-]=2*10^-10
PH(后)=-lg[H+]=-lg(2*10^-10)=9.7
所以突跃范围为6.9.7