作者sunev (Veritas)
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标题Re: [高中] 106年指考化学第7题(关於酸硷滴定)
时间Wed Jan 30 05:44:56 2019
※ 引述《cupG (CupG)》之铭言:
: ※ 引述《jianshiun (Jianshiun)》之铭言:
: : 以下是106年指考化学第7题
: : https://imgur.com/a/Gd2f1nc
: : 切要平心静气来思考,也许这问题不值得各位一屑,但是它背後的含义极高,诱答(骗术)的技巧很高明,假如还是各位看一眼就知道答案了,那就是平庸了。
: : 我想这问题不难,毕竟有人认为只是高中程度。若因此再有发脾气、情绪化的朋友,我真的希望您拥有高中程度。
: : 各位PTT网友,尤其是那些自视甚高的、我们以後仍然是网友吗?
: : (我一直认为PTT是一群的「怕太太」所组成的群体)
: https://imgur.com/a/gQDj1S2
: 你提出的图与指考的A选项其实是同义....
: 考试要考的是
: 1. 实线较早滴定完成
: 2. 实线後期ph值较高
: 3. 实虚线前期pH值相等
我实际代式子算了一下
先说结论,2与3是确定的
但是1没有那麽明显,所以AE都不怎麽对
首先参考wiki碳酸条目
https://en.wikipedia.org/wiki/Carbonic_acid
下面有个pH随CO2分压变化的式子
pH_and_composition_of_carbonic_acid_solutions
[H] = [OH] + [HCO3] + 2*[CO3]
= Kw/[H] + Ka1*k*p/[H] + 2*Ka2*k*p/[H]
其中 k = Kh/kH,p为CO2的分压,为了方便我电荷都
先省略,浓度单位都用体积莫耳浓度。
此式整理後可得[H]的对p的二次多项式,可算得各成
份浓度如何随p变化,也就是维基上附的表
这是只有考虑碳酸和二氧化碳,如果多了盐酸和氢氧
化钠,式子会变成
[Na] + [H] = [OH] + [HCO3] + 2[CO3] + [Cl]
其中[Cl]可由以下式子代换
[Cl]+[HCl] = [A] ([A]为总氯浓度)
[H][Cl] = KA[HCl] (KA为HCl的酸解离常数)
整理後可得
[Cl] = KA*[A]/([H]+KA)
由於KA >> [H],所以 [Cl] ~= [A]
[Na]则可由以下式子代换
[Na]+[NaOH] = [B] ([B]为总钠浓度)
[Na][OH] = KB[NaOH] (KB为NaOH的硷解离常数)
整理後可得
[Na] = KB*[B]/([OH]+KB)
由於KB >> [OH],所以 [Na] ~= [B]
(好像写了两段废话)
如此一来式子就变成
[B] + [H] = [OH] + [HCO3] + 2*[CO3] + [A]
基本上和原来碳酸的式子差不多
一样可以整理成[H]的二次多项式
有简单的公式解
现令La为待滴定盐酸的体积,Lb为加入的滴定液体积
[A0]和[B0]则分别为滴定前盐酸及氢氧化钠的浓度
随着滴定进行,我们有
[A] = [A0]*La/(La+Lb)
[B] = [B0]*Lb/(La+Lb)
把所有数字代入後,给定二氧化碳分压p,就可以画出
pH对Lb的图,按维基所言,一般大气中p=3.5*10^-4 atm,
p=0就是完全不考虑碳酸的影响
观察p对滴定曲线的影响可发现
1. 当量点之前的pH基本相等
2. 当量点之後的pH随p增加而下降
3. 当量点的位置不怎麽随p而变动,至少肉眼看不出来
若要硬算的话,可定义反曲点为当量点,则当量点
是会随着p增加而往左移,但幅度基本上可忽略,
举个例子,若带入题目暗示的条件 [A0]=[B0]=0.01M,
La= 25mL,带入p=1 atm当量点也才从25mL移到24.94mL处。
若[A0]=[B0]下降到0.001M,当量点左移的会更明显,
但图也不会长得像选项一样。
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 140.112.54.158
※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Chemistry/M.1548798299.A.722.html
1F:推 jianshiun: 谢谢,太棒了,我已细读。 01/30 06:24
2F:→ faniour: 推详解XD 01/30 07:08
3F:→ faniour: 基本上你算的就是短时间暴露在空气中的影响 01/30 07:09
4F:→ faniour: 当暴露时间拉长,CO2的浓度就会一直增加 01/30 07:11
5F:→ faniour: 这点我很肯定。平常我使用的stock solution是0.1N 01/30 07:12
6F:→ faniour: 但是随着反覆开关,使用近2个月後会变成0.08x 01/30 07:13
7F:→ faniour: 你计算的很符合实际情况。若滴定外气影响这麽显着 01/30 07:16
8F:→ faniour: 那麽这个方法的适用性不会这麽广泛 01/30 07:17
9F:→ faniour: 话说回来,当你考虑到时间因素,E怎样都不对 01/30 07:18
10F:→ faniour: 我上面这句有问题,我再想想 01/30 07:23
11F:→ faniour: 晚点带入实际数值来看看=_=, 只用看的没办法解代数 01/30 07:32
12F:→ faniour: 我想检验的是硷长期暴露下的curve, 相当於极大的p 01/30 07:34