分析化学答案(武汉五版)第11章 下载本文

第8章 分析化学中常用的分离和富集方法思考题及习题解答

nH = 0.09960×20.20 = 2.012 mmol

+

4.某溶液含Fe3+10 mg,将它萃取如入某有机溶剂中时,分配比=99。问用等体积溶剂萃取1次和2次,剩余Fe3+量各是多少?若在萃取2次后,分出有机层,用等体积水洗一次,会损失Fe3+多少毫克?

?1?

解:等体积萃取,n次萃取后剩余量为:mn?m0???1?D?萃取1次后剩余Fe3+量:m1?10?3+

n1?0.1mg 1?992?1?萃取2次后剩余Fe量:m2?10????0.001mg ?1?99?在萃取2次后,m0′= 10 – 0.001 mg = 10 mg

分出有机层,用等体积水洗一次,损失Fe3+量等于留在水相中Fe3+的量:

5. 100 mL含钒40 μg的试液,用10 mL钽试剂-CHCl3溶液萃取、萃取率为90%。以1cm比色皿于530 nm波长下,测得吸光度为0.384,求分配比及吸光物质得摩尔吸收系数。 解: 分配比:E?DD D?90 0.9?V100D?wD?V01040?0.9?3.6?g?mL?1 10由于钒和钽试剂形成1:1螯合物,所以

有机相中,cV?

6.有一金属螯合物在pH=3时从水相萃入甲基异丁基酮中,其分配比为5.96,现取50.0 mL含该金属离子的试液,每次用25.0 mL甲基异丁基酮于pH=3萃取,若萃取率达99.9%。问一共要萃取多少次?

?Vw?m解:对于多次萃取,E?1?n?1???

m0?DV0?Vw?n

102

第8章 分析化学中常用的分离和富集方法思考题及习题解答

n = 5次

7. 试剂(HR)与某金属离子M形成MR2后而被有机溶剂萃取,反应的平衡常数即为萃取平衡常数,已知K=KD=0.15。若20.0 mL金属离子的水溶液被含有HR为2.0×10-2 mol·L-1的10.0 mL有机溶剂萃取,计算pH=3.50时,金属离子的萃取率。 解:M + 2HR有 == MR2有 + 2H+ 萃取平衡常数为

分配比为

萃取率:

8. 现有0.100 0 mol·L-1某有机一元弱酸(HA)100 mL,用25.00 mL苯萃取后,取水相25.00 mL,用0.02000 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点,消耗20.00 mL,计算一元弱酸在两相中的分配系数KD。

解:水相中有机弱酸的平衡浓度为:

有机相中中有机弱酸的平衡浓度为:

有机弱酸在两相中的分配系数:

9. 含有纯NaCl和KBr混合物0.2567 g,溶解后使之通过H-型离子交换树脂,流出液需要用0.1023 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点,需要34.56 mL,问混合物中各种盐的质量分数是多少? 解:交换在H-型离子交换树脂的M+总量:

103

第8章 分析化学中常用的分离和富集方法思考题及习题解答

mNaCl = 0.1583 g

wKBr = 38.33%

10. 用有机溶剂从100 mL某溶质的水溶液中萃取两次,每次用20 mL,萃取率达89%,计算萃取体系的分配系数。假定这种溶质在两相中均只有一种存在形式,且无其他副反应。 解:根据假设 KD = D

??对于多次萃取,E?1?mn?1??Vw?

m0?DV0?Vw?n100? D = 10 因此89%?1?????D?20?100?

11. 螯合物萃取体系的萃取常数,与螯合物的分配系数KD(MRn),螯合物的分配系数KD(HR)和螯合物稳定数常有密切关系。试根据下列反应,推导出K萃与这几个常数的关系式。

(Mn+)w + n(HR)o == (MRn)o + n(H+)w

解:∵ [MRn]0=KD(MRn)·[MRn]w,[HR]0=KD(HR)·[HR]w

[MRn]0[H?]nKD(MRn)?[MRn]?[H?]n[R?]n?K萃??n?n[Mn?][HR]0KD(HR)?[HR]n?[Mn?][R?]nKD(MRn)[MRn][H?]n?[R?]n?n??KD(HR)[Mn?][R?]n[HR]nnKD(MRn)???Ka(HR)?nKD(HR)2

?Ka(HR)????KD(MRn)???K(HR)???D?n

12. 某含铜试样用二苯硫腙-CHCl3光度法测定铜,称取试样0.2000 g溶解后定容为100 mL,取出10 mL显色并定容25 mL,用等体积的CHCl3萃取一次,有机相在最大吸收波长处以1cm比色皿测得吸光度为0.380,在该波长下ε=3.8×104mol·L-1·cm-1,若分配比D=10,试计算:a. 萃取百分率E,b. 试样中铜的质量分数。[已知Mr(Cu)=63.55] 解:有机相中铜浓度为c有?等体积萃取E?A0.380??1.0?10?5mol?L?1 3??c3.8?10?1D10?100%??100%?90.9% D?110?1试样中铜的质量分数为:

104

第8章 分析化学中常用的分离和富集方法思考题及习题解答

wCumCu1.0?10?5?10?2.5?10?10?3?63.55???0.087% m0.2000

13. 称取1.5 g H-型阳离子交换树脂作成交换柱,净化后用氯化钠溶液冲洗,至甲基橙呈橙色为止。收集流出液,有甲基橙为指示剂,以0.1000 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定,用去24.51 mL,计算该树脂的交换容量(mmol·g-1)。 解:交换容量?0.1000?24.51?1.6mmol?g?1

1.5

14. 将100 mL水样通过强酸型阳离子交换树脂,流出液用0.1042 mol·L-1的NaOH滴定,用去41.25 mL,若水样中金属离子含量以钙离子含量表示,求水样中含钙的质量浓度(mg·L-1)? 解:水样中含钙的质量浓度为

15. 设一含有A,B两组分的混合溶液,已知Rf(A)=0.40,Rf(B)=0.60,如果色层用的滤纸条长度为20 cm,则A,B组分色层分离后的斑点中心相距最大距离为多少? 解:A组分色层分离后的斑点中心相距原点的长度为:x = 0.40×20 = 8.0 cm

B组分色层分离后的斑点中心相距原点的长度为:y = 0.60×20 = 12.0 cm A,B组分色层分离后的斑点中心相距最大距离为:y – x = 4.0 cm

105