地特三等申論題
111年
[環境檢驗] 分析化學
第 三 題
📖 題組：
乙二胺四乙酸（簡稱 EDTA）是一種四質子酸（簡記為H4Y），也是常用的金屬螯合劑，可在水中與多數金屬離子（簡稱Mn+）進行錯合反應： H4Y → H+ + H3Y- ， K1 = 1.0 10-2 H3Y- → H+ + H2Y2- ， K2 = 1.0 × 10-3 H2Y2-→ H+ + HY3- ， K3 = 1.0 × 10-6 HY3-→ H+ + Y4- ， K4 = 1.0 × 10-10 Mn+ + Y4- → MY(n-4)+ ，KMY = [MY(n-4)+] / ([Mn+][Y4-]) 某生以 0.010 M 的 EDTA 滴定 50.00 mL 相同濃度的各種金屬離子時，發現當 pM ≥ 6.0 時，指示劑會立即變色。根據所述，回答下列問題，已知所有金屬離子均不涉及其他反應。
乙二胺四乙酸（簡稱 EDTA）是一種四質子酸（簡記為H4Y），也是常用的金屬螯合劑，可在水中與多數金屬離子（簡稱Mn+）進行錯合反應： H4Y → H+ + H3Y- ， K1 = 1.0 10-2 H3Y- → H+ + H2Y2- ， K2 = 1.0 × 10-3 H2Y2-→ H+ + HY3- ， K3 = 1.0 × 10-6 HY3-→ H+ + Y4- ， K4 = 1.0 × 10-10 Mn+ + Y4- → MY(n-4)+ ，KMY = [MY(n-4)+] / ([Mn+][Y4-]) 某生以 0.010 M 的 EDTA 滴定 50.00 mL 相同濃度的各種金屬離子時，發現當 pM ≥ 6.0 時，指示劑會立即變色。根據所述，回答下列問題，已知所有金屬離子均不涉及其他反應。
該生以 pH 6.0 的酸鹼緩衝溶液配製出 50.00 mL、0.010 M 的某金屬離子溶液。已知該金屬離子的 KMY值為 5.0 1011（即 log KMY = 11.70），試問加入多少毫升 EDTA 時滴定終點恰好出現？估計值準確至小數第一位，並詳述推導過程。（10 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
本題為 EDTA 滴定金屬離子的典型應用，核心在於處理「條件形成常數（Conditional Formation Constant）」。首先需利用 pH 值計算 EDTA 在該酸鹼度下的解離分率（α4），求出實際參與反應的條件常數 K'MY；接著藉由指示劑變色點的 pM 值反推未反應的金屬離子濃度，代入平衡方程式求解出達到該狀態所需的過量 EDTA 體積。
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
【解題思路】先計算 pH 6.0 下 EDTA 的游離分率 α4 並求得條件形成常數 K'MY，再利用滴定終點時的 [Mn+] 反推所需的 EDTA 體積。 【詳解】 已知：
▼ 還有更多解析內容