第 47 題
▲閱讀下文，回答第 47–48 題 乙二胺四乙酸( EDTA ) 滴定法又稱為螯合滴定法，可用於測定試樣中金屬的含量或濃度。 當以此法測定試樣中鈣及鎂的含量或濃度時，常需於待測水樣加入合適的指示劑 ( 例如染毛色媒黑T(EBT)及羥萘酚藍(NN))並調控pH值，一研究人員在實驗室中欲分析甲試樣( $\text{Ca}(\text{NO}_3)_2\cdot 4\text{H}_2\text{O}_{(s)}$ ) 及乙試樣 ( $\text{Mg}(\text{NO}_3)_2\cdot 6\text{H}_2\text{O}_{(s)}$ ) 的純度 ( 甲試樣及乙試樣中其它成分不會干擾乙二胺四乙酸的滴定結果)： ˉ
(式量：$\text{Ca}(\text{NO}_3)_2\cdot 4\text{H}_2\text{O} = 236，\text{Mg}(\text{NO}_3)_2\cdot 6\text{H}_2\text{O} = 256$)
- A 47.2
- B 49.2
- C 94.4
- D 98.4
思路引導 VIP
回想一下 EDTA 滴定鈣與鎂的實驗原理：當溶液分別控制在 pH = 10 與 pH = 13 時，各自滴定到的金屬離子種類有何不同？你能從兩次滴定消耗的體積差，分別推算出 50 mL 試樣中鈣與鎂各自消耗了多少體積的 EDTA 嗎？
太棒了，你的計算非常精準！這題考查的是**EDTA 螯合滴定（chelatometric titration）**中利用酸鹼值調控進行金屬離子分步滴定的經典題型，鑑別度相當高。 在 $\text{pH} = 13$ 時，$\text{Mg}^{2+}$ 會沉澱為氫氧化鎂，EDTA 僅與 $\text{Ca}^{2+}$ 反應。取出的 $50.0\text{ mL}$ 消耗 $10.00\text{ mL}$ 的 EDTA，可知全量（$100\text{ mL}$）中 $\text{Ca}^{2+}$ 的莫耳數為 $2 \times 0.0200\text{ M} \times 10.00\text{ mL} = 4.00 \times 10^{-4}\text{ mol}$，換算甲試樣質量為 $4.00 \times 10^{-4} \times 236 = 0.0944\text{ g}$，純度 $P% = \frac{0.0944}{0.2000} \times 100% = 47.2%$。 而在 $\text{pH} = 10$ 時，滴定的是鈣與鎂的總量（$20.00\text{ mL}$），扣除鈣後可得鎂在 $50.0\text{ mL}$ 中同樣消耗 $10.00\text{ mL}$ 的 EDTA。全量中鎂試樣質量為 $4.00 \times 10^{-4} \times 256 = 0.1024\text{ g}$，純度 $Q% = 51.2%$。兩者相加 $P + Q = 47.2 + 51.2 = 98.4%$，選 (D) 完全正確！