分离电子文档3.doc

1 碘在某有机溶剂和水之间的分配比D为8.00,如果50.0mL 0.100mol/L I2水溶液用100mL该有机溶剂振摇,问平衡后与10.0mL有机相中I2完全反应需要0.0600 mol/L Na2S2O3溶液多少毫升? Ar(I)=127.0 解： m0 = 50.00.100 = 5.00 mmol V水 萃取后留在水溶液中的碘量: m1= m0 DV有+V水 50 = 5.00 = 0.294 mmol 8100+50 C有= 4.71 mmol 4.71/10 = 0.0600V(Na2S2O3)/2 V(Na2S2O3)=15.7 mL2 移取0.100mol/L碘液(含过量KI)50.0mL,加CCl450.0mL,摇荡达平衡后,静置分层,取出CCl4溶液10.0mL,用0.1000mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗17.9 mL。计算碘在CCl4相与水相中的分配比。 解： 0.100017.9 c(I2)有 = = 0.0895 (mol/L) 210 0.10050.0-0.089550.0 c(I2)水 = = 0.0105 (mol/L) 50.0 c(I2)有 0.0895 D= = = 8.5 c(I2)水 0.0105 3 采用钽试剂萃取光度法测定钒,100mL试液中含钒40mg,用10mL钽试剂-氯仿溶液萃取,萃取率为90%,用1cm比色皿,在530nm波长处测得萃取液的吸光度为0.384,求分配比和摩尔吸光系数。 Ar(V)=50.94 解： D D E = 100% 即 90% = 100% V水 100 D+ D + V有 10 解得 D=90 90%4010-6 c = = 7.0710-5 (mol/L) 50.941010-3 A 0.384 e = = = 5.4103 L/（molcm） bc 17.0710-5 4 丁酸在苯-水体系中的分配系数KD=3，当100 mL 0.10 mol/L丁酸溶液用25mL苯萃取时, 计算在(a)pH=4.00；(b)pH=10.00时丁酸在苯中的浓度？ (丁酸根离子不被萃取、丁酸的pKa=4.8) 解：(a) KDH+ 310-4.00 D = = = 2.6 H+Ka 10-4.00+10-4.8 2.6 E = 100% = 39.4% 2.6+100/25 丁酸在有机相中的浓度为0.101000.394/25 = 0.16 (mol/L) (b) 310-10.00 D = = 10-4.7 10-10.00+10-4.8 10-4.7 E = 100% = 5.010-4 % 10-4.7+100/25 有机相中丁酸的浓度仅为0.101005.010-6/25 = 2.010-6 (mol/L) 5 三氟乙酰丙酮为一弱酸,能被CHCl3萃取,而其酸根离子则不被萃取。从三氟乙酰丙酮在CHCl3和H2O中的分配比的测定实验得如下数据： pH 1.16 6.39 D 2.00 1.40 计算它在CHCl3和H2O中的分配系数KD和在水中的解离常数Ka。 解： KDH+ 由于D = H+Ka KD10-1.16 2.00 = 10-1.16+Ka KD10-6.39 1.40 = 10-6.39+Ka 解得Ka=10-6.76，故KD=2.00 6 8-羟基喹啉HL在某萃取体系中的分配系数KD=720，H2L+在水中的解离常数Ka1、Ka2分别为1.010-5，2.010-10。 (1) 导出8-羟基喹啉的分配比与水相中H+浓度的关系式。 (2) pH多大时，8-羟基喹啉的萃取率最大？ (3) 当相比为1时，8-羟基喹啉的最大萃取率有多大？ 解： (1) co HLo KD D = = = cw H2L+w+HLw+L-w H+w/Ka1+1+Ka2/H+w (2) E最大时D也应最大，故D表达式中分母部分应取极小值，即 d(H+w/Ka1+1+Ka2/H+w) = 0 dH+w _ _ 解得H+w =Ka1Ka2 = 1.010-52.010-10 = 4.510-8 (mol/L) pH=7.35 (3)D的最大值为 720 D = =720 4.510-8 2.010-10 +1+ 1.010-5 4.510-8 720 E = 100% = 99.9% 720+1 (2) E最大时D也应最大，此时HL为最大，相当于两性溶液，即： _ _ H+w =Ka1Ka2 = 1.010-52.010-10 = 4.510-8 (mol/L)7 用纸层析法分离两种性质相近的物质A和B，若已知两者的比移值分别为0.40和 0.60，使用8cm长的层析纸，则分离后两斑点之间的最大距离是多少？ 解： 设A，B两物质的斑点最大可前进的距离是x，y x/8=0.4 x=3.2 (cm) y/8=0.6 y=4.8 (cm) 故两斑点之间最大距离为1.6cm 8 将Na2HPO4、NaH2PO4和H3PO4各1 mmol溶于10mL水中,将溶液加入-Na型阳离子交换柱(溶液中呈酸性的H+和其它阳离子从柱中交换出Na+)。再加入100mL水通过柱,并收集在一烧杯中。 (1) 烧杯中Na+浓度是多少? (2) 溶液的pH是多少? (H3PO4的pKa1pKa3分别是2.12、7.20、12.36) 解： (1) 钠离子取代了所有酸式的质子,所以从每一种磷酸盐得到了3mmol Na+, 33 mmol 其浓度 Na+= = 0.82 mol/L (100+10) mL 3 mmol (2) c(PO43-) = = 0.027 mol/L, 为一弱碱溶液 110 mL OH-= Kb1(c-OH)1/2 = 10-1.64(0.027-OH-)1/2 解得 OH-= 10-1.50mol/L pH = 12.50 9 利用共沉淀法分离，对于微量组分的测定有何意义？与无机共沉淀剂相比较，有机共沉淀剂有何优点？ 解： 若含量过低难以测定，利用共沉淀法可使微量组分浓缩富集。有机共沉淀剂特点是：(1)引入不同功能团选择性高；(2)有机沉淀剂体积大富集效果好；(3)有机共沉淀剂在灼烧时易去除去不干扰微量组份测定。 10 分析岩石中的Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Mn2+等组分，为将Fe3+、Al3+与Ca2+、Mg2+分离，常使用NH3-NH4Cl体系，这时Mn将留在何处？若以EDTA 滴定法测定Al3+、Fe3+以及Ca2+、Mg2+，让Mn留在沉淀中还是溶液中为好？如何才能达到此目的？ 解： Mn(OH)2溶解度不大也不小，Mn将分别在沉淀与溶液中存在。Mn不干扰Fe3+、Al3+ 测定，但却干扰Ca2+、Mg2+测定(EDTA络合滴定)。为使Mn完全处于沉淀中,可同时加入H2O2氧化Mn2+成Mn()以MnO(OH)2形式沉淀。 11 下表表示离子交换法制备纯水的原理。试指出各种试验的现象和结论。 原水原水通过阳离子交换树脂原水通过阴离子交换树脂原水依次通过阳阴离子交换树脂EBT试验(pH=10)+-+-