Chemistry Labs

第 3 题

忽略吸收池和溶剂的吸收；所有溶液均为25 °C。用弱酸HA和NaA配制水溶液X，其中 [AX−]=1.00×10−2[\ce{A-}] = 1.00\times 10^{-2}、[HA]=1.00×10−3[\ce{HA}] = 1.00\times 10^{-3}、[HX+]=1.00×10−4[\ce{H+}] = 1.00\times 10^{-4} mol L−1^{-1}，三者由平衡 HA⇌HX++AX−\ce{HA <=> H+ + A-} 联系。X在波长 λ1\lambda_1（光程 ll）处的吸光度为 A1A_1。然后用pH 2.500的盐酸将X稀释至原体积的两倍；稀释并重新达到平衡后，λ1\lambda_1 处吸光度仍为 A1A_1。求 λ1\lambda_1 处HA与 AX−\ce{A-} 的吸光系数之比 εHA/εAX−\varepsilon_{\ce{HA}}/\varepsilon_{\ce{A-}}。
第 2/3 步：稀释后的新平衡
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[HX+]′=10−2.500=3.16×10−3;[AX−]′=5.00×10−3−x=3.81×10−3, [HA]′=5.00×10−4+x=1.69×10−3 mol L−1[\ce{H+}]' = 10^{-2.500} = 3.16\times 10^{-3};\quad [\ce{A-}]' = 5.00\times 10^{-3} - x = 3.81\times 10^{-3},\ [\ce{HA}]' = 5.00\times 10^{-4} + x = 1.69\times 10^{-3}\ \text{mol L}^{-1}
分析

稀释使分析浓度减半（[HA]=5.00×10−4[\ce{HA}] = 5.00\times 10^{-4}，[AX−]=5.00×10−3[\ce{A-}] = 5.00\times 10^{-3}），而HCl固定 [HX+]′=3.16×10−3[\ce{H+}]' = 3.16\times 10^{-3} mol L−1^{-1}。代入 Ka=[HX+]′[AX−]′/[HA]′=10−3K_a = [\ce{H+}]'[\ce{A-}]'/[\ce{HA}]' = 10^{-3} 得 x=1.19×10−3x = 1.19\times 10^{-3}，即 [AX−]′=3.81×10−3[\ce{A-}]' = 3.81\times 10^{-3}、[HA]′=1.69×10−3[\ce{HA}]' = 1.69\times 10^{-3} mol L−1^{-1}。

常见错误. 稀释用的HCl额外提供H+，平衡向HA方向移动；不能简单地把平衡浓度减半。