Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Титриметрія_2015 Cтуд

.pdf
Скачиваний:
18
Добавлен:
21.04.2015
Размер:
637.95 Кб
Скачать

ОБЄМОМЕТРИЧНІ МЕТОДИ АНАЛІЗУ

10."Первинні" та "вторинні" реакції окиснення, їх значення в методах окисненнявідновлення.

11.Що таке автокаталітичні реакції? Наведіть приклад застосування автокаталітичної реакції у методі перманганатометрії.

12.З якою метою при йодометричному визначенні арсену до розчину додають натрію гідрокарбонат (NaHCO3 )?

13.Поясніть чому перманганатометричне визначення відновників (Fe(ІІ), Н2C2O4, H2O2 та інших) виконують у кислому середовищі? Яку кислоту слід використовувати: гідрохлоридну, нітратну чи сульфатну? Відповідь мотивуйте. Напишіть рівняння відповідних реакцій.

14.Склад та мета застосування захисної суміші при визначенні феруму(II) перманганатометричним методом ?

15.Які типи індикаторів застосовуються для встановлення точки еквівалентності у методах окиснення-відновлення? Опишіть принцип дії індикаторів кожного типу, наведіть приклади.

Рис 2.

16.Виведіть формулу залежності константи рівноваги реакції від окисно-відновних потенціалів відповідних напівреакцій. На прикладі реакції відновлення ферум(III) хлориду розчином станум(II) хлориду у середовищі HCl.

17.З якою метою застосовують методи попереднього відновлення в окисновідновному титруванні? Які речовини для цього використовують?

18.Чи можна використовувати для титрування свіжевиготовлений розчин калію перманганату? Відповідь аргументуйте.

19.При перманганатометричному визначенні феруму наважку руди розчиняють у кислоті, утворений розчин, що містить сіль феруму(III), відновлюють, надлишок відновника усувають і відтитровують отриманий розчин робочим розчином калій перманганату. Вкажіть, які реагенти використовують на кожному етапі пробопідготовки, напишіть відповідні рівняння реакцій.

20.Поясніть, чому при встановлені концентрації робочого розчину калію перманганату за оксалатною кислотою титрують гарячий розчин кислоти, а титрування гідроген пероксиду проводять за кімнатної температури ?

21.Поясніть, чому реакція між калій перманганатом і оксалатною кислотою спочатку відбувається дуже повільно, а потім прискорюється? Якими фізичними і хімічними факторами можна вплинути на швидкість цієї реакції?

22.Чи можна приготувати робочі розчини калію перманганату та натрію тіосульфату за наважками відповідних солей і не встановлювати точну концентрацію отриманих розчинів за вторинними стандартами ?

23.Наведіть умови перманганатометричного визначення феруму(II).

24.З якою метою при перманганатометричному визначенні Мангану у руді до досліджуваного розчину додають цинку оксид? Чи можна цю сполуку замінити іншою речовиною?

25.Поясніть принцип броматометричного визначення органічних сполук на прикладі титрування фенолу розчином калій бромату. Наведіть рівняння відповідних реакцій, вкажіть індикатори, що використовуються у цьому методі.

21

ОБЄМОМЕТРИЧНІ МЕТОДИ АНАЛІЗУ

Вправи для самопідготовки

1. Допишіть і урівняйте рівняння реакцій, що наведені нижче; вкажіть молярні маси

еквівалентів окисника і відновника у кожній реакції:

 

KMnO4 + H2C2O4 + H2SO4 =

K2S2O8 + KJ =

KBrO3 + SbCl3 + HCl =

KMnO4 + KCrO2 =

Na2SO3 + J2 + H2O =

SnCl2 + FeCl3 =

KMnO4 + Na2S + H2SO4 =

K2Cr2O7 + KJ + H2SO4 =

SnCl2 + HgCl2 =

KMnO4 + KNO2 + H2SO4 =

KJ + KJO3 + H2SO4 =

MnO2 + H2O2 + HNO3(розб.) =

KMnO4 + SbCl3 + HCl =

K2Cr2O7 + FeCl2 + HCl =

Fe2O3 + HCl =

KMnO4 + FeCl2 + HCl =

Na2S2O3 + J2 =

H2S + J2 =

MnO2 + KJ + HCl =

H3AsO3 + J2 + H2O =

NaOH + J2 =

KMnO4 + MnSO4 + H2O =

Na2HAsO4 + KJ + HCl =

FeCl3 + KJ =

KMnO4 + VOSO4 + H2O =

Na2S2O3 + H2SO4 =

H2O2 + KJ + HCl =

KMnO4 + KJ + H2SO4 =

KBrO3 + AsCl3 + HCl =

CuSO4 + KJ =

NH4VO3 + H2C2O4 + H2SO4 =

KBrO3 + H3AsO3 + H2O =

HJ + O2 =

Ce(SO4)2 + NH2OH =

KBrO3

+ KBr + H2SO4 =

HJ + NO2 =

Ce(SO4)2 + HNO2 + H2O =

KBrO3

+ TlCl + HCl =

FeCl3 + Zn =

Ce(SO4)2 + H2O2 =

KBrO3

+ KJ + HCl =

FeCl3 + Ph2NH =

KClO3 + KJ + HCl =

KBrO3

+ N2H4 =

SnCl2 + KJO3 + HCl =

2.Розчин ферум(II) сульфату титрують розчином калій перманганату у середовищі 1,0

Мсульфатної кислоти. Наведіть формули для розрахунку окисно-відновного потенціалу системи, якщо:

а) розчин недотитровано; б) розчин перетитровано;

в) досягнуто точки еквівалентності.

3.Чому дорівнює молярна маса еквіваленту Al3+, якщо його визначають броматометрично з індикатором метиловим оранжевим за наступними реакціями:

Al3+ + 3 НОС9Н6N = Al(O С9Н6N)3↓ + 3Н+

(оксихінолін)

Al(O С9Н6N)3↓ + 3Н+ = 3 НОС9Н6N + Al3+ НОС9Н6N + 2Br2 = НОС9Н4NBr2 + 2Br- + 2H+

4.Напишіть рівняння реакцій, що лежать в основі перманганатометричного визначення Мангану у руді. Чому дорівнює нормальність робочого розчину калій перманганату в реакції окиснення Mn(II) до Mn(IV), якщо попередньо нормальність робочого розчину (0,05 н.) встановили за оксалатною кислотою?

5.Схематично (без розрахунків) зобразіть на одному рисунку криві титрування 0,1 н

розчину Fe(II) при pH=0 0,1 н розчинами: а) Се(IV); б) КMnO4. Підпишіть осі, вкажіть положення точок еквівалентності. Е0Fe3+/Fe2+= +0.77 B, Е0MnO4-/Mn2+= +1.52 B;

Е0Се(IV)/Ce(III) = +1,44 В.

6. Наведіть приклади двох окисновідновних реакцій, яким би могли відповідати криві титрування, що приведені на рис 3. Підпишіть осі, та відмітьте положення точки еквівалентності для наведених реакцій (без додаткових розрахунків).

22

ОБЄМОМЕТРИЧНІ МЕТОДИ АНАЛІЗУ

Рис. 3. Криві окисно-відновного титрування

7. Виведіть формулу для розрахунку величини окисно-відновного потенціалу у точці еквівалентності при титруванні:

а) 0,01 н. розчину солі ферум(III) 0,01 н розчином Sn(II). E0 Fe3+/Fe2+ = 0,77B; Е0Sn4+/Sn2+ = 0,15

B;

б) 0,05 н. розчину йоду 0,05 н розчином натрій тіосульфату при рН = 5,0? E0J2/2J- = 0,54 B; E0 S4O62-/ 2S2O32- = 0,09B;

в) 0,01 н. розчину ферум(II) сульфату 0,01 н. розчином калій біхромату в середовищі 1М

сульфатної кислоти. E0 Fe3+/Fe2+ = 0,77B E0Cr2O72-; 14H+/2Cr3+ = 1,33 B.

8.При йодометричному визначенні Купруму до розчину солі купрум(II) додають калій йодид. Напишіть рівняння реакції, що відбувається між вказаними сполуками. Поясніть, чому рівновага реакції зсунута зліванаправо, якщо E0 J2/2J- = 0,54 B, E0 Сu2+/Cu+ = 0,153 B.

9.Аналіз було виконано за наведеними нижче методиками. Результат аналізу виявився невірним. Вкажіть причини помилок. Напишіть рівняння реакцій, що лежать в основі кожної методики визначення.

а) При визначенні Феруму до розчину ферум(ІІІ) хлориду додали розчин станум(ІІ) хлориду. Прозорий безбарвний розчин відтитрували робочим розчином калій перманганату до появи стійкого слабко-рожевого забарвлення.

б) Для визначення концентрації кальцію до розчину СaCl2 додали надлишок cтандартного розчину амоній оксалату. Утворений осад відфільтрували і промили гарячою водою. Осад відкинули, а одержаний фільтрат відтитрували стандартним розчином калій перманганату до появи не зникаючого слабко-рожевого забарвлення.

в) При встановленні концентрації розчину калій перманганату до 10,0 мл 0,01 н стандартного розчину оксалатної кислоти додали 0,50 мл 0,01 М сульфатної кислоти і швидко відтитрували розчином калій перманганату до інтенсивнофіолетового забарвлення.

д) Досліджуваний розчин гідроген пероксиду розбавили гарячою водою, додали 10-15 мл концентрованої гідрохлоридної кислоти і відтитрували робочим розчином калій перманганату до появи стійкого фіолетового забарвлення розчину.

е) При йодометричному визначенні купруму розчин купрум(II) сульфату підкислили гідрохлоридною кислотою, нагріли, додали надлишок розчину калій йодиду.

23

ОБЄМОМЕТРИЧНІ МЕТОДИ АНАЛІЗУ

Йод, що виділився, одразу відтитрували робочим розчином натрій тіосульфату у присутності крохмалю.

ж) При йодометричному визначенні арсену(ІІІ) до розчину, що містить натрій арсеніт додали надмір їдкого лугу до рН 12-13, 2-3 мл дифеніламіну і відтитрували робочим розчином йоду у присутності крохмалю.

з) При йодометричному визначені гідрохлоридної кислоти до її розчину додали однакові кількості калій йодиду та калій йодату(V). Одержаний розчин слабкожовтого кольору відтитрували робочим розчином натрій тіосульфату до повного знебарвлення.

и) До 0,2 н. розчину калій біхромату додали сульфатну кислоту і надлишок калій йодиду. Йод, що виділився, відтитрували робочим розчином натрій тіосульфату. На початку титрування титрант додавали порціями по 5,0 мл, потім розчин розбавили водою, додали крохмаль і продовжили титрування до зміни забарвлення розчину від чорно-синього до світло-зеленого. Розчин після титрування став каламутним.

к) При йодометричному визначенні купруму наважку латуні розчинили у нітратній кислоті, отриманий розчин розбавили водою, додали калій йодид і через 30 хвилин відтитрували робочим розчином натрій тіосульфату у присутності крохмалю.

л). Досліджуваний розчин Н2О2 розбавили водою до 100,0 мл у мірній колбі і добре перемішали. Аліквотну частину (25,0 мл) цього розчину перенесли в конічну колбу і відтитрували 0,1 н. розчином калію перманганату до досягнення слабко-фіалкового забарвлення розчину. Вміст Н2О2 розрахували за формулою:

m(Н2О2,г) = N(KMnO4)·V(KMnO4)·34,01·4/10.

10.До 25,0 мл 0,1 н. розчину оксалатної кислоти додали 15,0 мл сульфатної кислоти (1:4). Відразу після додавання кількох краплин 0,1 н. розчину калій перманганату розчин оксалатної кислоти забарвився у червоно-фіолетовий колір. Чим можна пояснити таке явище? Що треба зробити щоб завершити тирування?

11.При перманганатометричному визначенні феруму(II) розчин у кінці титрування має запах хлору. Який компонент захисної суміші був відсутній ?

12.При перманганатометричному визначенні феруму(II) розчин під час титрування набув жовтого відтінку, запаху хлору немає. Якого компоненту захисної суміші було недостатньо ?

13.У лабораторії немає готового розчину гідраргірум(II) хлориду, який необхідний для перманганатометричного визначення феруму у руді. Чи можна його замінити розчином гідраргірум(II) нітрату? Напишіть рівняння відповідних реакцій.

14.Чи можна встановити нормальність розчину натрій тіосульфату, відтитрувавши його стандартним розчином калій біхромату? Відповідь аргументуйте.

15.Чи доцільно замінити сульфатну кислоту ацетатною при встановленні нормальності розчину натрій тіосульфату за розчином калій біхромату?

24

ОБЄМОМЕТРИЧНІ МЕТОДИ АНАЛІЗУ

16.Концентрацію розчину амоній арсеніту визначали йодометрично. При титруванні слабколужного розчину арсеніту робочим розчином йоду один експериментатор нагрів розчин для прискорення реакції, другий не нагрівав. У першого на титрування витрачено 15,50 мл розчину йоду, у другого – 16,30 мл. Який з двох результатів є правильним? Відповідь аргументуйте.

17.Чи можна визначити йодат йодометрично, якщо до розчину калій йодату додати сильну кислоту і надлишок калій йодиду, а йод, що виділився, відтитрувати натрій тіосульфатом? Напишіть рівняння відповідних реакцій.

18.Чи можна визначити йодид йодометрично, якщо до розчину калій йодиду додати

кислоту і надлишок калій йодату, а йод,

що виділився,

відтитрувати натрій

тіосульфатом? Напишіть рівняння відповідних

реакцій.

 

19. При визначенні концентрації сильної кислоти до її розчину додали розчин калій йодиду і надлишок калій йодату(V). Після зливання розчинів випав чорно-бурий осад. Поясніть, чому це могло статися ? Напишіть рівняння відповідних реакцій.

Тестові завдання

1. При перманганатометричному визначенні Феруму до чотирьох розчинів ферум(ІІІ) сульфату додали різні кількості розчину станум (II) хлориду. При цьому спостерігалися наступні ефекти:

а) розчин залишився прозорим; б) випав чорний осад; в) випав сірий осад; г) випав білий осад

Який (які) з розчинів можна далі використовувати для кількісного визначення феруму? Відповідь аргументуйте.

2. В якому з перелічених нижче випадків при перманганатометричному визначенні Мангану доцільно взяти цинку сульфат замість цинку оксиду ?

а) Титрування нейтрального розчину солі мангану (II); б) титрування кислого розчину солі мангану(II);

в) титрування мангану(II) у розчині, що отриманий після розчинення наважки чавуну у суміші сульфатної та концентрованої гідрохлоридної кислот.

3. Реакція між біхроматом і йодидом описується рівнянням:

K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 3I2 + 4K2SO4 + 7H2O.

За якою з наведених нижче формул слід розраховувати молярну масу еквіваленту калій біхромату? Відповідь поясніть.

а) Мr(K2Cr2O7) (до молекули біхромату входять два атоми хрому);

2

б) Мr(K2Cr2O7) (у реакції утворюються 4 моль калій сульфату);

4

в) Мr(K2Cr2O7) (у реакції відновлення Cr2O72- беруть участь 6 електронів);

6

г) Мr(K2Cr2O7) (у реакції беруть участь 2 моль-екв хрому (VI));

12

д) Мr(K2Cr2O7) (у реакції беруть участь 14 моль-екв водню).

14

25

ОБЄМОМЕТРИЧНІ МЕТОДИ АНАЛІЗУ

4. Які з перелічених нижче домішок заважають при йодометричному визначенні купруму(II):

а) Fe2(SO4)3; б) NO; в) AsCl3; г) Bi2(SO4)3; д) PbSO4 ?

Поясніть, у чому проявляється заважаючий вплив кожної з перелічених сполук ? Напишіть рівняння відповідних реакцій.

5. Якщо домішки, перелічені у завданні 4, наявні у розчині у невеликій по відношенню до Cu(II) кількості, їх вплив можна усунути. Який із перелічених нижче способів найбільш придатний для усунення впливу кожної домішки? Знайдіть відповідність між домішками (позначені великими літерами) і способами їх усунення (позначені малими літерами):

А) Fe2(SO4)3; Б) NO; В) AsCl3; Г) Bi2(SO4)3; Д) PbSO4:

а) попереднє осадження гідроксидом амонію і подальше відокремлення осаду; б) зниження кислотності до pH = 4;

в) попереднє кип’ятіння розчину; г) додавання натрію флуориду; д) додавання натрію ацетату .

6. Натрію арсеніт окиснюється до арсенату при титруванні йодом у слабко-лужному середовищі. Чому дорівнює молярна маса еквіваленту арсеніту у цій реакції? Напишіть відповідне рівняння реакції, виберіть правильну відповідь:

а) Мr(Na 2AsO3) ;

б) Мr(Na2AsO3) ;

в) Мr(Na2AsO3) ;

г) Мr(Na2AsO3) ; д) Mr (Na2AsO4) ?

6

2

12

3

7. 0,01 Н розчин натрій арсеніту титрують 0,01 н. розчином йоду. Яке з перелічених нижче значень pH є оптимальним при йодометричному визначенні арсеніту? Відповідь підтвердіть розрахунками. Напишіть рівняння відповідних реакцій. Поясніть, які помилки можуть виникнути при інших значеннях pH?

а) pH = 1; б) pH = 4;

в) pH = 9; г) pH = 12?

E0AsO43-,2H+/ AsO33- = 0,56 B;

E0J2/2J- = 0,54 B.

8.Як приготувати 2,0 л приблизно 0,170 н. робочого розчину I3- з твердих препаратів I2 та KI ? Як встановити точно його концентрацію? Проведіть обчислення, наведіть рівняння відповідних реакцій.

Розрахункові задачі

1.Напишіть рівняння відповідних напівреакцій та розрахуйте значення окисно-відновних потенціалів за вказаних умов:

а) [Ox]=5▪10-2 моль/л; [Red]=5▪10-1 моль/л; [H+]=1▪10-2 моль/л;

б) [Ox]=[Red]=0,1 моль/л в розчині 1М сильної кислоти;

в) [Ox]=[Red]=0,1моль/л при рН=7;

 

 

 

1.

Е0 MnO4-,8H+/Mn2+ = 1,52 B;

9. E0 JO3-,6H+/J2 = 1,19 B;

2.

E0Cr2O72-, 14H+/2Cr3+ = 1,33 B;

10.

E0

Tl3+/Tl+ = 1,28 B;

3.

E0

TiO2+,2H+/Ti3+ = 0,10 B;

11.

E0 Сu2+/Cu+ = 0,153 B;

4.

E0

AsO43-,2H+/ AsO33- = 0,56 B;

12.

Е0

Ti4+/Ti3+ = 0,1В;

5.

E0

J2/2J- = 0,54 B;

13.

E0

Br2/2Br- = 1,065 B;

6.

E0

BrO3-,6H+/Br- =1,45 B;

14.

E0 PbO2,4H+/Pb2+ =1,456 B;

7.

E0 Ce4+/Ce3+ = 1,44 B;

15.

E0

2CO2,2H+/C2O42- = –0,49 B.

8.

E0 VO43-,4H+/VO2+ = 1,31 B;

 

 

 

26

ОБЄМОМЕТРИЧНІ МЕТОДИ АНАЛІЗУ

2. Визначте напрямки хімічних реакцій, схеми яких наведено нижче, за умов, коли: (величини стандартних окисно-відновних потенціалів взяти у завданні 1)

а) [Ox]=1▪10-4 моль/л; [Red]=1▪10-2 моль/л; рН=1;

б) [Ox]=[Red]=1▪10-2 моль/л; в 1 М розчині сильної кислоти;

в) [Ox]=[Red]=1▪10-2 моль/л, рН=3,0;

Cr2O72- + J-+ H+ ↔ Cr3+ + J2 + H2O MnO4- + C2O42- + H+ ↔ Mn2++ CO2 + H2O TiO2+ + Fe2+ ↔ Ti3++ Fe3+

MnO4- + Pb2+ + H2O ↔ MnO2 + PbO2 + H+ AsO43- + H+ + J- ↔ AsO33- + J2 + H2O Fe2+ + VO43- + H+ ↔ Fe3+ + VO2+ + H2O Fe3+ + Ce3+ ↔ Ce4+ + Fe2+

Ti4+ + Sn2+ ↔ Sn4+ + Ti3+

MnO4- + Br- + H+ ↔ Mn2+ + Br2 + H2O Cu2+ + J- ↔ Cu2J2 + J2

3. *Добуток розчинності Ag2SO3 Ks0 = 1,5·10-14, розрахуйте стандартний окисновідновний потенціал напівреакції:

Ag2SO3 (тв)+ 2 e- → Ag0 + SO32- якщо E0 Ag+/ Ag= 0,799 B.

3.Розчин станум(ІІ) хлориду титрують розчином калій біхромату при рН=0. Розрахуйте значення окисно-відновного потенціалу системи в точці еквівалентності.

E0Cr2O72-, 14H+/2Cr3+ = 1,33 B; Е0Sn4+/Sn2+ = 0,15 B.

4.*Розчин ферум(ІІ) сульфату титрують розчином калію перманганату у середовищі 2

Мсульфатної кислоти. Індикатор змінює своє забарвлення при Е=0,83В. Якою буде помилка титрування (у відсотках) ?

E0 Fe3+/Fe2+ = 0,77B; E0 MnO4-,8H+/Mn2+ = 1,52B.

5.

*Розчин ферум(ІІ) хлориду відтитрували розчином церій(IV) сульфату. Обчисліть

 

значення окисно-відновного потенціалу системи, якщо розчин феруму недотитровано

 

на 1,0 %.

Е0 Се4+/Се3+ = 1,7В; E0 Fe3+/Fe2+ = 0,77B.

6.

*Розчин станум(ІІ) хлориду відтитрували розчином ферум(ІІІ) хлориду. Обчисліть

 

зміну окисно-відновного потенціалу системи в інтервалі: розчин недотитровано на 0,1

 

% – розчин перетитровано на 0,1% (стрибок титрування).

0

0

Е

Sn4+/Sn2+ = 0,15 B; E Fe3+/Fe2+ = 0,77B.

7.

*Розчин FeSO4, титрують розчином K2Cr2O7 у середовищі 2 н. сульфатної кислоти.

 

Обчисліть зміну окисно-відновного потенціалу системи в інтервалі: розчин

 

недотитровано на 0,5 % – розчин перетитровано на 0,5%.

E0 Fe3+/Fe2+ = 0,77B, E0Cr2O72-, 14H+/2Cr3+ = 1,33 B.

8.

*Розчин ферум(ІІІ) сульфату титрують розчином титан(ІІІ) хлориду. Помилка

 

титрування за умовами роботи не повинна перевищувати 0,1%. У якому діапазоні має

 

знаходитися значення стандартного окисно-відновного потенціалу індикатора, щоб

 

його можна було використати для встановлення точки кінця титрування? Е0 Ti4+/Ti3+ =

 

0,1В; E0 Fe3+/Fe2+ = 0,77B.

9.

*Розчин ванадію(III) титрують розчином K2Cr2O7 в середовищі сульфатної кислоти

 

при рН 0 з індикатором фероїном (Е0= +1,06 В). Розрахуйте помилку титрування (%),

якщо E0Cr2O72-, 14H+/2Cr3+ = 1,33 B, E0 VO2+/V3+ = 0,67 B.

27

ОБЄМОМЕТРИЧНІ МЕТОДИ АНАЛІЗУ

10.Обчисліть молярну концентрацію розчину калій перманганату, якщо титр цього розчину за оксалатною кислотою дорівнює 0,0018 г/мл.

11.До 0,05 М розчину калій дихромату об’ємом 25,0 мл додали розчин калію йодиду та сульфатну кислоту. На титрування йоду, що виділився у результаті реакції було витрачено 21,25 мл розчину тіосульфату. Розрахуйте нормальність розчину натрій тіосульфату.

12.Наважку 5,2215 г калій дихромату розчинили у 250,0 мл води. Розрахуйте титр, молярну та нормальну концентрацію одержаного розчину, якщо його використовують надалі для встановлення концентрації розчину натрій тіосульфату ?

13.Нітратна кислота густиною 1,185 г/мл містить 30,1 % HNO3. Розрахуйте нормальність її розчину в методі редоксометрії, якщо відомо, що HNO3 відновлюється до NO.

14.Знайти об`єм води, який необхідно додати до 250 мл 0,1500 н розчину NH4VO3, щоб одержати розчин з TNH 4 VO3 /Sn2+ = 0,005935 г/мл.

15. Розчин КMnO4 з TKMnO4 / KNO2 =0,004255 г/мл, отриманий для титрування відновників

укислому середовищі, використали для титрування Na2SO3 в нейтральному середовищі. Якою буде нормальність одержаного розчину КMnO4 за цих умов?

16.Для встановлення нормальності натрій тіосульфату студенти приготували розчин

калій дихромату. Для цього змішали: 300,0 мл розчину, що містив 1,560 г К2Сr2O7 та 400,0 мл 0,0365 М розчину К2Сr2O7. Об’єм отриманої суміші довели водою до 1,00 л у мірній колбі. Яка нормальність одержаного розчину калій дихромату ?

17.Яку наважку Na2S2O3·5H2O (Mr=248,18) треба взяти для приготування 250,0 мл розчину для йодометричного визначення купруму? Титр розчину за купрумом (II) має становити 0,001345 г/мл.

18.Розчин KBrO3 використовують як робочий при броматометричному визначенні фенолу. Розрахуйте наважку KBrO3, яку треба взяти для приготування 750,0 мл 0,1500 н розчину KBrO3, а також обчисліть його титр за фенолом.

19.Наважку залізної руди масою 0,5125 г розчинили у кислоті, ферум(ІІІ) відновили і відтитрували феруму(ІІ), що утворився, 0,050 н. розчином калій перманганату. Розрахуйте відсотковий вміст феруму у руді, якщо на титрування дослідженого розчину витратили 25,25 мл робочого розчину перманганату.

20.Визначення вмісту аскорбінової кислоти у таблетках проводили йодометрично. Для цього сім таблеток, кожна масою по 1,0000 г, розчинили у воді, об’єм розчину довели

умірній колбі до 100,0 мл. До аліквотної частини розчину (20,00 мл) додали 10,00 мл 0,200 н. розчину йоду. На титрування надлишку йоду було витрачено 12,00 мл 0,100 н. розчину натрій тіосульфату. Який середній вміст аскорбінової кислоти в одній таблетці ?

21.До 30,00 мл 0,100 М розчину калій перманганату додали розчин натрію нітриту та сульфатну кислоту. Надмір перманганату відтитрували 0,100 н. розчином оксалатної кислоти, на що пішло 12,0 мл цього розчину. Розрахуйте масу натрію нітриту у розчині.

22.На титрування п’яти наважок засобу для догляду за волоссям масою по 3,0600 г

витратили: 25,5, 24,7, 24,8, 24,6, 24,75 мл 0,1028 н. розчину I2. Розрахуйте процентний вміст тіогліколевої кислоти (Мr = 92,10) у засобі для догляду за волоссям, якщо титрування відбувається згідно реакції:

2HSCH2COOH + I2 = HOOC-CH2-S-S-CH2-COOH + 2HI.

28

ОБЄМОМЕТРИЧНІ МЕТОДИ АНАЛІЗУ

23.Визначте масу калій дихромату в розчині, якщо після додавання до цього розчину надміру калій йодиду та сульфатної кислоти на титрування виділеного йоду було витрачено 25,0 мл 0,200 н розчину натрій тіосульфату?

24.Яку наважку сплаву, що містить 20,00 % мангану, необхідно взяти для отримання 100,00 мл розчину, на титрування кожних 20,00 мл якого буде витрачатись по 25,00 мл 0,500 н. розчину калій перманганату? Нормальність калій перманганату встановлено за оксалатною кислотою.

25.Який об’єм 0,100 н. розчину КМnО4 буде витрачено на титрування розчину ферум(ІІ) сульфату, який отримано після розчинення 0,4000 г залізної руди, що містить 50,00 % заліза ?

26.При йодометричному визначенні йодату до розчину КІО3 додали сульфатну кислоту і надлишок розчину KI. Йод, що виділився у результаті реакції, відтитрували 0,1012 н. розчином натрій тіосульфату, на що було витрачено 20,75 мл цього розчину. Розрахуйте скільки грамів КІО3 було у досліджуваному розчині?

27.До 2,5 мл розчину КСlO3 невідомої концентрації додали 25,0 мл 0,1200 н. розчину FeSO4, надлишок ферум (II) сульфату, що не прореагував з КСlO3, відтитрували 0,1100 н. розчином КМnО4. На титрування було витрачено 5,00 мл титранту. Розрахуйте відсотковий вміст КСlO3 в досліджуваному розчині, якщо густина цього розчину ρ = 1,00 г/мл.

28. Наважку суміші КСlO3 і KCl масою 1,6212 г розчинили і довели водою до мітки у мірній колбі на 250 мл. До 20,00 мл одержаного розчину додали надлишок KI, а йод, що виділився, відтитрували 14,25 мл 0,0984 н розчину Na2S2O3. Розрахувати склад суміші (у %).

29.Технічний натрій вісмутат масою 0,5129 г обробили концентрованою HСl. Хлор, що утворився, відігнали і поглинили розчином KI, а йод, який виділився, відтитрували

49,40 мл 0,0642 н розчину Na2S2O3. Якою є масова частка NaBiO3 у технічному продукті?

30.Знайти відсоток домішок калій нітриту у технічному KNO3, якщо наважку солі масою 2,6316 г розчинили і довели водою до мітки у мірній колбі на 200 мл. До

аліквоти 25,00 мл додали 25,00 мл 0,1000 н розчину KMnO4, надлишок якого відтитрували 0,1126 н розчином оксалатної кислоти, витративши останньої 20,60 мл.

Приклади розрахунків та розв’язування задач

Приклад 1. Визначити напрямок хімічної реакції:

Cr2O72- + 2J-+ H+ ↔2Cr3+ + J2 + H2O,

за наступних умов: [Cr2O72-]=[J2]=1.10-3 моль/л; [Cr3+]=[J-]=2.10-3 моль/л; рН=1,0; E0Cr2O72-, 14H+/2Cr3+ = 1,33 B; E0J2/2J- = 0,54 B.

Розв'язок. Запишемо рівняння Нернста для окисно-відновних напівреакцій та розрахуємо значення окисно-відновних потенціалів за заданих умов.

Напівреакція 1: Cr2O72- + 14H+ + 6е = 2Cr3+ + 7H2O

29

 

 

 

 

 

 

ОБЄМОМЕТРИЧНІ МЕТОДИ АНАЛІЗУ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,059

 

[Сr

2

O

 

2

][ H + ]14

 

 

Е1

= E 0 (Cr

 

O

 

2 −

/ 2Cr 3 + ) +

lg

 

 

 

7

 

 

 

=

2

 

 

 

 

[Cr 3

+ ]2

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1,33 +

0,059

lg

10 - 2 × (10 - 1 )14

 

= 1,23 В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2 ×10 - 3 ) 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напівреакція 2: J2о +2е 2J-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,059

 

[J o

]

 

 

 

 

 

0,059

 

 

10

- 2

 

 

Е2 = Е0 (J

 

/ 2J ) +

lg

 

2

 

 

= 0,53 +

lg

 

 

 

= 0,65В

 

 

 

- ]2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

[J

 

 

 

 

 

2

 

(2 ×10- 3 )2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оскільки за вказаних умов, Е1 > Е2, рівновага реакції буде зсунута зліва направо, тобто у бік утворення Cr3+ та J2

Cr2O72- + 2J-+ H+ 2Cr3+ + J2 + H2O.

Відповідь: рівновага реакції зсунута зліва направо.

Приклад 2. Виведіть рівняння для розрахунку окисно-відновного потенціала у точці еквівалентності для реакції

5Fe2+ + MnO4- + 8H+ ↔ 5Fe3+ + Mn2++ 4H2O

E0 Fe3+/Fe2+ = 0,77B; E0 MnO4-, 8H+/Mn2+ = 1,52B.

Розв'язок. Значення окисно-відновного потенціалу реакції обумовлене потенціалами відповідних напівреакцій:

Fe3+ +1 е = Fe2+

MnO4- + 8H+ + 5е = Mn2++ 4H2O.

Для зручності та спрощення записів формул при математичних перетвореннях

приймемо, що Е1 = E0

Fe3+/Fe2+ = 0,77B; Е2 = E0MnO4-, 8H+/Mn2+ = 1,52 B.

Потенціал кожної напівреакції можна розрахувати за рівнянням Нернста:

 

 

 

 

 

Еa

= Е1

+

0,059

lg

[Fe3 +]

(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

[Fe2 +]

 

 

 

 

 

Еb

= Е2

+

0,059

lg

 

[MnO4

][H +]8

(2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

[Mn 2 + ]

 

 

У точці еквівалентності загальний потенціал системи (Eт.е) обумовлюється потенціалами

обох напівреакцій, отже: Еа=Ет.е і Еb=Ет.е

 

Додамо праві і ліві частини рівнянь (1) і (2)

але перед тим домножимо всі члени рівняння (2) на 5, щоб позбутися знаменника:

Е

 

 

= Е1

+

0,059

 

lg

 

[Fe3 +]

 

 

 

 

 

 

 

т.е

1

 

 

[Fe2

+]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[MnO 4

][ H +]8

 

 

5Ет.е. = 5Е2

 

+ 0,059 lg

 

 

 

 

 

 

 

 

[Mn 2 + ]

 

 

30