- •Содержание
- •Лекция 4. Качественный анализ. Анализ анионов………………………………………………………….45
- •Контрольные задания по дисциплине "Экоаналитическая химия" Теоретические вопросы………………………………………………………………146
- •Лекция 1. Экологическая аналитическая химия и физико-химические методы анализа
- •Часть 1. Основы эколого-химического анализа и применяемые в контроле окружающей среды аналитические реакции
- •Тема 1. Теоретические основы эколого-аналитической химии
- •(A)Основные термины и определения
- •Наиболее распространенные физические и физико-химические методы анализа
- •Важнейшие области применения физических и физико-химических методов анализа в экологическом мониторинге
- •Методы разделения и концентрирования
- •Некоторые указания по выполнению аналитических операций и их важнейшие характеристики
- •Контрольные вопросы (для самоподготовки):
- •Литература
- •Лекция 2
- •Количество и концентрация вещества:
- •Приготовление и измерение различными способами
- •Статья II.Измерение объемов растворов 1
- •Описание мерной посуды и правила работы с ней
- •Мерные колбы
- •Статья III.Приготовление растворов из стандарт-титров
- •Статья IV.Пипетки
- •Статья V.Бюретки
- •3.1. Определения основных понятий
- •3.2. Аналитические признаки веществ и аналитические реакции
- •Бесцветный ярко сине-голубой
- •Бесцветный ярко красный
- •Окрашивание пламени соединениями некоторых элементов
- •3.3. Типы аналитических реакций и реагентов
- •3.4. Характеристики чувствительности аналитических реакций
- •3.5. Подготовка образца к анализу
- •3.5.1. Отбор средней пробы
- •3.5.2. Растворение пробы
- •3.6. Проведение анализа
- •Литература:
- •Лекция 4. Качественный анализ. Анализ анионов
- •4.1. Аналитические реакции. Аналитический признак.
- •Дробный и систематический анализы.
- •Практические работы Лабораторная работа №1 обнаружение индивидуальных анионов и анализ смесей анионов
- •Третья группа анионов
- •Дробный анализ смеси анионов
- •Лекция 5. Качественный анализ катионов
- •5.1. Аналитическая классификация катионов по группам [1]. Статья VI. Статья VII.Введение
- •5.2. Различные аналитические классификации катионов по группам
- •Рекомендуемая литература:
- •Количественный анализ
- •Классификация методов количественного анализа
- •Требования, предъявляемые к реакциям в количественном анализе
- •Статистическая обработка результатов количественного анализа
- •Повторить некорректно проведенный анализ — это непременное правило.
- •1.4.1. Правильность и воспроизводимость результатов.
- •1.4.2. Классификация ошибок количественного анализа.
- •Количественный химический анализ гравиметрический анализ (гравиметрия)
- •Загрязнение осадков
- •Основные операции гравиметрического анализа
- •Лекция 7. Обзор методов анализа. Электрохимические инструментальные методы анализа (рН-метрия и ионселективная потенциометрия). Обзор методов анализа.
- •1. Классификация и важнейшие характеристики методов анализа, применяемых в мониторинге ос
- •2. Электрохимические методы анализа
- •Лекция 8. Спектрально–оптические методы анализа
- •Лекция 9. Хроматографические методы анализа
- •5. Другие методы анализа
- •1.1. Приборы радиационной разведки и
- •1.2. Назначение и характеристики технических средств химической разведки и химического контроля
- •Газоанализатор типа «Колион»
- •Формулы перехода от одних выражений концентраций растворов к другим
- •Вопросы к зачету по разделу курса «Экоаналитическая химия» «Качественный анализ»
- •2. Какие Вы знаете операции качественного химического анализа?
- •3. Какие бывают классификации катионов (групповые реактивы)?
- •4. Какие s-элементы составляют I и II группы катионов и каковы их свойства?
- •5. Какие p-элементы входят в состав III, IV и V групп катионов и каковы их свойства?
- •6. Какие d-элементы входят в состав IV, Vи VI групп катионов и каковы их свойства?
- •Контрольные задания по дисциплине "Экоаналитическая химия" Теоретические вопросы
- •Вопросы по методам анализа. Химические методы количественного анализа Гравиметрия
- •Титриметрические методы
- •Экстракция
- •Спектроскопические методы
- •Хроматографические методы
- •Электрохимические методы
- •Расчетные задачи по различным типам равновесия и методам анализа
- •Задания по теме "Концентрация растворов"
- •Задача 2.
- •Задача 3.
- •Задача 4.
- •Задачи и тесты для контроля усвоения темы
- •Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вопросы
- •127994, Москва, ул. Образцова, 9, стр. 9
Задача 2.
Условие. Массовая доля ω уксусной кислоты в водном растворе равна 60 %. Определить моляльность и мольную долю кислоты в растворе.
Решение. Зная массовую долю ω (СН3СООН) в растворе, определяем, что в 100 г раствора содержится 60 г СН3СООН и 40 г воды. Найдем количества растворенной кислоты и растворителя:
п (Х) = п (СН3СООН) = т (СН3СООН)/М (СН3СООН) = 60 г / 60 = 1 (моль),
n (Y) = п(Н20) = т (Н20)/М (Н20) = 40 г/18 = 2,22 (моль).
Найдем моляльность b (СН3СООН) в растворе по формуле (6) табл. 1 лекции по теме 2:
b (СН3СООН) = n (X) / m (растворителя) = 1/0,04 = 25 (моль/кг).
Мольную долю СН3СООН в растворе определим по формуле (7) табл. 1 лекции по теме 2:
х % (Х) = х (СН3СООН) = n (X) / n (X) + n (Y) = 1/ (1 + 2,22) = 0,31.
Задача 3.
Условие. В 200 мл раствора (Vр-ра) содержится т = 0,5884 г К2Сг207 . Рассчитать молярную концентрацию с (Х) и нормальность (N) этого раствора. Фактор эквивалентности fэкв (Х) дихромата (бихромата) калия равен 1/6, Zx.= 6, а эквивалент Эх = М (К2Сг207) /6 = 294,2/6 = 49,03
Решение. Находим:
молярность раствора с (К2Сг207) = т (К2Сг207)/(М (К2Сг207) Vр-ра) = 0,5884 г/(294,2 ·0,2 л) = 0,01 (моль/л),
нормальность раствора N (К2 Сг207) = т (К2Сг207)/(Эх (К2Сг207) Vр-ра) =
= 0,5884/(49,03-0,2) = 0,06 (моль/л) или
N (К2 Сг207) = с (К2Сг207) / fэкв (К2Сг207) = 0,01 ·1/6 = 0,01 ·6 =0,06 (моль/л).
Задача 4.
Условие. Сколько миллилитров (Vр-ра) исходного раствора серной кислоты с массовой долей ω (H2S04), равной 40 % (пл. d = 1,30 г/мл), следует взять для приготовления 500 мл 0,1 н. раствора? Фактор эквивалентности H2S04 равен 1/2.
Замечание: Молярная концентрация эквивалента (нормальность) как Вы должны помнить обозначается обычно следующими символами: с [fэкв (Х) Х], сн (Х), N (Х). Рядом с этими символами обязательно указывается значение фактора эквивалентности вещества X.
Решение. Нормальность исходного концентрированного раствора N (H2S04 )
N (H2S04 ) = nэ (H2S04)/ Vр-ра = m(H2S04)/Э(H2S04) ·Vр-ра
где: m(H2S04) = 40 г, так как ω (H2S04) = 40 %, а Э(H2S04) = ½ H2S04 = 49
Итак, объем 100 г раствора H2S04 с массовой долей ее 40 % равен 100/1,30 = 76,9 (мл) или 0,0769 (л); .
N(H2S04) = 40/(49 ·0,0769) = 40/3,768 = 10,62 (моль/л).
При разбавлении раствора масса растворенного вещества не изменяется, т. е.
c1 V1 = c2 V2,
где с1 и c2 - молярные концентрации (или нормальности) двух растворов, a
V1 и V2 - объемы этих растворов.
Пользуясь этой формулой, рассчитаем объем концентрированного раствора, который надо взять для приготовления 500 мл 0,1 н. раствора H2S04 :
Vр-ра = 0,1 ·500/10,62 = 4,71 (мл).
Задачи и тесты для контроля усвоения темы
Типовые расчетные задачи (на дом)
Задача 1. Сколько граммов йода и миллилитров этилового спирта (пл. 0,80 г/мл) нужно взять для приготовления 200 г йодной настойки с массовой долей йода 5%?
Ответ: 10 г; 238 мл.
Задача 2. Сколько граммов Na2S04 10 H20 и миллилитров воды нужно взять для приготовления 400 мл раствора с массовой долей Na2S04, равной 10% (пл. 1,065 г/мл)?
Ответ: 96,6 г; 329,4 мл.
Задача 3. Имеется раствор с массовой долей H2S04, равной 10% (пл. 1,07 г/мл).
Вычислите: а) молярную концентрацию; б) нормальность, если fэкв (H2S04) = 1/2;
в) мольную долю H2S04 в этом растворе.
Ответ: а) 1,09 моль/л; б) 2,18 моль/л; в) 0,02.
Задача 4. В 1 кг воды растворили 250 г NaOH. Плотность полученного раствора – 1,219 г/мл. Вычислите: а) массовую долю NaOH; б) молярную концентрацию; в) нормальность; г) моляльность раствора щелочи.
Ответ: а) 20%; б), в) 6,10 моль/л; г) 6,25 моль/кг.
Задача 5. Из 1,59 г Na2C03 приготовлено 500 мл раствора для проведения реакции
Na2C03 + НСl = NaHC03 + NaCl. Вычислите нормальность раствора.
Ответ: 0,03 моль/л.
Задача 6. Какой объем раствора с массовой долей H2S04, равной 80% (пл. 1,75 г/мл), необходимо взять для приготовления 500 мл 0,1 н. раствора? (fэкв (H2S04) = ½)
Ответ: 1,75 мл.
Задача 7. На титрование 20,00 мл 0,1985 М раствора НСl идет 16,33 мл раствора КОН. Вычислите молярную концентрацию раствора щелочи.
Ответ: 0,2431 моль/л.
Задача 8. На титрование 0,2156 г химически чистого карбоната натрия Na2СО3 израсходовано 22,35 мл раствора серной кислоты. Вычислите нормальность раствора кислоты, учитывая, что fэкв (Na2СО3) = fэкв (H2S04) = 1/2.
Ответ: 0,1820 моль/л.
Задача 9. Какую массу КМп04 следует взять для приготовления 2 л раствора, имеющего с(1/5КМп04) = 0,02 моль/л?
Ответ: 1,264 г.
Вопросы для тестового самоконтроля (с одним правильным ответом)
Для каждого вопроса или незаконченного утверждения дается 5 ответов, обозначенных буквами А, В, С, D, Е. Необходимо выбрать один правильный ответ или утверждение.
Укажите единицу количества вещества.
А. Килограмм.
В. Молярная масса.
С. Кубический сантиметр.
D. Моль.
Е. Литр.
2. В 100 мл крови человека содержится примерно 55,8 мг железа. Сколько это составляет атомов железа?
А. 6 1026.
В. 1.
С. 6·1017.
D. 10 –3.
Е. 6 1020.
3. Какое значение может принимать фактор эквивалентности НNО3 в кислотно-основных реакциях ионного обмена?
А. 1/2.
В. 1/5.
С. 1.
D. 1/3.
Е. 1/8.
4. Какое количество эквивалентов составляют 98 г фосфорной кислоты в реакции образования средней соли?
А. 3.
В. 2.
С. 1/2.
D. 1.
Е. 1/3.
5. В какой из приведенных ниже реакций фактор эквивалентности Н2S04 равен 1/8?
A. H2S04 + 2КОН = K2S04 + 2Н20.
В. H2S04 + КОН = KHS04 + Н20.
С. H2S04 + Сu → CuS04 + S02 + Н2О.
D H2S04 + Zn → ZnS04 + S + Н20.
Е. H2S04 + HI → I2 + H2S + Н20.
6. Массовая доля NaCl в физиологическом растворе равна 0,85%. Какую массу NaCl нужно взять для приготовления 1 кг физиологического раствора?
А. 85 г.
В. 8,5 г.
С. 0,85 г.
D. 85 мг.
Е. 850 мг.
7. В качестве первичного стандарта в титриметрическом анализе может быть использовано следующее вещество:
А. КМп04.
B. Na2B407·10H20.
C. I2.
D. H2S04.
Е. NaOH.
8. Сколько миллилитров 0,1 М раствора AgN03 израсходуется на титрование 5 мл
0,2 М раствора NaCl?
А. 5 мл.
В. 1 мл.
С. 2,5 мл.
D. 10 мл
Е. 100 мл.
Варианты контрольных работ
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1 (Вариант 1)
Ф.И.О. __________________________________________ Дата_______________
Решения задач можно писать на обороте.
Задача 1. Сколько граммов йода и миллилитров этилового спирта (пл. 0,80 г/мл) нужно взять для приготовления 200 г йодной настойки с массовой долей йода 5%?
Задача 2. На титрование 20,00 мл 0,1985 М раствора НСl идет 16,33 мл раствора КОН. Вычислите молярную концентрацию раствора щелочи.
Для каждого вопроса или незаконченного утверждения дается 5 ответов, обозначенных буквами А, В, С, D, Е. Необходимо выбрать один правильный ответ или утверждение.
Тест 1. Укажите единицу количества вещества.
А. Килограмм.
В. Молярная масса.
С. Кубический сантиметр.
D. Моль.
Е. Литр.
Тест 2. Какое количество эквивалентов составляют 98 г фосфорной кислоты в реакции образования средней соли?
А. 3.
В. 2.
С. 1/2.
D. 1.
Е. 1/3.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1 (вариант 2)
Ф.И.О. __________________________________________ Дата_______________
Решения задач можно писать на обороте.
Задача 1. Сколько граммов Na2S04 10 H20 и миллилитров воды нужно взять для приготовления 400 мл раствора с массовой долей Na2S04, равной 10% (пл. 1,065 г/мл)?
Задача 2. На титрование 0,2156 г химически чистого карбоната натрия Na2СО3 израсходовано 22,35 мл раствора серной кислоты. Вычислите нормальность раствора кислоты, учитывая, что fэкв (Na2СО3) = fэкв (H2S04) = 1/2.
Для каждого вопроса или незаконченного утверждения дается 5 ответов, обозначенных буквами А, В, С, D, Е. Необходимо выбрать один правильный ответ или утверждение.
Тест 1. В 100 мл крови человека содержится примерно 55,8 мг железа. Сколько это составляет атомов железа?
А. 6 1026.
В. 1.
С. 6·1017.
D. 10 –3.
Е. 6 1020.
Тест 2. В какой из приведенных ниже реакций фактор эквивалентности Н2S04 равен 1/8?
A. H2S04 + 2КОН = K2S04 + 2Н20.
В. H2S04 + КОН = KHS04 + Н20.
С. H2S04 + Сu → CuS04 + S02 + Н2О.
D H2S04 + Zn → ZnS04 + S + Н20.
Е. H2S04 + HI → I2 + H2S + Н20.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1 (вариант 3)
Ф.И.О. __________________________________________ Дата_______________
Решения задач можно писать на обороте.
Задача 1. Имеется раствор с массовой долей H2S04, равной 10% (пл. 1,07 г/мл).
Вычислите: а) молярную концентрацию; б) нормальность, если fэкв (H2S04) = 1/2;
в) мольную долю H2S04 в этом растворе.
Для каждого вопроса или незаконченного утверждения дается 5 ответов, обозначенных буквами А, В, С, D, Е. Необходимо выбрать один правильный ответ или утверждение.
Тест 1. Какое значение может принимать фактор эквивалентности НNО3 в кислотно-основных реакциях ионного обмена?
А. 1/2.
В. 1/5.
С. 1.
D. 1/3.
Е. 1/8.
Тест 2. Массовая доля NaCl в физиологическом растворе равна 0,85%. Какую массу NaCl нужно взять для приготовления 1 кг физиологического раствора?
А. 85 г. D. 85 мг.
В. 8,5 г.
С. 0,85 г. Е. 850 мг.
Тест 3. В какой из приведенных ниже реакций фактор эквивалентности Н2S04 равен 1/8?
A. H2S04 + 2КОН = K2S04 + 2Н20.
В. H2S04 + КОН = KHS04 + Н20.
С. H2S04 + Сu → CuS04 + S02 + Н2О.
D. H2S04 + HI → I2 + H2S + Н20.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1 (вариант 4)
Ф.И.О. __________________________________________ Дата_______________
Решения задач можно писать на обороте.
Задача 1. В 1 кг воды растворили 250 г NaOH. Плотность полученного раствора – 1,219 г/мл. Вычислите: а) массовую долю NaOH; б) молярную концентрацию; в) нормальность; г) моляльность раствора щелочи.
Для каждого вопроса или незаконченного утверждения дается 5 ответов, обозначенных буквами А, В, С, D, Е. Необходимо выбрать один правильный ответ или утверждение.
Тест 1. Массовая доля NaCl в физиологическом растворе равна 0,85%. Какую массу NaCl нужно взять для приготовления 1 кг физиологического раствора?
А. 85 г. D. 85 мг.
В. 8,5 г.
С. 0,85 г. Е. 850 мг.
Тест 2. Сколько миллилитров 0,1 М раствора AgN03 израсходуется на титрование 5 мл
0,2 М раствора NaCl?
А. 5 мл. D. 10 мл
В. 1 мл.
С. 2,5 мл. Е. 100 мл.
Тест 3. Укажите единицу количества вещества.
А. Килограмм. С. Кубический сантиметр.
В. Молярная масса. D. Моль.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1 (вариант 5)
Ф.И.О. __________________________________________ Дата_______________
Решения задач можно писать на обороте.
Задача 1. Из 1,59 г Na2C03 приготовлено 500 мл раствора для проведения реакции
Na2C03 + НСl = NaHC03 + NaCl. Вычислите нормальность раствора.
Задача 2. Сколько граммов йода и миллилитров этилового спирта (пл. 0,80 г/мл) нужно взять для приготовления 200 г йодной настойки с массовой долей йода 5%?
Для каждого вопроса или незаконченного утверждения дается 5 ответов, обозначенных буквами А, В, С, D, Е. Необходимо выбрать один правильный ответ или утверждение.
Тест 1. Какое количество эквивалентов составляют 98 г фосфорной кислоты в реакции образования средней соли?
А. 3.
В. 2.
С. 1/2.
D. 1.
Е. 1/3.
Тест 2. В какой из приведенных ниже реакций фактор эквивалентности Н2S04 равен 1/8?
A. H2S04 + 2КОН = K2S04 + 2Н20.
В. H2S04 + КОН = KHS04 + Н20.
С. H2S04 + HI → I2 + H2S + Н20.
D H2S04 + Сu → CuS04 + S02 + Н2О.
Е. H2S04 + Zn → ZnS04 + S + Н20.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1 (вариант 6)
Ф.И.О. __________________________________________ Дата_______________
Решения задач можно писать на обороте.
Задача 1. Какой объем раствора с массовой долей H2S04, равной 80% (пл. 1,75 г/мл), необходимо взять для приготовления 500 мл 0,1 н. раствора? (fэкв (H2S04) = ½)
Задача 2. На титрование 20,00 мл 0,1985 М раствора НСl идет 16,33 мл раствора КОН. Вычислите молярную концентрацию раствора щелочи.
Для каждого вопроса или незаконченного утверждения дается 5 ответов, обозначенных буквами А, В, С, D, Е. Необходимо выбрать один правильный ответ или утверждение.
Тест 1. Сколько миллилитров 0,1 М раствора AgN03 израсходуется на титрование 5 мл
0,2 М раствора NaCl?
А. 5 мл.
В. 1 мл.
С. 2,5 мл.
D. 10 мл
Е. 100 мл.
Тест 2. В 100 мл крови человека содержится примерно 55,8 мг железа. Сколько это составляет атомов железа?
А. 6 1026. D. 10 –3.
В. 1.
С. 6·1017. Е. 6 1020.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1 (вариант 7)
Ф.И.О. __________________________________________ Дата_______________
Решения задач можно писать на обороте.
Задача 1. На титрование 20,00 мл 0,1985 М раствора НСl идет 16,33 мл раствора КОН. Вычислите молярную концентрацию раствора щелочи.
Задача 2. Из 1,59 г Na2C03 приготовлено 500 мл раствора для проведения реакции
Na2C03 + НСl = NaHC03 + NaCl. Вычислите нормальность раствора.
Для каждого вопроса или незаконченного утверждения дается 5 ответов, обозначенных буквами А, В, С, D, Е. Необходимо выбрать один правильный ответ или утверждение.
Тест 1. Массовая доля NaCl в физиологическом растворе равна 0,85%. Какую массу NaCl нужно взять для приготовления 1 кг физиологического раствора?
А. 85 г.
В. 8,5 г.
С. 0,85 г.
D. 85 мг.
Е. 850 мг.
Тест 2. Сколько миллилитров 0,1 М раствора AgN03 израсходуется на титрование 5 мл
0,2 М раствора NaCl?
А. 5 мл. D. 10 мл
В. 1 мл.
С. 2,5 мл. Е. 100 мл.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1 (вариант 8)
Ф.И.О. __________________________________________ Дата_______________
Решения задач можно писать на обороте.
Задача 1. На титрование 0,2156 г химически чистого карбоната натрия Na2СО3 израсходовано 22,35 мл раствора серной кислоты. Вычислите нормальность раствора кислоты, учитывая, что fэкв (Na2СО3) = fэкв (H2S04) = 1/2.
Задача 2. Сколько граммов Na2S04 10 H20 и миллилитров воды нужно взять для приготовления 400 мл раствора с массовой долей Na2S04, равной 10% (пл. 1,065 г/мл)?
Для каждого вопроса или незаконченного утверждения дается 5 ответов, обозначенных буквами А, В, С, D, Е. Необходимо выбрать один правильный ответ или утверждение.
Тест 1. Какое значение может принимать фактор эквивалентности НNО3 в кислотно-основных реакциях ионного обмена?
А. 1/2.
В. 1/5.
С. 1.
D. 1/3.
Е. 1/8.
Тест 2. В 100 мл крови человека содержится примерно 55,8 мг железа. Сколько это составляет атомов железа?
А. 6 1026. D. 10 –3.
В. 1.
С. 6·1017. Е. 6 1020.
Варианты заданий для самостоятельной работы