Тема 2.4. Метод окисления - восстановления.

Сущность окислительно-восстановительных методов и их значение в проведении химико-технологического контроля. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций, расстановка коэффициентов методом электронного баланса. Эквиваленты окислителей и восстановителей, их определение и использование в расчетных задачах.

Перманганатометрия и ее сущность. Иодометрия и ее сущность.

Лабораторные работы:

1. Приготовление рабочего раствора перманганата калия и установление нормальной концентрации и титра по щавелевой кислоте.

2. Контрольная задача: Определение содержания железа в соли Мора.

Тема 2.5. Методы осаждения и комплексообразования

Сущность методов осаждения. Аргентометрия (метод Мора), условия применения метода и его значение в проведении химико-технологического контроля.

Сущность метода комплексообразования и его значение в осуществлении химико-технологического контроля.

Лабораторные работы:

1. Определение содержания хлорида натрия в растворе.

2. Определение общей жесткости воды.

Тема 2.6. Физико-химические методы анализа.

Сущность физико-химического метода анализа и их особенности; применение этих методов в химико-технологическом контроле.

Сущность и значение колориметрического метода; сущность и общая характеристика методов стандартных серий и калибровочного графика. Приборы колориметрического метода анализа.

Лабораторная работа:

Определение меди и никеля в растворе колориметрическим методом.

Методические рекомендации по решению типовых задач

Введение.

Тема: Диссоциация воды. Водородный показатель

I. Вычислите [ОН^-], определите рН раствора и характер среды, если [Н⁺] равна 1 ∙ 10^-4 моль/л.

Д ано: Решение:

[Н⁺] = 1 ∙ 10^-4 моль/л 1. Напишем выражение ионного произведения воды:

[ОН^-] = ? [Н⁺] ∙ [ОН^-] = 1 ∙ 10^-14

рН = ? 2. Вычислим [ОН^-]:

1 ∙ 10^-14 1 ∙ 10^-14

[ОН^-] = --------- = ---------- = 1 ∙ 10^-10 (моль/л)

[Н⁺] 1 ∙ 10^-4

3. Найдем значение рН:

рН = - lg [Н⁺] = - lg (1 ∙ 10^-4) = 4

Ответ: [ОН^-] = 1 ∙ 10^-10 моль/л

рН = 4, раствор имеет кислую среду.

II. Вычислите [Н⁺], определите рН 0,05 н. раствора HCl.

Дано: Решение:

С н_.(HCl) = 0,05 н. 1. Составим уравнение диссоциации раствора HCl:

HCl ↔ Н⁺ + Cl^-

[ОН^-] = ? 1 моль 1 моль 1 моль

рН = ? 2. Находим [Н⁺], т.к. при диссоциации 1 моль HCl образуется

1 моль Н⁺, то концентрация ионов Н⁺ равна:

[Н⁺] = 0,05 = 5 ∙ 10^-2 (моль/л)

3. Найдем значение рН:

рН = - lg [Н⁺] = - lg (5 ∙ 10^-2) = - (lg 5+ lg 10^-2) = - (0,699 + 2) = 1,3

Ответ: [Н⁺] = 5 ∙ 10^-2 моль/л; рН = 1,3, среда раствора кислая.

Тема 1.2. Вторая аналитическая группа катионов. Произведение растворимости.

I. Растворимость Ag₂CO₃ при 200С равна 3,17 ∙ 10^-2 г/л. Вычислите ПР Ag₂CO₃.

Дано: Решение:

Р (Ag₂CO₃) = 3,17 ∙ 10^-2 г/л 1. Напишем уравнение диссоциации Ag₂CO₃:

Ag₂CO₃ ↔ 2Ag⁺ + CO₃^2-

ПР Ag₂CO₃ = ? 1 моль 2 моль 1 моль

2. Вычислим молекулярную массу Ag₂CO₃

М Ag₂CO₃ = 108∙2+12+16∙3 = 276 (г/моль)

3. Вычислим молярную концентрацию насыщенного раствора Ag₂CO₃ по формуле:

m 3,17 ∙ 10^-2

См = ----- = ------------- = 1,15 ∙ 10^-4 (моль/л)

MV 276 ∙ 1

4. Определим концентрации Ag⁺ и CO₃^2- в растворе:

Из уравнения диссоциации следует, что при диссоциации 1 моль Ag₂CO₃ образуется 2 моль ионов Ag⁺ и 1 моль ионов CO₃^2-, т.е.

[Ag⁺] = 2 ∙ 1,15 ∙ 10^-4 = 2,3 ∙ 10^-4 (моль/л)

[CO₃^2-] = 1,15 ∙ 10^-4 (моль/л)

5. Вычислим произведение растворимости Ag₂CO₃:

ПР (Ag₂CO₃) = [Ag⁺]² ∙ [CO₃^2-] = (2,3 ∙ 10^-4)² ∙ 1,15 ∙ 10^-4 = 6,08 ∙ 10^-12

Ответ: ПР Ag₂CO₃ = 6,08 ∙ 10^-12

I I. Вычислить растворимость BaSO₄ при 25⁰С (в моль/л и г/л), если ПР BaSO₄ = 1,1 ∙ 10^-10.

Дано: Решение:

ПР BaSO₄ = 1,1 ∙ 10^-10 1. Напишем уравнение диссоциации BaSO₄:

BaSO₄ ↔ Ba²⁺ + SO₄^2-

Р BaSO₄ (в моль/л) = ?

Р BaSO₄ (в г/л) = ? 2. Обозначим концентрацию BaSO₄ через х (моль/л), тогда [Ba²⁺] = х моль/л; [SO₄^2-] = х моль/л., т.е. концентрации этих ионов в растворе равны.

3. Вычислим растворимость BaSO₄ в моль/л (См):

ПР BaSO₄ = [Ba²⁺] ∙ [SO₄^2-] = 1,1 ∙ 10^-10

Подставим в это выражение значение концентраций ионов в растворе:

х ∙ х = 1,1 ∙ 10^-10 или х² = 1,1 ∙ 10^-10 (моль/л), отсюда

х = √ 1,1 ∙ 10^-10 = 1,05 ∙ 10^-5 (моль/л)

4. Вычислим молекулярную массу BaSO₄:

М BaSO₄ = 137 + 32 + 16∙4 = 233 (г/моль)

5. Вычислим растворимость BaSO₄ в г/л, используя формулу m = См ∙ М ∙ V

m (BaSO₄) = 1,05 ∙ 10^-5 ∙ 233 ∙ 1 = 2,45 ∙ 10^-5 (г/л)

Ответ: Р BaSO₄ (в моль/л) = 1,05 ∙ 10^-5 моль/л (См);

Р BaSO₄ (в г/л) = 2,45 ∙ 10^-5 г/л (m в 1 л).