Задания для самостоятельного решения (I)

1. Определить молярную массу эквивалента тетрабората натрия, если в основе анализа лежит следующее уравнение реакции:

Na₂B₄O₇ + 2 HCl + 5 H₂O → 2 NaCl + 4 H₃BO₃

Mм _буры = 381,4 г/моль

2. Определить молярную массу эквивалента гидроксида алюминия, если в основе анализа лежит следующее уравнение реакции:

Al(OH)₃ + H₂SO₄ → AlOH SO₄ + H₂O

Mм Al(OH)₃ = 78,0 г/моль

3. Определить молярную массу эквивалента салицилата натрия, если в основе анализа лежит следующее уравнение реакции:

HO-C₆H₄-COONa + HCl → HO-C₆H₄-COOH + NaCl

Мм HO-C₆H₄-COONa = 160,11 г/моль

4. Определить молярную массу эквивалента бензойной кислоты, если в основе анализа лежит следующее уравнение реакции:

C₆H₅-COOH + NaOH → C₆H₅-COONa + H₂O

Мм C₆H₅-COOН = 122,12 г/моль

5. Определить молярную массу эквивалента йода, если в основе анализа лежит следующее уравнение реакции:

I₂ + 2 Na₂S₂O₃ → 2 NaI + Na₂S₄O₆

Мм I₂ = 253,8 г/моль

6. Определить молярную массу эквивалента натрия йодида, если в основе анализа лежит следующее уравнение реакции:

NaI + AgNO₃ → AgI + NaNO₃

Мм _NaI = 149,89 г/моль

7. Определить молярную массу эквивалента калия перманганата, если в основе анализа лежит следующее уравнение реакции:

2 KMnO₄ + 10 KI + 8 H₂SO₄ → 5 I₂ + 2 MnSO₄ + 6 K₂SO₄ + 8 H₂O

I₂ + 2 Na₂S₂O₃ → 2 NaI + Na₂S₄O₆

Мм KMnO₄ = 158,03 г/моль

8. Определить молярную массу эквивалента бромата калия, если в основе анализа лежит следующее уравнение реакции:

KBrO₃ + 6 KI + 6 HCl → 3 I₂ + KBr + 6 KCl + 3 H₂O

I₂ + 2 Na₂S₂O₃ → 2 NaI + Na₂S₄O₆

Мм KBrO₃ = 167,02 г/моль

9. Определить молярную массу эквивалента калия бромида, если в основе анализа лежит следующее уравнение реакции:

KBr + AgNO₃ → AgBr + KNO₃

2 AgNO₃ + K₂CrO₄ → Ag₂CrO₄ + 2 KNO₃

Mм _KBr = 119,01 г/моль

10. Определить молярную массу эквивалента глюкозы, если в основе анализа лежит следующее уравнение реакции:

R-COH + I₂ + 3 NaOH = R-COONa + 2 NaI + 2 H₂O

I₂ + 2 Nа₂S₂О₃ = 2 NаI + Nа₂S₄О₆

Мм _{глюкозы} = 198,17 г/моль

Расчет молярной массы эквивалента (дополнение)

При решении задач по количественному титриметрическому анализу уравнения реакций, лежащие в их основе, чаще всего не даются, и их требуется писать самостоятельно.

При определении молярной массы эквивалента окислителей и восстановителей проще всего проводить расчет по ионно-электронному уравнению реакции в зависимости от числа принятых или отданных электронов. При этом смотрят на ту полуреакцию, к которой относится анализируемое вещество.

Например,

1. Определить молярную массу эквивалента пероксида водорода при определении его методом перманганатометрии. Mм Н₂О₂ = 34,01 г/моль

Решение:

В основе определения пероксида водорода методом перманганатометрии лежит следующее уравнение реакции:

5 Н₂О₂ + 2 KMnO₄ + 3 H₂SO₄ → 5 O₂ + 2 MnSO₄ + K₂SO₄ + 8 H₂O

Н₂О₂ - 2е → O₂ + 2 Н⁺ ‌‌| 5 окисление, восстановитель

MnO₄ ^- + 8 Н⁺ + 5 е → Mn²⁺ + 4 H₂O | 2 восстановление, окислитель

По ионно-электронному уравнению мы видим, что 1 моль Н₂О₂ отдает 2 электрона, следовательно, получается соотношение 1:2. Это и будет фактор эквивалентности.

(f_экв.= 1/Z Для восстановителей Z равно числу отданных электронов. Следовательно, f_экв.= ½)

f_экв. (Н₂О₂) = ½ M_1|z(Н₂О₂) = Mм (Н₂О₂) • f_экв. (Н₂О₂) = Mм(Н₂О₂) / 2 = 34,01 г/моль : 2 =

=17,005 г/моль

Ответ: M_1|z(Н₂О₂) =17,005 г/моль

2. Определить молярную массу эквивалента щавелевой кислоты при ее определении методом перманганатометрии. Мм _{щав.к-ты} = 126,08 г/моль

Решение:

В основе определения щавелевой кислоты методом перманганатометрии лежит следующее уравнение реакции:

5 Н₂C₂О₄ + 2 KMnO₄ + 3 H₂SO₄ → 10 CO₂ + 2 MnSO₄ + K₂SO₄ + 8 H₂O

C₂О₄^2- - 2е → 2 CO₂ ‌‌ | 5 окисление, восстановитель

MnO₄ ^- + 8 Н⁺ + 5 е → Mn²⁺ + 4 H₂O | 2 восстановление, окислитель

По ионно-электронному уравнению мы видим, что 1 моль оксалат- ионов(С₂О₄^2- отдает 2 электрона, следовательно, получается соотношение 1:2. Это и будет фактор эквивалентности).

(f_экв.= 1/Z Для восстановителей Z равно числу отданных электронов. Следовательно, f_экв.= ½)

f_{экв.щав.к-ты} = ½ M_{1|z щав.к-ты} = Mм _{щав.к-ты} • f_{экв. щав.к-ты} = Mм _{щав.к-ты} : 2 =

= 126,08 г/моль : 2 = 63,04 г/моль

Ответ: M_{1|z щав.к-ты} = 63,04 г/моль

При определении фактора эквивалентности веществ по ионно-обменным реакциям и реакциям присоединения расчет можно сократить, совместив несколько действий в одно.

Под анализируемым веществом указывают число молей, а под титрантом – произведение числа молей на число эквивалентов. Отношение числа молей анализируемого вещества к числу моль-эквивалентов титранта и будет фактор эквивалентности.

А. Если рабочий раствор (титрант) готовится с учетом реальных частиц (РЧ):

1. прямое и обратное титрование

моль анализируемого вещества

f_экв. = k_стех. • 1 = k_стех. = ----------------------------------------

моль титранта

2) косвенное титрование (по заместителю)

моль анализируемого вещества моль заместителя

f_экв. = k_стех. • 1 = k_стех. = ------------------------------------------- • -------------------------

моль заместителя моль титранта

Б. Если рабочий раствор (титрант) готовится с учетом условных частиц:

f_экв. = k_стех. • УЧ _{титранта} = k_стех. • 1/Z _{титранта}

1. прямое и обратное титрование

моль анализируемого вещества моль анализируемого вещества

f_экв.= ---------------------------------------- • 1/Z _{титранта} = -----------------------------------------

моль титранта моль титранта • Z _{титранта}

2) косвенное титрование (по заместителю)

моль анализируемого вещества моль заместителя

f_экв.= ------------------------------------------- • ------------------------- • 1/Z _{титранта} =

моль заместителя моль титранта

моль анализируемого вещества • моль заместителя

= --------------------------------------------------------------------------

моль заместителя • моль титранта • Z _{титранта}

Например,

1. Определить молярную массу эквивалента щавелевой кислоты при ее определении методом алкалиметрии. Мм _{щав.к-ты} = 126,08 г/моль

Решение:

В основе определения щавелевой кислоты методом алкалиметрии лежит следующее уравнение реакции:

_{анализируемое}

^{вещество титрант}

Н₂C₂О₄ + 2 NaOH → Na₂C₂O₄ + 2 H₂O

1 моль 2моль х 1 экв.=

= 2 моль-экв.

f_{экв.щав.к-ты} = ½ M_{1|z щав.к-ты} = Mм _{щав.к-ты} • f_{экв. щав.к-ты} = Mм _{щав.к-ты} : 2 =

= 126,08 г/моль : 2 = 63,04 г/моль

Ответ: M_{1|z щав.к-ты} = 63,04 г/моль

2. Определить молярную массу эквивалента антипирина при его определении методом йодометрии по способу обратного титрования. Мм_ант. = 188,23 г/моль

Решение:

В основе определения антипирина методом йодометрии по способу обратного титрования лежит следующее уравнение реакции:

_{анализируе}

^{вещество титрант}

Н--=====--СН₃ I--=====--СН₃

│ │_ + I₂ = │ │_ + НI

// \ / СН₃ // \ / СН₃

О N О N

│ │

С₆Н₅ С₆Н₅

1 моль 1 моль х 2 экв. =

= 2 моль-экв.

I₂ + 2 Nа₂S₂О₃ = 2 NаI + Nа₂S₄О₆

I₂ + 2 е = 2 I^-

2 S₂О₃ ^2- - 2 е = 2 S₄О₆^2-

f _{экв. ант}. = ½ М_{1/z ант.}= Мм _ант. • f _{экв. ант} = Мм _ант. : 2 = 188,23 г/моль : 2 =

= 94,115 г/моль

Ответ: М_{1/z ант.}= 94,115 г/моль