4.1.2.1. Задачи для самостоятельного решения

1. Рассчитать молярную концентрацию эквивалентов и молярную концентрацию для раствора HCl с титром по Na₂O, равным 0,001541 г/см³.

2. Рассчитать титр и молярную концентрацию эквивалентов для раствора серной кислоты молярной концентрацией, равной 0,2010 моль/дм³.

3. Рассчитать массовую долю и титр по HCl для раствора карбоната натрия, если его молярная концентрация эквивалентов равна 0,1046 моль/дм³ (плотность раствора принять равной 1,003 г/см³).

4. Рассчитать массовую долю и молярную концентрацию эквивалентов для NH₃ в его водном растворе с титром, равным 0,005100 г/см³ (плотность раствора принять равной 0,996 г/см³).

5. Рассчитать молярную концентрацию, молярную концентрацию эквивалентов и поправочный коэффициент к ней для раствора H₂SO₄ с титром по K₂O, равным 0,008894 г/см³.

6. Чему равны молярная концентрация эквивалентов и массовая доля аммиака в растворе с титром по триоксиду серы, равным 0,040850 г/см³, и плотностью 0,980 г/см³?

7. Рассчитать молярную концентрацию и титр по H₂SO₄ для раствора KOH с титром, равным 0,001459 г/см³.

8. Рассчитать молярную концентрацию и массовую долю для раствора уксусной кислоты плотностью 1,066 г/см³ и титром 0,010080 г/см³.

9. Чему равны молярная концентрация эквивалентов и молярная концентрация раствора карбоната натрия с титром, равным 0,01252 г/см³?

10. Рассчитать титр и молярную концентрацию эквивалентов для раствора оксалата натрия, молярная концентрация которого равна 0,2122 моль/дм³.

11. Рассчитать массовую долю и титр по гидроксиду калия для раствора хлорной кислоты молярной концентрацией эквивалентов 0,4520 моль/дм³, плотность которого равна 1,025 г/см³. Раствор готовится для реакции нейтрализации.

12. Рассчитать молярную концентрацию и титр для раствора гидроксида калия, если его плотность равна 1,025 г/см³, а массовая доля 2,93 %.

13. Рассчитать титр и титр по HBr для раствора гидроксида натрия с молярной концентрацией эквивалентов, равной 0,1200 моль/дм³.

14. Рассчитать молярную концентрацию эквивалентов и титр для раствора H₂C₂O₄ с плотностью, равной 1,010г/см³, и массовой долей, равной 2,1 %.

15. Рассчитать титр и титр по нитрату серебра для раствора хлорида калия с молярной концентрацией эквивалентов, равной 0,1205 моль/дм³.

16. Рассчитать титр и титр по CH₃COOH для раствора KOH с массовой долей 10,49 % и плотностью 1,095 г/см³.

17. Рассчитать молярную концентрацию эквивалентов и титр по гидроксиду натрия для раствора серной кислоты с титром, равным 0,009801 г/см³.

18. Рассчитать молярную концентрацию эквивалентов и титр для раствора азотной кислоты с массовой долей 31,60 % и плотностью 1,040 г/см³.

19. Рассчитать массовую долю и титр по гидроксиду калия для раствора фосфорной кислоты молярной концентрацией 0,9110 моль/дм³ и плотностью 1,045 г/см³.

20. Рассчитать массовую долю и титр для раствора уксусной кислоты с титром по гидроксиду калия, равным 0,005601 г/см³, и плотностью 1,004 г/см³.

5. Способы приготовления растворов

Известны четыре способа приготовления растворов: по точной навеске, по приблизительной навеске, разбавлением и из фиксанала. Способ приготовления раствора зависит от свойств растворяемых веществ. Навеску вещества, как правило, не используют, если вещество является жидким. Разбавлением можно готовить растворы всех веществ, если в наличии есть более концентрированные растворы. Четвертый способ используют только в том случае, если фиксаналы этих веществ выпускаются промышленностью. Рассмотрим основные этапы приготовления растворов различными способами.

По точной навеске готовят только растворы стандартных веществ (см. критерии стандартности на с. 8). Для приготовления растворов этим способом должны быть заданы концентрация раствора и его объем. Основные этапы приготовления растворов следующие:

• рассчитывают необходимую навеску для взвешивания с точностью до 0,0001 г с использованием формул (4.2)-(4.13) (см. с. 21-24);

• взвешивают точную навеску на аналитических весах;

• взвешенную навеску растворяют, количественно переносят в мерную колбу вместимостью, равной V_р-ра, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают;

• если взятая навеска (m_практ) отличается от теоретически рассчитанной, то концентрацию раствора пересчитывают, используя указанные выше формулы, например:

.

Приготовленные таким образом растворы называют первичными стандартами.

Запомните: если объем приготавливаемого раствора больше 2 дм³, то расчеты массы навески ведут с точностью не более чем до 0,01 г, независимо от стандартности вещества, и берут ее на технических весах, так как максимальная вместимость мерных колб, выпускаемых промышленностью, равна 2 дм³.

По приблизительной навеске готовят растворы нестандартных веществ. Если вещество, которое используют для анализа, содержит примеси (более 1 %), вещество квалифицируют "ч." или "техн." (см. с. 8) и его массу рассчитывают с учетом имеющихся примесей. Этапы работы такие же, как и при приготовлении растворов по точной навеске, но навеску рассчитывают с точностью не более чем до 0,01 г и берут ее на технических весах. Точную концентрацию такого раствора устанавливают титрованием (часто растворами первичных стандартов) и рассчитывают ее по закону эквивалентов:

. (5.1)

Приготовленные таким образом растворы с точно установленной концентрацией называются вторичными стандартами, или титрованными.

Из фиксанала (норма-дозы, стандарт-титра) готовят растворы точной концентрации. Фиксанал - стеклянная или полимерная ампула, в которой содержится точно известное количество вещества в сухом виде или в виде раствора. Содержимое фиксанала количественно переносят в мерную колбу, после растворения вещества доводят уровень раствора до метки и перемешивают. Концентрация раствора должна быть задана, а вместимость мерной колбы рассчитывают, используя формулу:

; . (5.2)

Промышленностью выпускаются фиксаналы для приготовления растворов KOH, NaOH, HCl, H₂SO₄, H₂C₂O₄·2H₂O, комплексона III, MgSO₄·7H₂O, KMnO₄, K₂Cr₂O₇, Na₂B₄O₇·10H₂O, I₂, Na₂C₂O₄ и др.

Разбавлением концентрированных растворов готовят растворы многих веществ. В этом случае должны быть заданы объем разбавленного раствора, его концентрация и концентрация концентрированного раствора. Рассчитывают необходимый для разбавления объем концентрированного раствора, затем измеряют рассчитанный объем, переносят в мерную колбу или в мерный стакан, доводят уровень жидкости до метки дистиллированной водой и перемешивают.

Запомните: при разбавлении водой масса (или количество) растворенного вещества одинаковы в концентрированном и разбавленном растворах.

Если исходный раствор имел точную концентрацию и при его разбавлении использовали точную мерную посуду, то получают раствор точной концентрации. В противном случае получают раствор приблизительной концентрации, все расчеты концентраций ведут с точностью не более чем до 0,01 и точную концентрацию устанавливают титрованием. Эти правила справедливы и при смешивании растворов.