3.2. Примеры расчётов в титриметрическом методе

Расчёты результатов титриметрического анализа основаны на законе эквивалентов, согласно которому вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах, которые рассчитываются по формуле :

(15)

При решении задач рекомендуется придерживаться следующего плана:

1) выяснить метод анализа и составить соответствующую реакцию;

2) обратить внимание на достаточность данных в условии задачи (недостающие величины следует найти в справочной литературе);

3) обозначить количество каждого реагирующего вещества числом эквивалентов и составить расчётную формулу;

4) обратите внимание на размерность величин, они должны быть приведены к одной системе единиц;

5) ввести числовые значения в расчётную формулу и произвести вычисления.

РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ

З а д а ч а 1. Рассчитать навеску тетрабората натрия, необходимую для приготовления 500 см³ раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,1500 моль/дм³

Р е ш е н и е. 1) Вычисляют фактор эквивалентности и молярную массу эквивалента Na₂B₄O₇^.10H₂O

Тетраборат натрия применяется в качестве стандартного вещества в методе кислотно-основного титрования : f(Na₂B₄O₇)^.10H₂O = 1/2.

М(1/2 Na₂B₄O₇^.10H₂O) = 1/2M(Na₂B₄O₇^.10H₂O) = 1/2^.381,4 = 190,7 г/моль

2) Рассчитывают навеску тетрабората натрия по формуле (15) :

q =0,1500^.0,5^.190,7 = 14,3025 г.

О т в е т : для приготовления раствора требуется 14,3025 г тетрабората натрия.

З а д а ч а 2. Рассчитать навеску дихромата калия, необходимую для приготовления 250 см³ раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,0500 моль/дм³.

Р е ш е н и е. 1) Вычисляют фактор эквивалентности и молярную массу эквивалента К₂Cr₂O₇

Восстановление дихромата калия, являющегося стандартным веществом в методе йодометрии, протекает по реакции :

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6е = 2Cr³⁺ + 7H₂O

Поскольку в полуреакции участвует 6 электронов, то f= 1/6 и

M(1/6 К₂Cr₂O₇) = 1/6M(К₂Cr₂O₇) = 1/6^.294,18 = 49,03 г/моль.

2) Рассчитаем навеску К₂Cr₂O₇ по формуле (15) :

q = 0,0500^.0,250^.49,03 = 0,6129 г.

О т в е т : для приготовления раствора требуется 0,6129 г дихромата калия.

З а д а ч а 3. Вычислить объём раствора азотной кислоты плотностью р=1,180 г/см³, необходимый для приготовления 3 дм³ раствора с молярной концентрацией эквивалента приблизительно 0,20 моль/дм³.

Р е ш е н и е. 1) Рассчитывают массу безводной азотной кислоты, требующуюся для приготовления 3 дм³ раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,20 моль/дм³.

F(HNO₃) = 1 , M(1/1HNO₃) = M(HNO₃) = 63 г/моль.

c(1/1HNO )^.V(дм³)

m(HNO₃) = 0,20^.3^.63 = 37,8 г.

2) По плотности раствора HNO₃ находят в справочнике массовую долю азотной кислоты. Раствор с массовой долей 30 % масс. имеет плотность 1,18 г/см³. Это значит, что в 100 г раствора содержится 30 г HNO₃.

3) Рассчитывают, в каком количестве 30% масс. раствора содержится 37,8 г безводной азотной кислоты. Для этого составляют пропорцию :