Решение задач

1. Вычислите массовую долю 1 моль/л раствора хлороводородной кислоты, плотность которого 1,013г/мл.

Дано: Решение:

См (HCI) = 1 моль/л См * Мм 1*36,46

ρ(HCI) = 1,013г/моль ω = -------------- = -------------- = 3,61%

Мм (HCI) = 36,46 г/моль 10* ρ 10*1,013

______________

ω(HCI) -? Ответ: ω(HCI) = 3,61%

2. Рассчитайте молярную концентрацию эквивалента раствора азотной кислоты, если титр этого раствора равен 0,006500 г/мл.

Дано: Решение:

Т (HNO₃) = 0,006500г/мл

Мм (HNO₃) = 63,05 г/моль 1000 * Т 1000* 0,006500

С_1/z = ---------- = --------------------- =

М_1/z 63,05

___________________

С_1/z (HNO₃) -? = 0,1030 моль/л

М_1/z = Мм(HNO₃) = 63,05 г/моль

Ответ: С_1/z (HNO₃) = 0,1030 моль/л

3. Рассчитайте процентную концентрацию раствора натрия хлорида с молярной концентрацией 0,15 моль/л. Мм (NaCI) = 58 г/моль.

Дано: Решение:

См (NaCI) = 0,15 моль/л Мм* См 58*0,15

Мм (NaCI) = 58 г/моль ω = ------------ = ----------- = 0,87%

ρ(NaCI) = 1 г/мл 10ρ 10*1

__________________

ω (NaCI) - ?

Ответ: ω (NaCI) = 0,87%

4. Рассчитайте объем 49%-ной серной кислоты с ρ = 1,6 г/мл необходимый для приготовления 10 л раствора с молярной концентрацией эквивалента 1 моль/л. Мм (Н₂SO₄) = 98 г/моль.

Дано: Решение:

ω (Н₂SO₄конц.) = 49% m (Н₂SO₄) = C_1/z * Mм * V =

ρ (Н₂SO₄конц.) = 1,6 г/мл 1*49*10 = 490 г

V (Н₂SO₄разб.) = 10 л 98

C_1/z(Н₂SO₄разб.) = 1 моль/л Мм ((Н₂SO₄) = ------- = 49 г/моль

Мм (Н₂SO₄) = 98 г/моль 2

V (Н₂SO₄конц.) - ?

m * 100% 490*100

m (р – ра конц.) = -------------- = ----------- = 1000 г

ω 49

m (р – ра конц.) 1000

V (Н₂SO₄конц.) = -------------------- = --------- = 625 мл

ρ (Н₂SO₄конц.) 1,6

Ответ: V (Н₂SO₄конц.) = 625 мл

5. Определите титр, молярную концентрацию эквивалента и молярную концентрацию раствора калия перманганата, если в 200 мл раствора содержится 15,6 г калия перманганата. Мм (КМпО₄) = 158 г/моль,

z (КМпО₄) = 5.

Дано: Решение:

V (KMnO₄) = 200 мл m 15,6

m (KMnO₄) = 15,6 г Т = ---- = ------- = 0,07800 г/мл

Мм (КМпО₄) = 158 г/моль V 200

z (КМпО₄) = 5

С_м - ? m (KMnO₄) 15,6

С_1/z - ? С_м = ------------------------ =------------- = 0,5 моль/л

Т - ? Мм (КМпО₄) * V 158 * 0,2

С_1/z = С_м * z = 0,5*5 = 2,5 моль/л

Ответ: Т= 0,07800 г/мл

С_м = 0,5 моль/л

С_1/z = 2,5 моль/л

6. Рассчитайте объем 96%-ной серной кислоты с ρ = 1,84 г/мл необходимый для приготовления 1 л раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,25 моль/л. Мм (H₂SO₄) = 98г/моль.

Дано: Решение:

ω _конц = 96% m = C_1\z* M_1\z* V_разб

ρ _конц = 1,84 г/мл m = 0,25* 49 * 1 = 12,25 г

V _разб.= 1 л Мм 98

C_1\z = 0,25 моль/л M_1\z = ------- = ------- = 49 г/моль

Мм (H₂SO₄) = 98г/моль 2 2

V _конц -?

m _{вещества}

ω = ---------------- * 100%

m _{раствора}

m _{вещества} 12,25

m _{раствора} = --------------- * 100% = ------------ * 100% = 12,76 г

ω 96

m _{раствора} 12,76

V_конц = -------------- = --------- = 6,9 мл

ρ 1,84

Ответ: объем конц. H₂SO₄ равен 6,9 мл.

7. Какой объем 96%раствора серной кислоты с ρ = 1,84 г/мл необходимо взять для приготовления 1 л 0,5 моль/л раствора? Мм (H₂SO₄) = 98г/моль.

Дано: Решение:

ω _конц = 96%

ρ _конц = 1,84 г/мл

V _разб.= 1 л Мм 98

C_1\z = 0,5 моль/л M_1\z = ------- = ------- = 49 г/моль

Мм (H₂SO₄) = 98г/моль 2 2

10 ρ _конц ω _конц 10*1,84*96

V _конц -? С_1\z Н₂SO₄ 96% = ---------------------- = ------------------- =

M_1\z(H₂SO₄) 49

= 36 моль/л

V_разб *C_разб 1000 * 0,5

V _конц. = ------------------------ = ----------------- = 13,8 мл

C_конц 36

Ответ: конц. H₂SO₄) надо

взять 13,8 мл для приготовления

разбавленного раствора.

8. Рассчитайте массу навески натрия тетрабората, необходимую для приготовления 200 мл раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л. Определите титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент раствора, если для его приготовления была взята навеска натрия тетрабората массой 3,7995 г.

Мм (Na₂B₄O₇ • 10 H₂O) = 381,4 г/моль.

Дано: Решение:

С_{1/Z (буры)} = 0,1 моль/л m _{теор. (буры)} = С_{1/Z (буры)} * М_1\z * V_(буры)

V_(буры) = 200 мл = 0,2 л

m _{практ. (буры)} = 3,7995 г Мм_(бура) 381,4

Мм(Na₂B₄O₇•10H₂O)=381,4г/моль М_1\z = -------- = -------- = 190,7

Z 2

m _{теор. (буры)} = ?

Т_{~0,1 моль/л буры} = ?

С_{1/Z~0,1 моль/л буры} = ? m _{теор. (буры)} = 0,1 * 190,7 * 0,2= 3,814 г

К _{~0,1 моль/л буры} = ?

m _{практ. (буры)} 3,7995

Т_{~0,1 моль/л буры} =---------------- = ------- = 0,01900г/мл

V(_бура) 200

m _практ. 3,7995

K = --------- = ----------------= 0,9962

m _теор. 3,814

С_{1/Z~ 0,1} = С_{1/Z 0,1} * К_п

С_{1/Z~ 0,1} = 0,1 * 0,9962 = 0,0996 моль/л

Ответ: m _{теор. (буры)} = 3,814 г

Т_{~0,1 моль/л буры} = 0,01900г

K =0,9962

С_{1/Z~ 0,1} = 0,0996 моль/л

9. Проведите стандартизацию рабочего раствора хлороводородной кислоты - определите титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты, если на титрование 10 мл раствора тетрабората натрия с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л и поправочным коэффициентом равным 1,0120 ушло 9,8 мл раствора хлороводородной кислоты. М.м (НС1)= 36,46 г/моль.

Дано:

V_{~0,1моль/л буры} = 10 мл

K _буры = 1,0120

V _(НС1) = 9,8 мл

М.м (НС1) = 36,46 г/моль

С_{1/Z~0,1моль/л НС1} = ?

Т_{~0,1моль/л НС1} = ?

К_НС1 = ?

НС1 – это стандартизируемый рабочий раствор (исследуемый раствор).

Бура – это исходное вещество метода ацидиметрии, по которому устанавливают концентрацию кислоты.

Метод количественного определения – метод ацидиметрии (так как титрование проводят кислотой). Способ прямого титрования.

В основе метода лежит реакция:

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

Вещества взаимодействуют по закону эквивалентов:

С_{1/Z ~0,1моль/л (НС1)} • V_{~0,1моль/л (НС1)} = С_{1/Z~0,1моль/л буры} • V_{~0,1моль/л буры}

С_{1/Z~0,1моль/л буры} • V_{~0,1моль/л буры}

С_{1/Z~0,1моль/л (НС1)} = --------------------------------------------

V_{~0,1моль/л (НС1)}

С_{1/Z~0,1моль/л буры} = С_{1/Z т. буры} • К_{п~0,1моль/л буры}

С_{1/Z~0,1моль/л буры} = 0,1 моль/л • 1,0120 = 0,1012 моль/л

0,1012 • 10

С_{1/Z~0,1моль/л НС1} = ------------------ = 0,1033 моль/л

9,8

С_{1/Z~0,1 моль/л (НС1)} • M_{1/Z (НС1)}

T_{~0,1 моль/л НС1} = ------------------------------------

1000

0,1033 • 36,46

T_{~0,1 моль/л НС1} = -------------------- = 0,003766 г/мл

1000

С_{1/Z ~0, 1моль/л (НС1)}

К_{п~0,1 моль/л НС1} = ------------------------

С_{1/Z 0,1 моль/л (НС1)}

0,1033

К_{п~0,1 моль/л НС1} = ---------- = 1,0330

0,1

Ответ: С_{1/Z~0,1моль/л НС1} =0,1033 моль/л

T_{~0,1 моль/л НС1} = 0,003766 г/мл

К_{п~0,1 моль/л НС1} = 1,0330

10. Рассчитайте массовую долю химически чистой хлороводородной кислоты в фармацевтическом препарате, если для приготовления 200 мл разведения взяли 2 мл хлороводородной кислоты с ρ = 1,123 г/мл, а на титрование 10 мл полученного раствора было затрачено 7,5 мл раствора гидроксида натрия с молярной концентрацией эквивалента ~ 0,1 моль/л и поправочным коэффициентом равным 1,0262. Мм НСl = 36,46 г/моль.

Дано:

V_{нав (НС1).} = 2 мл

V_{к. (НС1)} = 200 мл

V_{аликвота (НС1)} = 10 мл

V (NаОН) = 7,5 мл

K (NаОН) = 1,0262

М.м _(НС1) = 36,46 г/моль

ρ_(НС1) = 1,123 г/мл

ω _НС1 = ?

НС1 – это исследуемый раствор, так как не известна его концентрация

NаОН – это титрант, так как известен его поправочный коэффициент

Метод количественного определения – метод алкалиметрии, вариант нейтрализации Способ прямого титрования.

В основе метода лежит уравнение реакции:

HCl + NаОН = NaCl + H₂O

Т _{раб./ опр.} * V _раб. * К _раб.

ω _НС1 = ----------------------------- *100%

m_нав.НС1

С_{1/Z т. раб.} • M_{1/Z опр.}

Т _{т. раб./ опр.} = -----------------------

1000

M_{1|z HCl} = Mм _HCl = 36,46 г/моль

0,1 * 36,46

Т _{т. раб./ опр.} = --------------- = 0,003646 г/мл

1000

2 * 1,123 = 2,246 г – 200мл

m_нав.НС1 – 10 мл

m_нав.НС1 = 2,246 *10 : 200 = 0,1123 г

0,003646 * 7,5 * 1,0262

ω _НС1 = ----------------------------- *100% = 25,02%

0,1123 г

Массовая доля показывает, что в 100 г раствора хлороводородной кислоты содержится 25,02 г х.ч. хлороводорода.

Ответ: ω _(НС1) = 25,02%