2 Титрованные растворы. Расчет молярности титранта.

Титрованными растворами называются растворы точно известной концентрации, предназначенные для целей объемного анализа.

Концентрация титрованного раствора (титранта) обычно выражается его молярностью (моль/л), титром (г/мл) или титром по определяемому веществу (г/мл).

Расчет молярности титранта ведут по ГФ ХI, вып.2, ст. «Титрованные растворы».

Молярность титрованного раствора вычисляют двумя способами:

Первый способ – по навеске химически чистого вещества.

Молярность (М) вычисляют по следующей формуле:

М = а*1000 (3), где

УЧв.*V

а –навеска химически чистого вещества, в г;

УЧв. - условная частица химически чистого вещества, в г/моль;

V – объем раствора, пошедшего на титрование навески, в мл;

1000 – количество миллилитров в 1 л раствора;

Второй способ – по титранту с известной молярностью.

Молярность (М) вычисляют по следующей формуле:

М = М₀*V₀/ V (4), где

М – определяемая молярность

V – объем раствора, молярность которого устанавливают, в мл

М₀ – молярность раствора вещества, по которому устанавливается титр, моль/л

V₀ – объем раствора, по которому устанавливается титр, в мл.

Для приготовленных титрованных растворов вычисляют поправочный коэффициент к молярности (К) по формуле:

К= Мреал/Мтеор (5), где

Мреал – реально полученная концентрация титрованного раствора (моль/л);

Мтеор – теоретически заданная концентрация титрованного раствора (моль/л);

Коэффициент К должен находиться в пределах от 0,98 до 1,02. При отклонении величины К от указанных пределов растворы необходимо соответственно укреплять или разбавлять.

Разбавление титрованных растворов проводят по формуле:

V = (К-1)*V₀ (6), где

V – объем растворителя в мл, который необходимо добавить для разбавления приготовленного титрованного раствора;

V_{0 -} объем приготовленного титрованного раствора, в мл.

Укрепление титрованных растворов проводят по формуле:

m = (1-К)*mo (7), где

m – масса вещества в г, которое необходимо добавить для укрепления приготовленного титрованного раствора;

mo - масса вещества в г, из которого готовился титрованный раствор

Пример 1: Рассчитать молярность, при необходимости укрепить или разбавить 0,1М раствор калия бромата, если на установление титра по ГФ ХI (2) на 25 мл приготовленного раствора израсходовано 26,15; 26,14; 26,20 мл 0,1М раствора натрия тиосульфата. Было приготовлено2 л 0,1М раствора калия бромата, потрачено на анализ 100 мл. Для приготовления 1л 0,1М раствора калия бромата берут 2,80 г калия бромата.

Решение.

1. Расчет молярности титранта проводят по второму способу.

2. Рассчитываем средний объем титранта с известной концентрацией:

Vср = (V₁ + V₂ + V₃)/3 = (26,15 + 26,14 + 26,20)/3 = 26,16 мл

3. Подставляем все данные в формулу (4)

М _КВrO3 = М _Na2S2O3 * V _Na2S2O3/ V _КВrO3 = 0,1 26,16 / 25 = 0,1046 моль/л

4. Рассчитываем К по формуле (5):

К = 0,1046 / 0,1 = 1,0460

Так как К>1,02, то раствор необходимо разбавить.

5. Рассчитываем количество воды для разбавления по формуле (6):

V = (1,046 – 1) 2000 мл = 92 мл.

Так как рассчитанное количество воды необходимо добавить к 2000 мл титранта, а у нас осталось 1900 мл, то необходимо пересчитать:

2000 мл – 92 мл

1900 мл – х

х = 87,4 мл

Пример 2. Рассчитать молярность, при необходимости укрепить или разбавить 0,1М раствор ртути окисной нитрата, если на установление титра по ГФ ХI(2) на 0,1508г натрия хлорида израсходовано 26,60 мл приготовленного раствора, на 0,1523 г – 25,8 мл, на 0,1484г – 25,30 мл. Было приготовлено 1 л раствора, израсходовано на анализ 150 мл. Для приготовления 1 л 0,1М раствора Нg(NO₃)₂ берут 17,2 г ртути окисной нитрата.

Решение:

1. Расчет молярности титранта проводят по первому способу. Для этого нам нужно найти условную частицу химически чистого вещества по формуле (1).

Нg(NO₃)₂ + 2NaСI → НgСI₂ + 2NaNO₃

УЧ (NaСI) = fуч (Нg(NO₃)₂ )*К(NaСI)*Мм(NaСI) / К(Нg(NO₃)₂ ) = 0,5*2*58,44 / 1 = 58,44 г/моль

М₁ = 0,1508*1000 / (58,44*26,60) = 0,09701 моль/л

М₂ = 0,1523*1000 / (58,44*26,80) = 0,09723 моль/л

М₃ = 0,1484*1000 / (58,44*26,30) = 0,09655 моль/л

Мср = 0,09693 моль/л

2. 2. Рассчитываем К по формуле (5):

К = 0,09693/0,1000 = 0,9693

Кп < 0,98, значит, раствор необходимо укрепить.

3. Рассчитываем количество вещества для укрепления титранта по формуле (7):

m = (1-0,9693) 17,2 = 0,53 г

Так как рассчитанное количество вещества необходимо добавить к 1000 мл титранта, а у нас осталось 850 мл, то необходимо пересчитать:

1000 мл – 0,53 г

850 мл – х

х = 0,45 г