6.2. Количественный химический анализ

ПОДГОТОВКА К ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ

Изучить и усвоить:

лекцию «Количественный химический анализ» [Конспект лекций, раздел 6.2]

Цель выполнения задания

∙ Ознакомиться с основными методами количественного химического анализа.

∙ Научиться вести расчёты результатов химического анализа.

Теоретические сведения

В зависимости от вида аналитического сигнала количественный химический анализ выполняется в двух формах: гравиметрический и титриметрический.

Гравиметрический метод основан на точном измерении массы определяемого вещества или его составных частей, выделяемых в виде соединений постоянного состава, т.о. аналитическим сигналом в гравиметрии является масса.

Основной операцией в титриметрическом анализе является титрование, которое заключается в прибавлении из бюретки по каплям одного раствора к предварительно точно отмеренному объёму второго раствора. Концентрация одного раствора точно (до 0, 0001 моль/л) известна, он называется рабочим, стандартным или титрованным. Второй раствор − исследуемый, его концентрация определяется в ходе анализа (рис. 6.3).

Титриметрический метод исследования состоит в точном измере­нии объемов растворов двух веществ, вступающих между собой в реак­цию.

Титрование ведется до точки эквивалентности, когда количества реагирующих веществ станут эквивалентны

.

Для расчёта результата анализа в титриметрии используется основная формула

(6.1)

где с_{Э (1)} и V₁ − молярная концентрация эквивалента (моль/л) и объём рабочего раствора

(мл), пошедшего на титрование;

с_{Э (2)} и V₂ − молярная концентрация эквивалента (моль/л) и объём исследуемого

раствора (мл), взятого для титрования.

Молярная концентрация эквивалента

(6.2)

где m ₂ − масса растворённого вещества;

V − объём раствора, л;

M_{Э (2)} − молярная масса эквивалента растворённого вещества вычисляется по

формуле М_Э = f · М, г/моль.

Коэффициент f равен числу эквивалентов, содержащихся в 1 моль вещества, или, что то же самое, обратной величине числа химических связей М_Э = (М) : (n).

Например: M (HCl) = M_Э (HCl); M_Э (H₂SO₄) = ½ M (H₂SO₄); M_Э(K₂SO₄) = ½ M (K₂SO₄);

М_Э (Ва(ОН)₂ = ½ М(Ва(ОН)₂; М_Э (Al₂(SO₄)₃ = 1/6 М (Al₂(SO₄)₃.

ВЫПОЛНЕНИЕ ЗАДАНИЯ

Пример 6.4. Молярная концентрация эквивалента раствора NaOH, на титрование 10 мл которого до точки эквивалентности потребовалось 7,8 мл раствора HCl, с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л равна ________ моль/л

1) 0,78 2) 0,078 3) 7,8 4) 0,1

Решение. В соответствии с формулой 6.1:

с э (НСl) · V (HCl) = c э (NaOH) · V (NaOH),

0,1 моль/л · 7,8 мл = c э (NaOH) · 10 мл, ==>

c э (NaOH) = (0,1 моль/л · 7,8 мл) : 10 мл = 0,078 моль/л.

Правильный ответ: 2.

Упражнение 6.5. Для нейтрализации 40мл раствора уксусной кислоты с молярной концентрацией 0,5 моль/л требуется раствор, содержащий ____ моль гидроксида натрия.

1) 0,01 2) 0,02 3) 0,04 4) О 0,05

Пример 6. 5. В растворе серной кислоты объемом 200 мл и концентрацией 0,01 моль/л содержится ___ г растворенного вещества.

1) 196 2) 19,6 3) 0,196 4) 0,098

Решение. В соответствии с определением «молярная концентрация раствора»

М H₂SO₄ = 98 г/моль, V_{раствора} = 0,2 л; масса растворённого вещества

m₂ = 0,01 моль/л · 98 г/моль· 0,2 л = 0,196 г

Правильный ответ: 3.