4613

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ»

Вариант 1

Химический анализ

I. Обоснуйте методику обнаружения и количественного титриметрического определения железа (II) в твердом образце FeSO4 · 7H2O, для чего последовательно ответьте на нижеследующие вопросы.

1. Приведите реакции обнаружения иона железа (II) и сульфат-иона.

1.1.К какой аналитической группе по кислотно-основной классификации относится Fe (II)? Каким групповым реактивом он осаждается?

1.2.Каким групповым реактивом осаждается сульфат-ион?

1.3.Напишите соответствующие уравнения реакций обнаружения ионов, укажите аналитический эффект и условия проведения этих реакций.

1.4.Какие реакции называются селективными?

2. Дайте характеристику титриметрического перманганатометрического определения иона железа (II).

2.1.В какой среде проводится перманганатометрическое титрование?

2.2.Запишите уравнение реакции взаимодействия FeSO4 c титрантом, расставьте необходимые стехиометрические коэффициенты, учитывая тип реакции. Укажите, какое это титрование (прямое, обратное, заместительное).

2.3.Каковы особенности приготовления титранта метода? Какие первичные стандартные вещества подходят для его стандартизации? Как хранят титрованный раствор?

2.4.Каким образом фиксируется точка эквивалентности в этом методе?

2.5.Определите фактор эквивалентности и молярную массу эквивалентов

FeSO4 ∙ 7H2O.

M(FeSO4 ∙ 7H2O) = 278,01г/моль.

2.6.Рассчитайте массу навески FeSO4 ∙ 7H2O, необходимую для приготовления

(Vобщ) 100,0 см3 раствора, который затем будет титроваться 0,05М раствором титранта. С какой точностью взвешивают навеску на аналитических весах, с такой же точностью рассчитайте массу навески.

2.7.Рассчитайте титр соответствия T(KMnO4/Fe).

2.8.Составьте в общем виде формулу расчёта массовой доли ω (в %) Fe в соли с учётом способа титрования.

11

2.9. Рассчитайте массовую долю ω (в %) Fe в анализируемом образце, если масса практической навески соли меньше теоретически рассчитанной на 0,0021 г, на титрование аликвоты (Va) 15,00 см3 (чем отмерите?) раствора анализируемой соли пошло в среднем V 13,85 см3 (чем измерите?) 0,05н. раствора титранта, поправочный коэффициент («К») которого равен 1,020.

2.10. За счёт чего могут возникать систематические погрешности в титриметрии и в перманганатометрии в частности?

2.11. В чём отличие молярной и нормальной концентрации? Во сколько раз отличается нормальная концентрация от молярной для KMnO4?

II. Решите задачу.

Рассчитайте молярную концентрацию (f = 1) раствора HCl, если на титрование 0,4668 г химически чистого Na2B4O7 ∙ 10H2O затрачено 18,38 см3 этого раствора.

M (Na2B4O7 ∙ 10H2O) = 381, 37 г/моль.

Физико-химический анализ

Предложите методику анализа физико-химическим методом, используя один из электрохимических методов. В чём сущность этого метода? Как проведёте идентификацию и количественное определение этим методом?

Вариант 2

Химический анализ

I. Обоснуйте методику обнаружения и количественного титриметрического определения AgNO3, для чего последовательно ответьте на нижеследующие вопросы.

1. Приведите реакции обнаружения иона серебра и нитрат-иона.

1.1. К какой аналитической группе по кислотно-основной классификации относится катион серебра?

1.2. Участвует ли катион серебра в реакциях комплексообразования? Напишите состав и назовите комплекс, который образуется при растворении AgCl в растворе аммиака.

1.3. Какие аналитические реакции называют избирательными?

2. Дайте характеристику титриметрического определения AgNO3 по методу Фольгарда.

2.1.Запишите уравнение реакции AgNO3 c титрантом. Какое это титрование (прямое, обратное, заместительное)?

2.2.Какой индикатор используется в данном методе?

12

2.3.В какой среде следует проводить определение? Ответ обоснуйте.

2.4.Как готовят, стандартизируют и хранят титрант этого метода?

2.5.Какова область использования метода Фольгарда?

2.6.Рассчитайте молярную массу эквивалентов AgNO3 с учётом фактора эквивалентности (см. уравнение реакции).

M (AgNO3) = 169,87 г/моль.

2.7.Рассчитайте массу навески, необходимую для приготовления (Vобщ) 100,00 см3 раствора, который затем будет оттитрован 0,05М раствором титранта.

Скакой точностью взвешивают навески на аналитических весах?

2.8.Рассчитайте титр соответствия.

2.9.Составьте в общем виде формулу расчёта массовой доли ω (в %) AgNO3 в образце.

2.10.Рассчитайте ω (AgNO3), если масса практической навески меньше теоретически рассчитанной на 0,0028 г, на титрование аликвоты (Va) 15,00 см3

раствора AgNO3 израсходовано в среднем V 14,45 см3 0,05М раствора титранта, поправочный коэффициент («К») которого равен 0,9865.

2.11.Какую мерную посуду используете в этой методике? Каким требованиям она должна удовлетворять?

2.12.За счёт чего возникают систематические погрешности в титриметрии?

2.13.Дайте определение титру соответствия и фактору эквивалентности.

II. Решите задачу.

Сколько граммов КОН требуется взять для приготовления 1,5 дм3 0,2М раствора? Определите титр КОН и титр соответствия по щавелевой кислоте Т (КОН/Н2С2О4 ∙ 2Н2О).

М(КОН) = 56,105 г/моль;

М(Н2С2О4 ∙ 2Н2О)= 126,066 г/ моль.

Физико-химический анализ

Предложите методику анализа физико-химическим методом, используя один из электрохимических методов. В чём сущность этого метода? Как проведёте идентификацию и количественное определение этим методом?

Вариант 3

Химический анализ

I. Обоснуйте методики обнаружения и количественного титриметрического определения NaNO2 в твёрдом образце, для чего последовательно ответьте на нижеследующие вопросы.

13

1. Приведите реакции обнаружения иона натрия и нитрит-иона.

1.1.Обладает ли нитрит-ион окислительно-восстановительными свойствами? Как эти свойства используются в анализе?

1.2.Напишите соответствующие уравнения реакций обнаружения ионов, укажите аналитический эффект и условия проведения реакций.

1.3.Какие характеристики количественно описывают чувствительность (предел обнаружения)? Какие повысить чувствительность реакции обнаружения иона натрия?

2. Дайте характеристику титриметрического перманганатометрического определения NaNO2.

2.1.В какой среде проводят перманганатометрическое титрование, чем создаётся эта среда?

2.2.Запишите уравнение реакции взаимодействия NaNO2 с титрантом.

2.3.Каковы особенности перманганатометрического титрования NaNO2? Какое это титрование?

2.4.Дайте определение нормальной (эквивалентной) концентрации. Как находят фактор эквивалентности в окислительно-восстановительных реакциях?

2.5.Как готовят, стандартизуют и хранят титрованный раствор этого метода?

2.6.Вернитесь к уравнению реакции, определите фактор эквивалентности и молярную массу эквивалентов NaNO2.

M(NaNO2) = 68,99 г/ моль.

2.7.Рассчитайте массу навески NaNO2, необходимую для приготовления 200,0 см3 раствора, который будет затем титроваться 0,05н. раствором титранта.

Скакой точностью взвешивают навески на аналитических весах?

2.8.Как будет зафиксирована точка эквивалентности?

2.9.Рассчитайте титр соответствия.

2.10.Составьте в общем виде формулу расчёта массовой доли ω (в %) NaNO2 в образце с учётом способа титрования.

2.11.Рассчитайте ω (NaNO2), если практическая масса навески меньше теоретически рассчитанной на 0,0053 г, на титрование 10,00 см3 подкисленного 0,05н. раствора титранта (поправочный коэффициент которого равен 1,009), помещенного в колбу для титрования, пошло 9,86 см3 раствора NaNO2. Какой это приём титрования?

2.12.Какую измерительную посуду используете для данной методики титрования? Каким требованиям должна отвечать измерительная посуда в титриметрии?

14

2.13. За счёт чего могут возникать систематические погрешности в титриметрии и в перманганатометрии в частности?

II. Решите задачу.

Для установления точной концентрации взяли 25,00 см3 раствора NaOH, на титрование которого затратили 23,61 см3 раствора HCl c T(HCl) равным 0,004023 г/см3. Вычислите молярную концентрацию раствора NaOH, титр NaOH

и T(NaOH/HCl).

Физико-химический анализ

Предложите физико-химический способ фиксирования точки эквивалентности при титровании NaNO2 перманганатом калия. В чём сущность предлагаемого метода? Какой вид имеет кривая титрования по этому методу?

Вариант 4

Химический анализ

I. Обоснуйте методики обнаружения и количественного титриметрического определения FeCl3 в твёрдом образце, для чего последовательно ответьте на нижеследующие вопросы.

1. Приведите реакции обнаружения иона железа (III) и хлорид-иона.

1.1.Обладает ли ион железа (III) окислительно-восстановительными свойствами? Как эти свойства используют в анализе?

1.2.Образует ли ион железа (III) комплексные соединения? Является ли реакция железа (III) c тиоцианат-ионом селективной, высокочувствительной? Что обозначают эти понятия?

1.3.Какой групповой реактив осаждает ионы хлора? Каковы свойства образующейся аналитической формы (осадка)?

2. Дайте характеристику титриметрического иодометрического определения

FeCl3.

2.1. Первая реакция протекает по уравнению

2FeCl3 + 2KJ = 2FeCl2 + J2 + 2KCl.

Затем выделившийся иод оттитровывают титрантом (каким?). Запишите уравнение реакций взаимодействия J2 с титрантом. (Какой это способ титрования по отношению к FeCl3?).

2.2. Как готовят, стандартизуют и хранят необходимый для определения титрант? Каким требованиям должны удовлетворять первичные стандартные вещества?

15

2.3.Как фиксируют точку эквивалентности в этом методе?

2.4.Рассчитайте фактор эквивалентности и молярную массу эквивалентов

FeCl3.

M (FeCl3) = 162,206 г /моль.

2.5.Рассчитайте массу навески FeCl3, необходимую для приготовления (Vобщ) 100,00 см3 его раствора, который затем будет титроваться 0,05М (f = 1) раствором титранта. С какой точностью взвешивают навеску на аналитических весах?

2.6.Рассчитайте титр соответствия.

2.7.Составьте в общем виде формулу расчёта массовой доли ω (в %) FeCl3 в образце.

2.8.Рассчитайте ω (FeCl3), если практическая масса навески больше теоретически рассчитанной на 0,0032 г, и после добавления к 10,00 см3

исследуемого раствора иодида калия и кислоты на титрование выделившегося J2 затрачено 9,82 см3 0,05М раствора титранта, поправочный коэффициент («К») которого равен 0,9985.

2.9.Какую измерительную посуду использовали в данной методике? Каким требованиям она должна удовлетворять?

2.10.За счёт чего могут возникать погрешности данного определения?

II. Решите задачу.

Сколько граммов AgNO3 потребуется для приготовления 1,5 дм3 0,05М раствора?

M (AgNO3) = 169, 87 г /моль.

Физико-химический анализ

Предложите методику анализа физико-химическим способом, используя абсорбционный анализ. В чём сущность этого метода? Как проведёте идентификацию и количественное определение этим методом?

Вариант 5

Химический анализ

I. Обоснуйте методики обнаружения и количественного титриметрического определения Na2CO3 в твёрдом образце, для чего последовательно ответьте на нижеследующие вопросы.

1. Приведите реакции обнаружения иона натрия и карбонат-иона.

1.1. К какой аналитической группе по кислотно-основной классификации относится катион натрия, имеется ли групповой реагент у этой группы?

16

1.2.Анионом какой кислоты (сильной или слабой) является карбонат-ион? Как эти свойства используются в анализе?

1.3.Напишите соответствующие уравнения реакций обнаружения иона натрия и карбонат-иона, укажите аналитический эффект и условия проведения реакций.

1.4.Что обозначает термин «чувствительность или предел обнаружения реакции»? Какие способы повышения чувствительности реакций используют при открытии иона натрия?

2. Дайте характеристику титриметрического кислотно-основного определения Na2CO3.

2.1.Запишите уравнение реакции с титрантом.

2.2.Определите фактор эквивалентности и молярную массу эквивалентов

Na2CO3.

M(Na2CO3) = 105, 99 г/моль.

2.3.Укажите способы приготовления выбранного титранта. Какие вещества называют первичными стандартами (ПСВ)? Какие ПСВ используются для стандартизации выбранного титранта?

2.4.Вернитесь вновь к уравнению реакции и определите среду в точке эквивалентности (кислая, нейтральная, щелочная) и в соответствии с этим выберите индикатор (фенолфталеин или метиловый оранжевый).

2.5.Что собой представляют индикаторы кислотно-основного титрования, по какой причине они меняют свой цвет и по какому принципу их выбирают для титрирования?

приготовления (Vобщ) 200,00 см3 раствора, который будет титроваться 0,1М раствором титранта. С какой точностью взвешивают навеску на аналитических весах?

2.7.Рассчитайте титр соответствия.

2.8.Составьте в общем виде формулу расчёта массовой доли ω (в %) Na2CO3 в образце.

2.9.Рассчитайте ω Na2CO3, если практическая масса навески меньше теоретически рассчитанной на 0,0011 г и на титрование аликвоты (Vа) 20,00 см3

анализируемого раствора (чем отмерите?) пошло в среднем V 19,65 см3 0,1М раствора титранта (чем измерите?), поправочный коэффициент («К») которого равен 0,9985.

2.10. Укажите приём данного титрования (метод отдельных навесок или пипетирование; прямое или обратное).

17

2.11. За счёт чего могут возникать систематические погрешности в титриметрии и в кислотно-основном титровании в частности?

II. Решите задачу.

Навеску сульфида натрия массой 3,9050 г растворили в мерной колбе вместимостью 500,0 см3. К 20,00 см3 полученного раствора прилили 40,00 см3 раствора иода (К = 0,9342 к 0,1н. раствору). На титрование избытка J2 израсходовали 4,25 см3 раствора Na2S2O3 (К = 0,9520 к 0,1М раствору). Какова массовая доля (в %) Na2S в образце?

Физико-химический анализ

Предложите физико-химический способ фиксирования точки эквивалентности при титровании NaCO3 кислотой используя электрохимический анализ. В чём сущность предложенного метода? Какой вид имеет кривая титрования по этому методу?

Вариант 6

Химический анализ

I. Обоснуйте методики обнаружения и количественного титриметрического определения Na2B4O7 · 10H2O в твёрдом образце, для чего последовательно ответьте на нижеследующие вопросы.

1. Приведите реакции обнаружения иона натрия и тетраборат- (борат -) иона.

1.1.Можно ли обнаружить ион натрия «сухим путём»?

1.2.Напишите соответствующие уравнения реакций обнаружения ионов, укажите аналитический эффект и условия проведения реакций.

1.3.Какие количественные характеристики описывают чувствительность (предел

обнаружения) аналитических реакций? Как повысить чувствительность реакции обнаружения иона натрия?

2. Дайте характеристику титриметрического кислотно-основного определения тетрабората натрия.

2.1.Запишите уравнение реакции взаимодействия Na2B4O7 с титрантом.

2.2.Определите фактор эквивалентности и молярную массу эквивалентов

Na2B4O7 ∙ 10H2O.

M(Nа2B4O7 ∙ 10H2O) = 381, 37 г/моль.

2.3.Укажите, какими способами может быть приготовлен выбранный

титрант. Как его стандартизуют? Какие первичные стандартные вещества подходят для этого титранта?

2.4. Как графически изображают процесс титрования, что такое скачок титрования, с какой целью его используют?

18

2.5.Какие индикаторы применяют в кислотно-основном титровании? По какой причине они меняют свой цвет, как их выбирают для титрования?

2.6.Вернитесь вновь к уравнению реакции тетрабората натрия и титранта, определите среду в точке эквивалентности (нейтральная, кислая или щелочная)

ив соответствии с этим выберите индикатор (фенолфталеин или метиловый оранжевый).

2.7.Рассчитайте массу навески тетрабората натрия, которая затем будет растворена в произвольном объёме воды и оттитрована 0,1М (f = 1) раствором титранта с условием, что на титрование должно пойти примерно 20 см3 титранта. (Какой это прием титрования?). С какой точностью взвешивают навеску на аналитических весах?

2.8.Рассчитайте титр соответствия.

2.9.Составьте в общем виде формулу расчёта массовой доли ω (в %) Na2B4O7 ∙ 10H2O в образце с учётом способа титрования.

2.10.Рассчитайте ω Na2B4O7 ∙ 10H2O, если практическая масса навески меньше теоретически рассчитанной на 0,0014 г и на титрование навески пошло 19,56 см3 (чем измерите?) 0,1М раствора титранта с поправочным коэффициентом («К»), равным 0,9987.

2.11.За счёт чего могут возникать систематические погрешности в титриметрии и в кислотно-основном титровании в частности?

II. Решите задачу.

Навеску массой 2,9010 г химически чистого NaCl растворили в мерной колбе ёмкостью 500,00 см3. На 15,00 см3 этого раствора израсходовали 15,80 см3 AgNO3. Вычислите молярную концентрацию, титр и поправочный коэффициент AgNO3.

электрохимический анализ. В чём сущность этого метода? Как вид имеет кривая титрования по этому?

Вариант 7

Химический анализ

I. Обоснуйте методики обнаружения и количественного титриметрического определения КОН в твёрдом образце, загрязненном KCl. Ответьте последовательно на нижеследующие вопросы.

1. Приведите реакции обнаружения иона калия и хлорид-иона.

19

1.2.К какой аналитической группе по кислотно-основной классификации относится ион калия?

1.3.Напишите соответствующие уравнения реакций обнаружения ионов, укажите аналитический эффект и условия проведения реакций.

1.4.Что такое предел обнаружения (чувствительность) аналитических реакций, какими способами можно его выразить?

2. Дайте характеристику титриметрического кислотно-основного определения КОН.

2.1.Запишите уравнение реакции взаимодействия КОН с титрантом.

2.2.Определите фактор эквивалентности и молярную массу эквивалентов

КОН.

М(КОН) = 56,10 г/моль.

2.3.Рассчитайте массу навески КОН, необходимую для приготовления (Vобщ) 100,00 см3 раствора, который будет титроваться 0,1М раствором титранта. С какой точностью взвешивают навески на аналитических весах?

2.4.Укажите способы приготовления выбранного титранта. Каким требованиям должно удовлетворять первичное стандартное вещество? Какие ПСВ используют для стандартизации выбранного титранта?

2.5.Вернитесь вновь к уравнению реакции, определите среду в точке эквивалентности (рН > 7, рН < 7, рН = 7).

2.6.Как графически изображают процесс кислотно-основного титрования? Что такое скачок титрования? Как его используют для выбора индикатора? Что собой представляют индикаторы метода кислотно-основного титрования, почему они могут изменять свой цвет?

2.7.Какие индикаторы подойдут для фиксирования точки эквивалентности в данном случае?

2.8.Рассчитайте титр соответствия.

2.9.Составьте в общем виде формулу расчёта массовой доли ω (в %) КОН в твёрдом образце.

2.10.Рассчитайте ω КОН, если практическая масса навески больше теоретически рассчитанной на 0,0021 г и на титрование (Va) 20,00 см3 раствора

КОН пошло в среднем V 28,24 см3 0,1М раствора титранта, поправочный коэффициент («К») которого равен 1,012.

2.11.Какой это способ титрования?

2.12.Перечислите измерительную посуду, которой воспользуетесь.

2.13.Чем обусловлены систематические погрешности в кислотно-основном титровании?

20