Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Ярославцев А.А. Сборник задач и упражнений по аналитической химии учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
79
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
10.82 Mб
Скачать

ределении масс (навески, осадка), загрязнение осадков, малая разница в атомных весах главных определяемых элементов, неправильности, допускаемые в округлении результатов.

За д а ч и

1.Анализируемое вещество принято за SrC03 , что точно подтверждалось полученным результатом анализа

на содержание С 0 2 . Однако качественный анализ показал полное отсутствие Sr2+-HOHa в веществе и наличие Са2 + и Ва2 + -ирнов. Каков действительный состав вещества?

2. Содержание в образце брома точно равно содержа-

нию брома в NaBr. Каков действительный состав образца,

если он содержит катионы только аммония и калия?

3. Из 0,2120 г смеси К О и K I получили 0,1994 г K 2 S0 4 . Сколько граммов КС1 и K I в образце?

4. Навеска смеси NaCl и NaBr 0,1798 г. образует с A g N 0 3 осадок 0,3802 г. Сколько граммов каждого компо­ нента содержит навеска?

5. Из 0,2905 г смеси NaCl и К О получили 0,3502 г сме­ си сульфатов натрия и калия. Сколько процентов NaCl и

КО в смеси?

6.Количественным осаждением с помощью AgNOs из 0,3988 г смеси NaCl и NaBr получили осадок 0,7822 г. Оп­ ределить состав смеси.

7. Взяли навеску 0,8210 г смеси С а С 0 3 и M g C 0 3 Пос­ ле прокаливания получили 0,4306 г смеси окислов. Опре­ делить процентный состав смеси.

8.Из навески доломита 0,1840 г после обработки получили 0,0915 г окислов кальция и магния. Сколько процентов СаО и MgO в образце?

9.Взяли навеску сильвинита 1,4260 г, из которой вы­ делили сухой остаток К О и NaCl 1,1410 г. Остаток пре­ вращен в сульфаты. Масса сульфатов 1,3547 г. Сколько

процентов К О и NaCl в образце?

10. Из 1,3345 г силиката количественно выделили ка­

лий и натрий в виде раствора хлоридов, объем

которого

200,0 мл. Из 50,00

мл раствора осадили 0,2052 г AgCl.

Сколько процентов

КгО и Na 2 0 в образце, если масса вы­

деленных из V4

навески хлоридов калия

и натрия

0,0879 г?

 

 

Г Л А В А III

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБЪЕМНОГО АНАЛИЗА

А. РАСЧЕТЫ В ОБЪЕМНОМ АНАЛИЗЕ

Расчеты в объемном анализе, как и в весовом, основа­ ны на использовании закона эквивалентов — с той лишь разницей, что здесь в расчеты вводятся концентрации и объемы реагирующих растворов. Концентрации в объем­ ном методе выражают только числом грамм-эквивалентов на литр (нормальность), а объемы — в литрах или мил­ лилитрах.

В тех случаях, когда требуется определить количество вещества, содержащееся в анализируемом растворе, ис­ ходят из того, что 1000 мл 1 н. рабочего раствора соответ­ ствуют 1 г-экв определяемого вещества. Когда нужно определить только концентрацию определяемого раство­ ра, исходят из основного положения объемного анализа:

объемы двух растворов, нацело реагирующих между собой, обратно пропорциональны нормальностям этих растворов:

Ух _

Щ

V2

~

Щ '

где V\ и N\ — объем и нормальность одного раствора;

V2 и N2— то же, другого

раствора.

За д а ч и

1.Для анализа на содержание H2SO4 в растворе взя­ ли навеску 0,5080 г. После обработки получили осадок BaS04 1,1670 г, на что потребовалось 50 мл 0,2 н. рас­

твора ВаСЬСколько процентов

H2SO4 в

образце?

Расчет выполнить, исходя: а) из

массы

полученного

осадка; б) из объема израсходованного раствора

хлорида

бария.

 

 

 

• 2. Для определения содержания

хлора

в техническом

хлориде калия взяли навеску 0,7142 г. На осаждение ионов С1~~ в виде AgCI пошло 10 мл 1 н. раствора A g N 0 3

и образовалось 1,4334 г AgCI. Сколько процентов хлора в образце? Расчет произвести, исходя: а) из массы осадка

AgCI; б) из объема израсходованного раствора

A g N 0 3

и

его концентрации.

 

 

мл

3. На нейтрализацию раствора КОН

пошло 25

0,1 н. раствора НС1. Сколько граммов КОН в

растворе?

4. К. раствору H 2 S 0 4 прибавили 20,50 мл

0,2

н. раство­

ра NaOH, после чего среда стала нейтральной. Сколько

граммов H 2 S O 4

в растворе?

 

 

5. Сколько граммов NaOH

в растворе, если

на его

нейтрализацию

израсходовали

22,50 мл 0,5 н.

раство­

ра НС1?

 

 

 

6.Сколько граммов H 2 S 0 4 в растворе, на нейтрализа­ цию которого израсходовали 15,50 мл 0,3 н. раствора КОН?

7.Сколько миллилитров 0,1 н. раствора НС1 потре­ буется для нейтрализации раствора, содержащего 1,00 г NaOH?

8.Сколько миллилитров 2 н. раствора NaOH потребу­ ется для нейтрализации раствора, в котором содержится

4,9 г H2 S04 ?

содержащему 0,5

г КОН, прибавили

9.

К раствору,

10 мл

1 н. раствора

H 2 S0 4 . Щелочь или кислота осталась

в избытке. В каком

количестве?

 

 

10.

К раствору, содержащему 1,00

г H 2 S0 4 , прибавили

10 мл

2 н. раствора NaOH. Какую среду имеет получен­

ный раствор? Что и в каком количестве находится

в из­

бытке?

 

 

 

11.

На нейтрализацию раствора,

содержащего

1,0 г

каустической соды, пошло 20 мл 1 н. раствора НС1. Сколь­ ко процентов NaOH в соде?

12. На нейтрализацию навески 1,00 г технической сер­ ной кислоты расходуется 10 мл 2 н. раствора NaOH. Сколько процентов H 2 S 0 4 в образце?

13.25 мл 0,1 н. раствора NaOH прибавили к 25 мл соляной кислоты неизвестной концентрации; среда стала нейтральной. Какова нормальность соляной кислоты?

14.Слили вместе одинаковые объемы раствора КОН неизвестной концентрации и 0,2 н. раствора Н О . Какова нормальность раствора КОН, если после смешения среда стала нейтральной?

15. 50 мл раствора H 2 S 0 4 неизвестной

концентрации

реагируют нацело с 45,65 мл 0,1 н. раствора

NaOH. Како­

ва нормальность раствора H2 S04 ?

 

16.На нейтрализацию 25 мл раствора КОН пошло 20,50 мл 0,2 н. раствора НС1. Чему равна нормальность раствора КОН?

17.25 мл одного раствора реа'гируют нацело с 20 мл второго раствора. Чему равно отношение нормальности первого раствора к нормальности второго?

18.

15,00 мл раствора

A g N 0 3 вступают нацело в реак­

цию с 20,00 мл раствора

NaCl. В каком отношении нахо­

дятся

между собой нормальности раствора A g N 0 3 и

NaCl?

 

 

19.На нейтрализацию 25 мл раствора щелочи идет 28,50 мл раствора кислоты. У какого раствора нормаль­ ность больше? Во сколько раз?

20.На нейтрализацию 24,75 мл раствора НС1 пошло 25 мл раствора КОН. Концентрация какого раствора больше? Во сколько раз?

21.Какой объем 0,2 н. раствора НС1 потребуется для нейтрализации 40 мл 0,1 н. раствора NaOH?

22. Какой объем 0,1 н. раствора A g N 0 3

потребуется

для полного осаждения С1_ -иона

из 25 мл 0,15 н. раство­

ра NaCl?

 

 

 

 

23. На нейтрализацию 25,00

мл. 0,1125

н.

раствора

H 2 S 0 4 пошло 28,50 мл раствора

КОН неизвестной нор­

мальности. Какова эта нормальность?

 

 

24. На нейтрализацию 25,00 мл раствора

NaOH пошло

22,60 мл 0,0965

н. раствора Н О . Определить

нормаль­

ность раствора

NaOH.

 

 

 

25. 20,00 мл раствора К О неизвестной

концентрации

реагируют нацело с 22,45 мл 6,20 н. раствора

AgN0 3 .

Определить нормальность раствора К О .

 

 

26. 18,25 мл 0,10 н. раствора К М Ю 4 реагируют нацело с 15,00 мл раствора FeS04. Какова нормальность послед­ него?

27.Сколько миллилитров раствора Н О , содержащего 3,646 г Н О в 1 л, потребуется для нейтрализации 25 мл раствора NaOH, содержащего 4,00 г NaOH в і л ?

28.Сколько миллилитров раствора AgN0 3 , содержа­

щего 17 г A g N 0 3 в 1 л, потребуется для полного осажде­ ния С1~-иона из 20 мл раствора соляной кислоты, содер­ жащего 73 г Н О в 1 л?

29. К 10,00 мл 25%-ного раствора КОН прибавили 10,00 мл 25%-ного раствора H 2 S0 4 . Какую среду имеет полученный раствор?

30. Слили одинаковые объемы 20%-ных растворов КОН и НС1. Какова среда полученного раствора?

Б. ИЗМЕРЕНИЕ ОБЪЕМОВ

 

 

 

 

За

единицу

вместимости

в метрической

системе

еди­

ниц принимают

объем,

занимаемый

массой

одного ки­

лограмма воды

при температуре ее

наибольшей

плот­

ности

( + 3,98°^+4° С)

и

атмосферном

давлении

(760 мм рт. ст.). В объемном анализе эта единица вме­ стимости называется истинным литром. Другими слова­

ми, истинным литром

называется

объем,

занимаемый

одним

килограммом

чистой воды,

отвешенной

в пусто­

те при

температуре

наибольшей

плотности.

 

Объемы растворов

в объемном анализе

измеряют

при помощи измерительных сосудов: мерной колбы, пи­

петки и бюретки. Точное нанесение

на эти сосуды меток,

соответствующих

определенным

 

объемам

(вместимо­

сти), называется калиброванием,

а

проверка

правильно­

сти нанесения уже

готовых меток — проверкой измери­

тельных сосудов. Калибрование и проверку измеритель­

ных

сосудов

выполняют

методом

 

взвешивания

вмещаемой ими

(мерные

колбы)

или

вытекающей

из

них (пипетки и бюретки) чистой воды.

Во

время

этих

операций взвешивать воду

приходится

не

при

+4° С и

не в пустоте, а при атмосферном

давлении

и в

сосудах,

расширяющихся от нагревания. Поэтому при калибро­

вании

и проверке емкости

измерительных

сосудов

вво­

дят

три

поправки:

1)

на

температурное

расширение

воды;

2)

на температурное

расширение сосуда; 3)

на

взвешивание в воздухе.

 

 

 

 

 

 

 

 

Чтобы

не было ошибок

во время

работы с

измери­

тельным сосудом при различных температурах,

его

ка­

либруют так, чтобы емкость сосуда равнялась

обозна­

ченной

(номинальной)

не при той

температуре,

при

ко­

торой

производилась

калибровка,

а

при

одной

общей

для

всех

лабораторий

температуре — при

20° С.

Следо­

вательно, калибруя измерительные сосуды на одну и ту же вместимость, но при различных температурах, отве­ шивают различные количества воды.

При калибровании и проверке измерительных сосудов взвешиванием все необходимые данные берут из таблиц. В таблицах указано, сколько воды следует отвесить латунными гирями в стеклянном сосуде при различных

температурах, чтобы ее объем при 20° С равнялся точно одному истинному литру. Одна тысячная этой величины носит название кажущегося, или калибровочного, объ­ емного веса воды.

Так как при калибровании и проверке измеритель­ ных сосудов приходится взвешивать сравнительно боль­ шие массы воды (до 1—2 кг), взвешивание ее выполня­ ют на технохимических весах, но обязательно способа­ ми, исключающими ошибку на неравноплечность.

За д а ч и

1.Сколько граммов дистиллированной воды следует

отвесить при 20° С латунными

разновесами, чтобы ее

объем был равен точно одному

истинному литру?

2.Сколько граммов дистиллированной воды следует отвесить при 15 °С латунными разновесами, чтобы она, приняв температуру 20° С, занимала объем одного ис­ тинного литра?

3.Больше или меньше истинного литра занимает

объем

1 кг

воды, отвешенной в обычных условиях?

4.

Для

калибрования двух

мерных колб отвесили

точно

по

1 кг воды, причем

для первой колбьі это

выполнили с помощью латунных разновесов, а для

второй — платиновых. Какая колба

имеет

меньшую

по­

правку?

 

 

 

 

 

 

5.

Сколько

граммов

воды

следует

отвесить

при

18,2° С, чтобы объем, занимаемый

еЮ при 20° С, был

ра­

вен 250 мл?

 

 

 

 

мл. Сколько

6.

Калибруют

мерную

колбу

на

500

граммов воды потребуется отвесить для этой цели при 24,6°,С?

7. Какую массу гирь надо положить на чашку весов с калибруемой на 500 мл колбой вместо стоявшей при ее тарировании гири 500 г, если работу выполняют при 22,6° С?

8.То же, при 250 мл и 15,8° С?

9.То же, при 200 мл и 24,4° С?.

10.То же, при 150 мл и 16,0° С?

11.То же, при 100 мл и 23,6° С?

12.То же, при 50 мл и 20,0° С?

13. При проверке емкости мерной колбы получены

.

„ -

Л

1000 мл

следующие данные: обозначенный объем

колбы

— ;

масса

 

воды,

налитой до метки,

 

997,20 г;

температура

17,0° С. Каковы истинный объем

(VH CT)

И поправка (AV)

колбы?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мл

л л

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

*

500

14.

 

Обозначенная емкость

мерной

колбы

 

^— ;

масса

 

воды,

налитой

до метки,

498,80

г;

температура

21,6° С.

Определить

истинный

объем

 

колбы

и

по­

правку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15.

При проверке

емкости мерной

колбы

получили

следующие

данные:

температура

опыта

 

(^°)

15,2° С;

обозначенный

объем

(Уобозн)

1000 мл; температура, при

которой

колба имеет

точно

обозначенный

 

объем

(/2 °),

20° С;

масса

гири, с которой

тарируется

пустая

колба

(т),

1000

г;

сумма

мелких

гирь

(Am), которые

при­

шлось положить для уравновешивания весов после сня­

тия гири в 1000 г и наливания

колбы водой до

метки,

2,87 г. Чему

равны истинный объем колбы (УИст)

и по­

правка (AV)

(AV= Уист— Иобозв)?

 

16. По примеру предыдущей

задачи определить VH C T

и AV колбы, если: УОбозн=500 мл; от = 500 г; А т = 1 , 4 2 г;

/і = 17,8° и / 2 = 20°С.

 

 

17. То же, если УОбозн='250 мл; т = 250 г; Аот = 0,72 г;

/і=18,2° С и / 2 = 20°С.

18. То же, если Уобозн=200 мл; т = 200 г; А т = 0,54 г;

/ I o = 2 6 , 4 o C H / 2 = 20 o C .

19. То же, если VO6O3H=155 мл; т = 1 5 0 г; Д т =

=0,40 г; t° = 22,6° С и /2 ° = 20° С.

20.То же, если Кобозн=Ю0 мл; т = 1 0 0 г; Д т = 0,29 г; /і°=15,0°С и /2 ° = 20°С.

21.Проверяя объем пипетки трехкратным заполне­ нием — до метки водой при 25,4° С и взвешиванием вы­ пущенной воды, получили следующие три результата:

19,962;

19,958 и

19,966 г.

Чему

равны

У и с т

и AV

пипетки?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22. При проверке объема пипетки получены следую­

щие

данные: масса

пустого

бюкса

24,648 г;

масса бюк­

са с

водой,

выпущенной

 

из проверяемой

пипетки, —

49,574; 49,584 и 49,588 г.

 

Температура

опыта

19,2° С.

Найти истинный объем пипетки и поправку.

 

 

23. При калибровании

пипетки

на

20 мл на ней по­

ставлены

две временные

метки на

расстоянии

50 мм

друг

от друга. Температура

опыта

22,2° С. Масса

воды,

вылитой

из

пипетки, заполненной

до

нижней

метки,

19,460 г,

а при заполнении

 

до верхней метки — 20,520 г.

На каком расстоянии от нижней метки следует поста­ вить постоянную метку?

24. На каком расстоянии от нижней временной мет­ ки следует поставить постоянную метку на трубке пи­ петки, если при ее калибровании получены следующие данные: расстояние между метками 100 мм; t° опыта 18,8° С; масса воды, выпущенной из пипетки от нижней метки, 49,5300 г, От верхней — 50,3200 г?

25. При калибровании пипетки получены следующие данные: расстояние между метками 50 мм; масса пусто­ го бюкса 38,4652 г; масса бюкса с водой, выпущенной из

пипетки

от

нижней временной

метки:

1) 57,9552 г,

2) 57, 9562 г и 3)

57,9542 г; масса

бюкса

с водой, выпу­

щенной

от верхней

метки (в тот же бюкс): 1) 59,0072 г;

2) 59,0052 г

и 3)

59,0032 г; температура

опыта 21,2° С.

Определить место нанесения постоянной метки.

26. При калибровании пипетки

получены следующие

данные: расстояние между временными метками 100 мм;

масса пустого бюкса 53,4200 г; масса бюкса

с водой, вы­

пущенной из пипетки

от нижней

метки:

1)

102,2028 г;

2)

102,1900

г и 3)

102,2050 г; то же, от

верхней метки:

1)

104,1992

г; 2)

104,2003 г

и 3)

104,1972 г; температу­

ра опыта 19,8° С. На

каком

расстоянии

от нижней вре­

менной метки следует* поставить

постоянную

метку? Ка­

кой объем ей соответствует?

 

 

 

 

27. При калибровании пипетки получены следующие данные: температура опыта 16,8°С;.расстояние между временными метками 50 мм; масса воды, выпущенной из пипетки от верхней метки, 24,7330 г, а от нижней — 23,9450 г. Где следует поставить постоянную метку? Ка­ кому объему она соответствует?

28. Для калибрования пипетки на ней поставлены две временные метки на расстоянии 100 мм друг от друга. Масса воды, выпущенной из пипетки от нижней метки при 24,8° С, равна 97,6250 г, а выпущенной от верхней метки — 99,4320 г. Где следует поставить постоянную метку? Какому объему она соответствует?

29.

Масса

бюкса

с водой, выпущенной из бюретки

от нулевого деления

до 30-го, при 26,2° С равна 72,210 г.

Масса

пустого

бюкса

42,344 г. Каковы истинный объем

и поправка, соответствующая этой точке бюретки?

. 30. Построить кривую поправок бюретки на основа­ нии данных, сведенных в следующую таблицу:

обозн'

т — масса

 

— калиб-

t, °С

ровочпая

мл

воды, г

масса воды

 

 

 

5

4,986

24,8

 

10

9,984

24,8

 

15

14,972

24,8

 

20

19,964

24,8

 

25

24,930

24,8

 

30

29,868

24,8

 

35

34,845

22,8

 

40

39,830

22,8

 

45

44,780

22,8

 

50

49,730

22,8

 

В. СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАБОЧЕГО РАСТВОРА

Р а б о ч и й

р а с т в о р — раствор вещества,

вступаю­

щего в реакцию

с определяемым веществом,

имеющий

точно известную

концентрацию.

 

Р а б о ч е е

в е щ е с т в о

— вещество, из которого при­

готовлен рабочий

раствор.

 

 

Т и т р по

р а б о ч е м у

в е щ е с т в у (7р.в ), или прос­

то титр, — количество граммов рабочего вещества, содер­

жащегося

в 1 мл рабочего раствора.

 

 

 

Т и т р

п о

о п р е д е л я е м о м у

в е щ е с т в у

(Тр.в/о.в) количество

граммов определяемого

вещества,

эквивалентное количеству рабочего

вещества,

содержа­

щегося в

1 мл рабочего раствора, т. е. оттитровываемое

одним миллилитром его.

 

 

 

Н о р м а л ь н о с т ь

— количество

грамм-эквивалентов

рабочего

вещества,

содержащееся

в 1 л

(или милли­

грамм-эквивалентов

в

1 мл) данного рабочего

раствора.

П о п р а в о ч н ы й

к о э ф ф и ц и е н т

(К),

или по­

правка, — число, показывающее, во сколько раз нормаль­ ность данного рабочего раствора больше одной из следу­ ющих точных концентраций: 0,1; 0,2; 0,5; 0,01; 0,02; 0,05... н., или какую часть от них она составляет.

За д а ч и

1.Навеску х. ч. NaCl 5,9120 г растворили в мерной колбе на 1 л. Раствор довели до метки. Чему равен титр полученного раствора по рабочему веществу?

2. Из навески х. ч. КС1 3,8260 г приготовили 500 мл раствора. Каков его титр: а) по К О ; б) по С1?

3. Навеску х. ч. железа 2,8120 г растворили в соля­ ной кислоте. Раствор довели до объема 500 мл. Опреде­ лить титр раствора: а) по Fe; б) по FeCl2 .

4. Навеску х. ч. Na2 C03 1,3540 г растворили в мерной колбе на 250 мл; раствор довели до метки. Чему равен титр раствора: а) по Ыа2 СОз и б) по Na2 0?

5. На склянке написано: «КОН; 7 = 0,005742». Сколь­ ко граммов КОН содержится: а) в 10; б) в 25; в) в 100 мл раствора?

6. Сколько

граммов NaOH содержится: а)

в 10;

б) в 250; в) в

1000 мл раствора, титр которого по

NaOH

0,004120?

 

 

7. Сколько иода содержится в 15,50 мл раствора, если титр его равен 0,01263?

8.

Сколько H2 S04 содержится: а) в 28,60 мл; б) в

12,54

мл раствора, титр которого 0,005146 г?

9.На титрование израсходовали 26,75 мл раствора соляной кислоты, титр которой 0,003782. Сколько грам­ мов НС1 пошло на взаимодействие с определяемым ве­ ществом?

10.На титрование пошло 18,54 мл раствора NaOH, титр которого 0,003980. Сколько граммов NaOH вступи­ ло в реакцию с определяемым веществом?

11.Титр раствора NaOH 0,04000. Чему равен его титр по НС1?

12. Титр раствора НС1 0,03647. Чему равен его титр по КОН?

13.Титр раствора AgN03 0,01702. Определить его титр по NaCl?

14.Титр раствора КС1 0,003756. Определить его титр

по Ag.

15.Раствор содержит 2,8640 г КОН в 1 л. Чему равен его титр ПО H2 S04?

16.Навеску 0,2968 г х. ч. NaCl растворили в мерной

колбе на 250 мл. Каков титр раствора по Ag? 17. Гкаон = 0,00400. 'Найти Гкаон W

18.7нсі=0,003647. Найти Гцсі/кон-

19.7'К он = 0,005842. Найти Г К О н H2SO4.

20.rH i ,so4 = 0,004674. Найти Гц2зо4/Na2o-

21.r N A O H = 0,04102. Найти 7NaOH/so3.

22.

Гцсі = 0,03840. Найти

ТПа,к2о.

23.

r A g N 0 3 = 0,01730. Найти

7AgN03 / N a .

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ