Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Аналитическая химия и физико-химические методы анализа. Задачник

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

06.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 / 1914 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

131

Пояснения к заданиям 3.347–3.349

Метод комплексонометрического титрования находит наибольшее практическое применение при определении общей жесткости воды, обусловленной содержанием растворимых солей кальция(II) и магния(II). Определение общей жесткости осуществляется прямым титрованием указанных солей стандартным раствором ЭДТА (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, Трилон Б или Комплексон III) в присутствии металл-индикатора ЭХЧТ (эриохром черный для титрования)

на фоне аммиачного буферного раствора с рН  9. В растворе протекает реакция

Mg2+ (Cа2+) + H2Y2− → MgY2− (СаY2−) + 2H+.

Общая жесткость воды (ОЖ) по результатам прямого комплексонометрического титрования рассчитывается по формуле

ОЖ󰇛ммоль/л

󰇜

=

С 󰇡

1 2

ЭДТА󰇢 ∙ V

󰇛

ЭДТА󰇜 ∙ 1000

где С 󰇡

1 2

ЭДТА󰇢 – молярная концентрация эквивалента ЭДТА, моль/л;

V(ЭДТА) – объем ЭДТА, пошедший на титрование аликвоты анализируемой пробы, мл; Vа – объем аликвоты (титруемой пробы воды), мл.

Для определения содержания большинства ионов металлов при вычислении молярной массы эквивалентов в случае прямого, обратного титрования или титрования заместителя в комплексонометрии принимается во внимание постоянство стехиометрического соотношения ион металла : комплексон (1:1) в комплексном соединении. Его состав не зависит от заряда иона металла, вследствие чего молярная масса эквивалента ЭДТА равна ее молярной массе:

М 

ЭДТА =М

󰇛

ЭДТА

󰇜

=372,2 г/моль (z=1)

и, соответственно:

М 

1 z

=M(M

Единственным исключением из общего правила при определении фактора эквивалентности в комплексонометрии является случай определения общей жесткости воды, когда

1 z



1 2



132

3.2.5. Осадите льное титрование и расчеты по его рез ультатам

3.350. Рассчитайте массу хлорида натрия в растворе, на титрование которого расходуется 15,00 мл раствора нитрата серебра с молярной концентрацией, равной 0,1025 моль/л.

3.351. Рассчитайте массу йодида калия в растворе, на титрование которого расходуется 19,50 мл раствора нитрата серебра с молярной концентрацией, равной 0,09250 моль/л.

3.352. Рассчитайте массу бромида натрия в растворе, на титрование которого расходуется 16,90 мл раствора нитрата серебра с молярной концентрацией, равной 0,02250 моль/л.

3.353. Рассчитайте массу хлорида бария в растворе, на титрование которого расходуется 19,50 мл раствора серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента, равной 0,09950 моль/л.

3.354. Рассчитайте массу хлорида бария в растворе, на титрование которого расходуется 12,50 мл раствора серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента, равной 0,1225 моль/л.

3.355. Рассчитайте массу хлорида бария в растворе, на титрование которого расходуется 21,30 мл раствора серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента, равной 0,09950 моль/л.

3.356. Рассчитайте массу йодида калия в растворе, на титрование которого расходуется 13,50 мл раствора нитрата серебра с молярной концентрацией, равной 0,1055 моль/л.

3.357. Рассчитайте массу бромида натрия в растворе, на титрование которого затрачивается 12,90 мл раствора нитрата серебра с молярной концентрацией, равной 0,09255 моль/л.

3.358. Рассчитайте массу хлорида натрия в растворе, на титрование которого расходуется 10,00 мл раствора нитрата серебра с молярной концентрацией эквивалента, равной 0,1020 моль/л.

3.359. Рассчитайте массу хлорида натрия в растворе, на титрование которого затрачивается 15,00 мл раствора нитрата серебра с молярной концентрацией, равной 0,1025 моль/л.

Пояснения к заданиям 3.350–3.359

Метод осадительного титрования основан на протекании реакции

осаждения между определяемым веществом и титрантом:

133

X + R → P.

определяемое титрант продукт

вещество (осадок)

Точка эквивалентности в данном методе определяется индикаторным способом или инструментальными методами. В качестве индикаторов при осадительном титровании используются вещества, способные реагировать с титрантом с образованием интенсивно окрашенного малорастворимого соединения с большей растворимостью по сравнению с соединением, полученным с участием анализируемого вещества. Аналогично другим титриметрическим методам, масса m, г, определяемого вещества по результатам прямого титрования рассчитывается по формуле

m󰇛X

󰇜

= C 

R∙ V

󰇛R󰇜

∙ M 

X∙ 10

–3

где C 󰇡

R󰇢 – молярная концентрация титранта, моль/л; M 󰇡

X󰇢 – мо-

лярная масса эквивалента определяемого вещества Х, г/моль; V(R) – объем титранта, пошедший на титрование пробы раствора определяемого вещества Х, мл.

Пример. Рассчитайте массу хлорида бария в растворе, если на титрование его расходуется 10,50 мл раствора серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента, равной 0,1125 моль/л.

Дано:

V(H2SO4) = 10,50 мл

Найти: m(BaCl2) = ?

С 

1 z

H2SO

=0,1125 моль/л

Решение

В данном случае в качестве титранта используется серная кислота – сильная кислота, которая в растворах диссоциирует практически полностью:

H2SO4 → 2Н+ + SO

2−

Поскольку из молекулы кислоты образуется два протона, то фактор эквивалентности как серной кислоты, так и сульфат-иона будет равен

f󰇛H2SO

󰇜

=

1 2

󰇛z

=2

󰇜

В процессе титрования протекает реакция

BaCl2 + H2SO4 → BaSO

 + 2HCl,

в которой 1 моль серной кислоты взаимодействует с 1 моль хлорида бария, поэтому

134

f󰇛H2SO

󰇜

= f(BaCl2) =

1 2

z

= z

= 2.

Масса хлорида бария в растворе рассчитывается по формуле

m󰇛BaCl

󰇜

= C 

1 2

H2SO

∙ V

󰇛

H2SO

󰇜

∙ M 

1 2

BaCl

∙ 10–3=

= 0,1125 моль/л ∙ 10,50 мл ∙

1 2

· 208,2 г/моль ∙ 10

–3

= 0,1230 г.

3.360. Рассчитайте объем раствора йодида калия с молярной кон-

центрацией, равной 0,100 моль/л, затраченный на осаждение серебра в виде йодида из 50,0 мл 0,0500 М раствора нитрата серебра.

3.361. Рассчитайте объем раствора хлорида натрия с молярной концентрацией, равной 0,0500 моль/л, затраченный на осаждение серебра в виде хлорида из 30,0 мл 0,0200 М раствора нитрата серебра.

3.362. Рассчитайте объем раствора бромида натрия с молярной концентрацией, равной 0,015 моль/л, затраченный на осаждение серебра в виде бромида из 25 мл 0,025 М раствора нитрата серебра.

3.363. Рассчитайте объем 0,010 М раствора серной кислоты, затра- ченный на осаждение бария в виде сульфата из 20 мл 0,030 М раствора хлорида бария.

3.364. Рассчитайте объем 0,013 М раствора серной кислоты, затраченный на осаждение бария в виде сульфата из 45 мл 0,020 М раствора хлорида бария.

3.365. Рассчитайте объем 0,010 М раствора серной кислоты, затраченный на осаждение бария в виде сульфата из 20 мл 0,025 М раствора хлорида бария.

3.366. Рассчитайте объем раствора гидроксида натрия с молярной концентрацией, равной 0,020 моль/л, затраченный на осаждение меди в виде гидроксида из 20 мл 0,010 М раствора сульфата меди(II).

3.367. Рассчитайте объем раствора гидроксида натрия с молярной концентрацией, равной 0,0150 моль/л, затраченный на осаждение меди в виде гидроксида из 25,0 мл 0,0200 М раствора сульфата меди(II).

3.368. Рассчитайте объем раствора гидроксида натрия с молярной концентрацией, равной 0,0200 моль/л, затраченный на осаждение меди в виде гидроксида из 10,0 мл 0,0200 М раствора сульфата меди(II).

135

3.369. Рассчитайте объем раствора гидроксида натрия с молярной концентрацией, равной 0,020 моль/л, затраченный на осаждение железа в виде гидроксида из 15 мл 0,020 М раствора хлорида железа(III).

3.370. Рассчитайте объем 0,0150 М раствора гидроксида натрия, за- траченный на осаждение железа в виде гидроксида из 20,0 мл 0,0250 М раствора хлорида железа(III).

3.371. Рассчитайте объем 0,025 М раствора гидроксида натрия, по- шедший на осаждение железа в виде гидроксида из 25 мл 0,020 М раствора гидроксида железа(III).

3.372. Рассчитайте объем 0,015 М раствора серной кислоты, пошед- ший на осаждение бария в виде сульфата из 30 мл 0,025 М раствора хлорида бария.

3.373. Рассчитайте объем раствора бромида натрия с молярной концентрацией, равной 0,020 моль/л, пошедший на осаждение серебра в виде бромида из 20 мл 0,010 М раствора нитрата серебра.

Пояснения к заданиям 3.360–3.373

При проведении расчетов результатов осадительного титрования, аналогично другим титриметрическим методам, используется основное уравнение титриметрии:

C 

Х∙ V(Х) = C 

R ∙ V(R),

откуда

V󰇛R󰇜 =

C 󰇡

Х󰇢  V

󰇛X󰇜

C 󰇡

R󰇢

где C 󰇡

Х󰇢 – молярная концентрация эквивалента определяемого ве-

щества, моль/л; C 󰇡

󰇢 – молярная концентрация эквивалента тит-

ранта, моль/л; V(X) – объем титруемой пробы, мл; V(R) – объем титранта, пошедший на титрование анализируемой пробы, мл.

Пример. Рассчитайте объем раствора бромида натрия с молярной концентрацией, равной 0,0100 моль/л, затраченный на осаждение серебра в виде бромида из 50,0 мл 0,0200 М раствора нитрата серебра.

136

Дано: V(AgNO3) = 50,0 мл C(AgNO3) = 0,0200 моль/л

С(NaBr) = 0,0100 моль/л

Найти:

V(NaBr) = ?

Решение

В процессе титрования происходит реакция

AgNO3 + NaBr → AgBr + NaNO3.

Объем раствора бромида натрия рассчитывается по формуле

V󰇛NaBr󰇜 =

C 󰇡

AgNO

󰇢∙ V(AgNO

)

NaBr)

=

0,0200 моль/л ∙ 50,0 мл

0,0100 моль/л

= 100 мл.

В данном случае

C 

AgNO

= C(AgNO

NaBr) = C󰇛NaBr󰇜,

так как z1 = z2 = 1.

3.374. На титрование 100,0 мл раствора хлорида натрия расходуется 15,00 мл раствора нитрата серебра с молярной концентрацией, равной 0,1025 моль/л. Рассчитайте массовую концентрацию, г/л, раствора хлорида натрия.

3.375. На титрование 150,0 мл раствора йодида калия затрачено 19,50 мл раствора нитрата серебра с молярной концентрацией, равной 0,09250 моль/л. Рассчитайте массовую концентрацию, г/л, раствора йо- дида калия.

3.376. На титрование 200,0 мл раствора бромида натрия расходуется 16,90 мл раствора нитрата серебра с молярной концентрацией, равной 0,02253 моль/л. Рассчитайте массовую концентрацию, мг/л, раствора бромида натрия.

3.377. На титрование 250,0 мл раствора хлорида бария расходуется 19,05 мл раствора серной кислоты с молярной концентрацией эквива-

лента, равной 0,09955 моль/л. Рассчитайте массовую концентрацию, г/л, раствора хлорида бария.

3.378. На титрование 500,0 мл раствора хлорида бария расходуется 12,50 мл раствора серной кислоты с молярной концентрацией

137

эквивалента, равной 0,1225 моль/л. Рассчитайте массовую концентра- цию, мг/л, раствора хлорида бария.

3.379. На титрование 550,0 мл раствора хлорида бария расходуется 21,35 мл раствора серной кислоты с молярной концентрацией эквива-

лента, равной 0,09952 моль/л. Рассчитайте массовую концентрацию, г/л, раствора хлорида бария.

3.380. На титрование 350,0 мл раствора йодида калия расходуется 13,45 мл раствора нитрата серебра с молярной концентрацией, равной 0,1055 моль/л. Рассчитайте массовую концентрацию, мг/л, раствора йо- дида калия.

3.381. На титрование 200,0 мл раствора бромида натрия расходу- ется 12,90 мл раствора нитрата серебра с молярной концентрацией, рав- ной 0,09225 моль/л. Рассчитайте массовую концентрацию, г/л, раствора бромида натрия.

3.382. На титрование 100,0 мл раствора хлорида натрия расходу- ется 10,40 мл раствора нитрата серебра с молярной концентрацией эк- вивалента, равной 0,1020 моль/л. Рассчитайте массовую концентрацию, г/л, раствора хлорида натрия.

3.383. На титрование 300,0 мл раствора хлорида натрия расходуется 15,05 мл раствора нитрата серебра с молярной концентрацией, равной 0,1025 моль/л. Рассчитайте массовую концентрацию, мг/л, раствора хлорида натрия.

Пояснения к заданиям 3.374–3.383

Массовая концентрация, или титр, Т(Х), кг/л, г/л, г/мл, мг/л, мг/мл,

раствора объемом V(Х), л, мл, рассчитывается по формуле

Т󰇛Х

󰇜

=

m(X)

V󰇛Х󰇜

где m(X) – масса вещества Х в растворе, кг, г, мг.

Масса вещества Х в растворе рассчитывается по результатам оса-

дительного титрования аналогично вышеописанному примеру (см. по-

яснения к заданиям 3.350–3.359).

Пример. На титрование 110,0 мл раствора хлорида натрия расходу-

ется 12,50 мл раствора нитрата серебра с молярной концентрацией эк- вивалента, равной 0,1120 моль/л. Рассчитайте массовую концентрацию, г/л, раствора хлорида натрия.

138

Дано: V(NaCl) = 110,0 мл V(AgNO3) = 12,50 мл

Найти: Т(NaCl) = ?

С 

AgNO

=0,1120 моль/л

Решение

В процессе титрования происходит реакция

NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3,

так как (z1 = z2 = 1).

Масса хлорида натрия в растворе рассчитывается по формуле

m󰇛NaCl

󰇜

= C 

AgNO

∙ VAgNO3 ∙ M 

NaCl∙ 10

–3

=0,1120 моль/л ∙ 12,50 мл ∙ 58,50 г/моль ∙10

–3

=0,0819 г

Массовая концентрация хлорида натрия в растворе объемом

110,0 мл рассчитывается по формуле

Т󰇛NaCl󰇜 =

m(NaCl)

V(NaCl)

0,08190 г

110,0 мл

= 7,445 ∙ 10–4 г/мл (0,07445 г/л, 74,45 мг/л).

139

4 . МЕ Т О Д Ы Р А З Д Е Л Е Н И Я И К О Н Ц Е Н Т Р И Р О В АН И Я

4.1. Основные п онятия

4.1. В результате какого процесса происходит увеличение концентрации компонента в растворе или его доли по отношению к матрице в анализируемой пробе по сравнению с исходной?

Пояснения к заданию 4.1

В некоторых случаях для непосредственного определения очень малых (следовых) концентраций компонентов проводится предварительное концентрирование определяемых компонентов – процесс, в результате которого возрастает концентрация определяемого компонента в растворе или его доля по отношению к матрице в анализируемой пробе по сравнению с исходной.

4.2. Перечислите известные способы концентрирования.

Пояснения к заданию 4.2

Важнейшими способами концентрирования являются выпаривание, экстракция, сорбция, ионный обмен, хроматографирование и электролиз.

4.2. В ыпаривание

4.3. Что представляет собой процесс выпаривания?

Пояснения к заданию 4.3

Выпаривание – способ концентрирования растворов (чаще всего твердых веществ в воде) путем частичного испарения растворителя при кипении, в результате чего повышаются концентрация, плотность и вязкость раствора, а также температура его кипения. При пересыщении раствора растворенное вещество осаждается. Выпаривание проводится при атмосферном, пониженном или повышенном давлении.

140

4.3. Экстракция

4.4. Какой способ концентрирования раствора называется экстрак-

цией?

4.5. Как называется органическое вещество, которое в процессе экстракции образует с извлекаемым веществом химическое соединение, способное растворяться в органической фазе?

4.6. Дайте определение разбавителя.

4.7. Дайте определение экстракта.

4.8. Дайте определение рафината.

Пояснения к заданиям 4.4–4.8

Экстракция – метод, основанный на распределении растворенного

вещества между двумя жидкими несмешивающимися фазами, которыми в большинстве случаев выступают водный раствор и органический растворитель. Задачей экстрации является как можно более полное и селективное переведение компонента из водной пробы в органическую фазу, объем которой во много раз меньше объема исходной пробы.

Экстрагент – органическое вещество, способное образовывать с из-

влекаемым компонентом соединения, растворяющиеся в органической фазе. Жидкое органическое вещество, не смешивающееся с водой и использующееся для растворения экстрагента, называется разбавителем.

тракт) и водная (рафинат) фазы. В некоторых случаях для улучшения эффективности процесса экстракции применяют высаливатели (неорганические вещества) – электролиты, способствующие образованию легче экстрагируемых молекул или комплексов.

4.9. Как называется величина, которая находится по формуле

D=

орг.

водн.

где С

орг.

и С

водн.

– концентрации компонента в органической и водной

фазе соответственно?

4.10. Какая величина используется для оценки эффективности про- цесса экстракции вещества из водной в органическую фазу по отношению к общему его количеству в обеих фазах?

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 / 1914 15 16 17 18 19 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]