Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Аналитическая химия. Расчеты в количественном анализе. Практикум

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

06.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 136 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

29*. Сколько граммов сульфата магния (MgSO4) надо до-

ЭКВ ЭКВ

(ОВ) (РВ)nn

ЭКВ ЭКВ ЭКВ

(ОВ) (IPB) (IIPB)n n n

ЭКВ ЭКВ ЭКВ

(ОВ) (зам) (РВ).n n n

бавить к 500,00 см3 раствора с массовой долей этого вещества, равной 2,00 %, и ρ = 1,000 г/см3, чтобы получить раствор с

(MgSO4) = 2,0605 моль/дм3?

ЭКВ

3.4. Расчеты результатов титриметрического анализа

Все расчеты в титриметрическом анализе базируются на

законе эквивалентов. При прямом титровании определяемое вещество (ОВ) непосредственно титруют рабочим веществом

(РВ). Закон эквивалентов для прямого титрования имеет вид:

. (3.25)

При обратном титровании используют два рабочих ве-

щества. К определяемому веществу добавляют избыток раствора первого рабочего вещества (IРВ), часть его вступает во взаимодействие с определяемым веществом, а остаток оттитровывают раствором второго рабочего вещества (IIРВ):

. (3.26)

В методе заместительного титрования к определяемому

веществу добавляют вспомогательный реагент, в результате реакции между ними выделяется в эквивалентном количестве вещество – заместитель определяемого вещества, которое и оттитровывают рабочим веществом. Закон эквивалентов в методе замещения имеет вид:

(3.27)

При этом расчеты проводят аналогично расчетам метода

прямого титрования, количество вещества-заместителя не учитывается.

3.4.1. Алгоритмическое предписание для решения задач на расчет результатов титриметрического анализа

1. Напишите уравнение химической реакции, протекаю-

щей при титровании.

2. Определите способ титрования (прямое, обратное, за-

местительное; метод пипетирования или отдельных навесок).

3. Напишите формулу закона эквивалентов в зависимости

от способа титрования (формулы 3.25–3.27).

4. Подставьте в формулу закона эквивалентов число молей

эквивалента, используя тот способ выражения состава раствора, который указан в условии задачи.

5. Если использован метод пипетирования, умножаем до-

полнительно выражение числа эквивалентов определяемого вещества на V

АЛ.Ч./VМ.К.

6. Если в условии задачи имеется массовая доля, то массу

вещества заменяем выражением m

· ω/100.

НАВ.

7. Преобразуйте формулы (пп. 4–6) таким образом, чтобы

можно было рассчитать величину неизвестного по условию задачи.

8. При необходимости рассчитайте молярные массы экви-

валента, учитывая тип химической реакции (см. разд. 3.1).

9. Подставьте данные условия задачи в выражение (пп. 7–8)

и рассчитайте результат анализа.

Пример 1. Чему равна масса гидроксида калия в растворе,

если на его титрование израсходовано 15,40 см3 раствора серной кислоты с T(H2SO4/NaOH) = 0,002656 г/см3?

Решение. Последовательность вычислений производим

согласно алгоритмическому предписанию.

1. Записываем уравнение химической реакции:

KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2H2O.

2. Из условия задачи следует, что используют прямое тит-

рование, метод отдельных навесок.

3. Записываем закон эквивалентов для прямого титрова-

ния:

(КОН) = n

ЭКВ

(H2SO4).

ЭКВ

4. Выражаем закон эквивалентов, используя данные задачи:

ЭКВ ЭКВ

2 4 2 4

T(H SO /NaOH) V(H SO )

m(KOH)

M (KOH) M (NaOH)

ЭКВ

2 4 2 4

T(H SO /NaOH) V(H SO ) M (KOH)

m(KOH)=

M (NaOH)

05740

99739

105640150026560

,,,

)KOH(m

5. Выводим формулу расчета массы гидроксида калия:

6. Рассчитываем молярные массы эквивалента NaOH и

КОН: факторы эквивалентности для них равняются 1, поэтому молярные массы эквивалента равны молярным массам:

(КОН) = 56,10 г/моль; М

ЭКВ

(NaOH) = 39,997 г/моль.

ЭКВ

7. Подставляем числовые данные в формулу п. 5 и рассчи-

тываем массу гидроксида калия:

(г).

Пример 2. В мерной колбе вместимостью 200,00 см3 рас-

творили хлорид алюминия AlCl3. К 10,00 см3 этого раствора добавили 25,00 см3 раствора комплексона III, С(ЭДТА) = 0,0250 моль/дм3. На обратное титрование израсходовано 15,32 см3 сульфата магния, Т(MgSO4) = 0,001651 г/см3. Рассчитайте навеску хлорида алюминия.

Решение. 1. Запишем уравнение химических реакций в

ионном виде.

Уравнение химической реакции первого рабочего раство-

ра (H2Y2-) с определяемым веществом (Al3+):

H2Y2─ + Al3+ → AlY─ + 2H+.

Уравнение химической реакции второго рабочего раство-

ра (MgSO4) с избытком первого рабочего раствора (H2Y2─):

H2Y2─ + Mg2+ → MgY2─+ 2H+.

ЭКВ

ЭКВ ЭКВ

АЛ.Ч.

М.К

(ЭДТА) (ЭДТА)

1000

m(AlCl ) V

СV

Т(MgSO ) V(MgSO )

М (AlCl ) V М (MgSO )

ЭКВ

ЭКВ АЛ.Ч

М.К.3

(ЭДТА) (ЭДТА)

1000

М (AlCl ) V

СV

Т(MgSO ) V(MgSO )

m(AlCl )=

M (MgSO ) V

10701

2006766

1860

32150016510

1000

0025025002

,,,,

)AlCl(m

2. В задаче использовано обратное титрование, метод пи-

петирования.

3. Запишем закон эквивалентов (формула 3.26):

(AlCl3) = n

ЭКВ

(ЭДТА) – n

ЭКВ

(MgSO4).

ЭКВ

4. Выразим количество молей эквивалента реагирующих

веществ через их концентрации:

5. Выводим формулу расчета массы хлорида алюминия:

6. Для расчета молярных масс эквивалента обратимся к

уравнениям химических реакций (п. 1). В результате реакций выделяется два иона водорода. Значит, фактор эквивалентности равен 1/2 как для AlCl3, так и для MgSO4:

(AlCl3) = 133,34 : 2 = 66,67 г/моль;

ЭКВ

(MgSO4) = 120,36 : 2 = 60,18 г/моль.

ЭКВ

7. Подставляем численные значения необходимых вели-

чин в расчетную формулу п. 5 и вычисляем массу хлорида алюминия:

Пример 3. Кислый раствор технического йодида калия

массой 0,3545 г обработали перманганатом калия. Выделивший-

г.

ся йод оттитровали раствором тиосульфата натрия с

ЭКВ

НАВ

ЭКВ

2 2 3 2 2 3

100 1000

С (Na S O ) V(Na S O )

m(KI) %

М (KI)

(Na2S2O3) = 0,1000 моль/дм3. Какой объем раствора Na2S2O3

ЭКВ

пойдет на титрование, если ω(KI) = 96,29 %.

Решение. 1. Запишем уравнения химической реакции

окисления-восстановления определяемого вещества (KI) с дополнительным реагентом (KMnO4):

2I– - 2ē → I2 5

–

MnO

+ 8H+ + 5ē → Mn2+ + 4H2O 2

10I – + 2MnO4 –+ 16H+ → 5I2 + 2Mn2+ + 8H2O

Уравнение химической реакции заместителя (I2) и рабоче-

го вещества (Na2S2O3) выглядит следующим образом:

+ 2S2O

2 –

→ 2I – + S4O

2 –

2. Анализ выполнен методом заместительного титрования:

рабочим веществом Na2S2O3 титруют не определяемое вещество KI, а его заместитель – свободный йод, который выделился в результате реакции йодида калия с перманганатом калия; кроме того, использован метод отдельных навесок.

3. Расчет проводим по формулам прямого титрования:

(KI) = n

ЭКВ

(Na2S2O3).

ЭКВ

4. Выражаем число молей эквивалента с учетом данных

условий задачи:

5. Выводим формулу для расчета объема Na2S2O3, израс-

ходованного на титрование:

НАВ

ЭКВ ЭКВ

2 2 3

1000

100

m (KI) %

V(Na S O )=

C (Na S O ) M (KI)

2 2 3

96,29 0,3545 1000

( ) 20,56

100 0,1000 166,00

V Na S O

6. Рассчитываем М

(KI) исходя из уравнения химиче-

ЭКВ

ских реакций: 2 молекулы KI отдают 2 электрона. Значит, фактор эквивалентности равен 1: М(KI) = M

(KI) = 166,00 г.

ЭКВ

7. Подставляем числовые данные в формулу п. 5 и рассчи-

тываем объем раствора тиосульфата натрия:

см3.

3.4.2. Задачи на расчет результатов определения в титриметрическом анализе

1. Рассчитайте молярную концентрацию серной кислоты, если на 10,00 см3 раствора карбоната натрия (С(Na2CO3) = 0,0397 моль/дм3) при титровании израсходовано 7,04 см3 раствора серной кислоты.

2. Чему равна молярная концентрация раствора хлорида олова (II), если на титрование 15,00 см3 этого раствора израсходовано 10,00 см3 раствора перманганата калия (С(KMnO4) = 0,0099 моль/дм3)?

3. Вычислите объем раствора нитрата серебра (Т(AgNO3/Br–) = 0,001758 г/см3), который израсходован на тит- рование 5,00 см3 раствора бромида калия (С

(КВr) = 0,0500

ЭКВ

моль/дм3).

4. Чему равен титр ЭДТА, если на титрование 15,00 см3 раствора хлорида олова (С

(SnCl2) = 0,0345 моль/дм3) израс-

ЭКВ

ходовано 14,45 см3 раствора ЭДТА?

5. Рассчитайте Т(HCl/Ca(OH)2), если на титрование 10,00 см3 раствора хлороводородной кислоты затрачено 9,05 см3 раствора тетрабората натрия (буры) с С

(Na2B4O7) = 0,1000 моль/дм3.

ЭКВ

6. Рассчитайте Т(CeCl3), если на титрование 5,00 см3 раствора хлорида церия израсходовано 7,10 см3 раствора дихромата калия (С

ЭКВ(К2Cr2O7

) = 0,0500 моль/дм3). Раствор будет исполь-

зован в редоксиметрии.

7. Вычислите объем раствора сульфата меди (С(СuSO4) =

0,0198 моль/дм3), который израсходован на титрование 10,00 см3 раствора комплексона ІІІ (С(ЭДТА) = 0,0250 моль/дм3).

8. Для установления концентрации раствора нитрата серебра 10,00 см3 раствора хлорида натрия (С(NaCl) = 0,0500 моль/дм3) были оттитрованы 9,92 см3 раствора нитрата серебра. Рассчитайте Т(AgNO3/Cl–).

9. При титровании 10,00 см3 раствора сульфата железа (ІІ) израсходовано 11,74 см3 раствора перманганата калия

(С(KMnO4) = 0,0104 моль/дм3). Вычислите молярную концен-

трацию эквивалента раствора FeSO4.

10. Какой объем серной кислоты (С(H2SO4) = 0,0483 моль/дм3) израсходован на титрование 15,00 см3 раствора гидроксида калия (С

(КОН) = 0,0942 моль/дм3)?

ЭКВ

11. На титрование 5,00 см3 раствора сульфата цинка (Т(ZnSO4) = 0,002514 г/см3) затрачено 7,05 см3 раствора комплексона III (ЭДТА). Рассчитайте молярную концентрацию эквивалента раствора ЭДТА.

12. На титрование 10,00 см3 раствора хлороводородной кислоты израсходовано 12,15 см3 раствора карбоната натрия (С(Na2CO3) = 0,0517 моль/дм3). Вычислите С

ЭКВ

(HCl).

13. Какой объем раствора перманганата калия (С(KMnO4) = 0,0102 моль/дм3) израсходован на титрование 5,00 см3 раствора щавелевой кислоты (С(H2C2O4) = 0,0198 моль/дм3)?

14. Чему равен титр раствора йодида калия, если на титрование 15,00 см3 этого раствора потребовалось 13,12 см3 раствора нитрата серебра (С(AgNO3) = 0,0500 моль/дм3)?

15. Какой объем раствора азотной кислоты (С

(HNO3) =

ЭКВ

0,1011 моль/дм3) израсходован на титрование 15,00 см3 раствора гидроксида калия, Т(КОН) = 0,005674 г/см3?

16. Объем раствора трилона Б, пошедший на титрование 10,00 см3 раствора сульфата кадмия (С(CdSO4) = 0,0290 моль/дм3), равен 14,18 см3. Вычислите молярную концентрацию эквивалента раствора трилона Б.

17. Какое значение имеет Т(CuSO4), если на титрование 10,00 см3 раствора сульфата меди израсходовано 8,10 см3 раствора хлорида титана (С(TiCl3) = 0,0942 моль/дм3)?

18. На титрование 10,00 см3 раствора хлорида калия (С(KCl) = 0,0390 моль/дм3) затрачено 15,42 см3 раствора нитрата ртути (I). Вычислите Т(Hg2(NO3)2/Cl–).

19. Какой объем раствора трилона Б (ЭДТА) (С

(ЭДТА) =

ЭКВ

0,0501 моль/дм3) израсходован на титрование 15,00 см3 раствора сульфата магния (Т(MgSO4) = 0,001595 г/см3)?

20. На титрование 20,00 см3 раствора перманганата калия (С(KMnO4) = 0,0108 моль/дм3) израсходовано 18,34 см3 раствора нитрита натрия. Вычислите молярную концентрацию эквивалента раствора нитрита калия.

21. Какой объем раствора перманганата калия (С(KMnO4) = 0,055 моль/дм3) затрачен на титрование 5,00 см3 раствора гексацианоферрата калия (II), если С

[Fe(CN)6]) = 0,0250

ЭКВ(K4

моль/дм3?

22. Чему равна молярная концентрация эквивалента раствора гидроксида натрия, если на титрование 10,00 см3 раствора

NaOH израсходовано 8,15 см3 раствора щавелевой кислоты (T(H2C2O4) = 0,004502 г/см3)?

23. Какой объем раствора гидроксида натрия (С(NaOH) = 0,0895 моль/дм3) затрачен на титрование 20,00 см3 раствора бензойной кислоты (С(С6Н5СООН) = 0,1000 моль/дм3)?

24. Чему равен Т(I2), если на титрование 5,00 см3 раствора сульфита натрия (С

(Na2SO3) = 0,0484 моль/дм3) израсходова-

ЭКВ

но 6,15 см3 раствора йода?

25. Какой объем раствора нитрата ртути (ІІ) (Т(Hg(NO3)2/KCl) = 0,002152 г/см3) израсходован на титрование 10,00 см3 раствора хлорида натрия (С

(NaCl) = 0,0391

ЭКВ

моль/дм3)?

26. На титрование 10,00 см3 раствора тиосульфата натрия затрачено 11,25 см3 раствора йода (С

) = 0,500 моль/дм3).

ЭКВ(J2

Вычислите Т(Na2S2O3).

27. Какой объем серной кислоты (С(H2SO4) = 0,0845 моль/дм3) затрачен на титрование 5,00 см3 раствора гидроксида натрия (С

(NaOH) = 0,1054 моль/дм3)?

ЭКВ

28. На титрование 10,00 см3 раствора оксалата натрия (С(Na2C2O4) = 0,5000 моль/дм3) затрачено 9,75 см3 раствора перманганата калия. Чему равна молярная концентрация эквивалента раствора KMnO4?

29. Какой объем раствора дихромата калия (С(K2Cr2O7) = 0,0100 моль/дм3) будет затрачен на титрование 10,00 см3 раство-

ра сульфата олова (С

(SnSO4) = 0,0525 моль/дм3)?

ЭКВ

30. Рассчитайте титр раствора уксусной кислоты, если на титрование 20,00 см3 этого раствора было израсходовано 22,04 см3 раствора гидроксида натрия (С(NaOH) = 0,1008 моль/дм3).

3.4.3. Задачи на расчет результатов прямого титрования в методе нейтрализации

1. Какой объем раствора хлороводородной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,1000 моль/дм3 потребуется для нейтрализации 25,00 см3 раствора гидроксида натрия, содержащего 4,0080 г NaOH в 1 дм3?

2. К раствору, содержащему 0,5009 г гидроксида калия, прибавили 10,00 см3 раствора серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента, равной 1,0000 моль/дм3. Щелочь или кислота остались в избытке? В каком количестве?

3. Для установки титра хлороводородной кислоты 5,1860 г карбоната натрия марки «х.ч.» растворили в мерной колбе вместимостью 500 см3. На титрование 25,00 см3 этого раствора расходуется 24,00 см3 хлороводородной кислоты. Рассчитайте молярную концентрацию эквивалента, поправочный коэффициент к ней и титр кислоты по гидроксиду натрия.

4. Сколько граммов карбоната калия содержится в 1 дм3 раствора, если на титрование 25,00 см3 его в присутствии метилового оранжевого идет 25,00 см3 раствора серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,0500 моль/дм3? Карбонат калия титруется до угольной кислоты.

5. Сколько граммов серной кислоты содержится в 500,00 см3 раствора, если на титрование 25,00 см3 его идет 20,00 см3 раствора гидроксида натрия с Т = 0,005120 г/см3?

6. На титрование 0,5021 г технического гидроксида натрия идет 18,40 см3 раствора серной кислоты с титром, равным 0,02942 г/см3. Рассчитайте массовую долю гидроксида натрия в навеске.

7. Рассчитайте массовую долю карбоната натрия в растворе, если на титрование 25,00 см3 этого раствора в присутствии

фенолфталеина идет 23,25 см3 раствора серной кислоты (С(Н2SО4) = 0,0540 моль/дм3). Карбонат натрия титруется до

гидрокарбоната. Плотность раствора карбоната натрия принять равной 1,007 г/см3.

8. Навеску 5,0000 г неизвестной щелочи растворили в мерной колбе вместимостью 250 см3. На титрование 15,00 см3 этого раствора израсходовано 22,00 см3 раствора хлороводородной кислоты (К = 1,2100 к С(HCl) = 0,2000 моль/дм3). Определите, что входило в состав анализируемого вещества: гидроксид натрия или гидроксид калия.

9. Какой объем азотной кислоты (К = 1,2000 к С(HNO3) = 0,4000 моль/дм3) требуется для нейтрализации 0,4050 г гидроксида натрия, содержащего 3,50 % примесей?

10. Для установки титра раствора гидроксида калия навеску янтарной кислоты, равную 0,4826 г, растворили в мерной колбе вместимостью 200 см3. На титрование 20,00 см3 полученного раствора расходуется 21,05 см3 анализируемого раствора КОН. Определите молярную концентрацию эквивалента и титр раствора гидроксида калия по серной кислоте.

11. Какой объем серной кислоты (К = 1,5500 к C

ЭКВ(H2SO4

) =

0,1000 моль/дм3) пойдет на титрование 0,2300 г карбоната натрия, содержащего 3,00 % влаги?

12. Для установки титра раствора серной кислоты 2,0000 г декагидрата тетрабората натрия (Na2B4O7·10H2O) марки «х.ч.» растворили в мерной колбе вместимостью 200 см3. На титрование 20,00 см3 серной кислоты расходуется 23,85 см3 приготовленного раствора тетрабората натрия. Вычислите молярную концентрацию эквивалента и титр раствора серной кислоты.

13. Навеску 0,5210 г гидроксида натрия, содержащего 5,20 % влаги, после растворения оттитровали 12,30 см3 раствора HCl. Рассчитайте молярную концентрацию эквивалента хлороводородной кислоты и поправочный коэффициент к ней.

14. Исследуемое вещество может быть либо гидроксидом калия, либо гидроксидом натрия. Для нейтрализации 0,1640 г этого вещества, содержащего 4,97 % влаги, потребовалось 24,66 см3 раствора соляной кислоты, молярная концентрация эквивалента которой равна 0,1580 моль/дм3. Какое вещество находилось в анализируемом растворе?

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 136 7 8 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]