Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Учебное пособие по общей, неорганической и аналитической химии (направление подготовки 36.03.02 – «Зоотехния», квалификация «бакалавр»)
.pdf
т.е. количества эквивалентов реагирующих или об-
разующихся веществ равны между собой.
СH(А)VА = СH(В). VВ
N АVА = N ВV
В
Таким образом, объёмы VА и VВ растворов веществ,
вступивших в реакцию, обратно пропорциональны их молярным концентрациям эквивалентов. Концентрацию анализируемого раствора вычисляют но формуле:
VВ
NА = NВ
. _______
VА
Расчёт навески (в граммах), необходимой для приготовления V литров раствора с молярной концентрацией эквивалента СH(Х) производится по формуле:
m(Х) = СH(Х). Э(Х). V
(р-ра)
Определение жёсткости воды
Содержание в природной воде ионов кальция и магния
обуславливают её жесткость.
Различают постоянную (ПЖ) и временную, карбонатную (КЖ) жёсткость воды. Постоянная жёсткость обусловлена присутствием в воде сульфатов, хлоридов, нитратов и других растворимых солей кальция и магния (за исключением
гидрокарбонатов). Постоянная жёсткость при кипячении не
изменяется. Гидрокарбонаты кальция и магния составляют
131
временную (карбонатную) жёсткость воды. Её можно устранить кипячением:
Са(НСО3)2 – CaСO3 + CO2 + Н2O
Суммарная концентрация катионов Ca2+ и Мg2+ назы-
вается общей жёсткостью (ОЖ = ПЖ + КЖ). Жёсткость воды
выражают в миллимолях на литр (ммоль/л).
Гидрокарбонаты кальция и магния создают в воде щелочную реакцию вследствие гидролиза, поэтому временную
жёсткость можно определить титрованием воды раствором
cерной или соляной кислоты:
Са(НСО3)2 + H2SO4 – CaSO4 + 2CO2↑ + 2Н2O
Mg(НСО3)2 + 2HCl – MgCl2 + 2CO2↑ + 2Н2O
При титровании растворов солей слабой кислоты и
сильного основания скачок титрования находится в кислой
среде, т.е. в качестве индикатора можно использовать метиловый оранжевый.
СН (HCl) . Vср
КЖ =
__________________________________________
(HCl) . 1000
р-ра
(ммоль/л)
V(H2O)
Общая жёсткость воды количественно определяется с
помощью комплексонометрического титрования пробы воды
раствором трилона Б с индикатором хромоген чёрный.
Расчёт общей жёсткости воды (ОЖ) производится по
следующей формуле:
СН (тр.Б) . Vср (тр.Б) . 1000
ОЖ =
___________________________________
( ммоль/л)
V(H2O)
132
Примеры решения задач
OHHPONaNaOHPOH
24243
22
.2)(
43
POHZ
)мольг(49298)(
43
ZMPOHm
э
OHMneHMnO
2
2
4
458
8,235119/)()(
44
ZMnOMMnOm
э
Пример 1. Определите молярную массу эквивалента ор-
тофосфорной кислоты в реакции её нейтрализации гидроксидом калия с образованием соответствующего моногидрофосфата.
Решение. Из уравнения указанной реакции
следует, что фактор эквивалентности
Таким образом,
.
Пример 4. Рассчитайте молярную массу эквивалента
перманганат-анионов, восстанавливаемых в кислой среде
водного раствора.
Решение. В кислой среде осуществляется следующая полу-
реакция восстановления: MnO
4
Как видно, Z = 5,
(г / моль).
Контрольные задания
211.Рассчитайте, сколько граммов соли Са(НСО3)2 со-
держится в 4 м3 воды, временная жёсткость которой составляет 5 ммоль/л. (Ответ: 3240 г).
212. Рассчитайте временную жёсткость воды, если на
титрование 250 мл ее в присутствии индикатора метилового
оранжевого было затрачено 7,5 мл раствора соляной кислоты
с СН (НС1) = 0,1 моль/л. (Ответ: 3 ммоль/л).
133
213. Найдите титр раствора серной кислоты, если на-
веска карбоната натрия, равная 0,5330 г, после растворения
оттитровывается 12 мл раствора кислоты.
(Ответ: 0,04106 г/мл).
214. Рассчитайте временную жёсткость воды, если на
титрование 100 мл её пошло в среднем 3,0 мл раствора серной
кислоты, титр которого равен 0,004850 г/мл. (Ответ: 2,97
ммоль/л).
215. Какой объём раствора серной кислоты с плотно-
стью 1,4 г/мл (массовая доля 50,5 %) нужно взять для приготовления двух литров раствора с титром, равным 0,0049 г/мл?
(Ответ:13,86 мл).
216. Определите титр и нормальную концентрацию
раствора соляной кислоты с плотностью 1,14 г/мл ( = 28,2
%). (Ответ:0,3215 г/мл; 8,81моль/л).
217. Определите титр и молярную концентрацию экви-
валента раствора NH4ОН, 10 мл которого оттитровывались 15
мл раствора серной кислоты, титр которого равен 0,005020
г/мл. (Ответ: 0,005379 г/мл; 0,154 моль/л).
218. Сколько миллилитров раствора серной кислоты с
плотностью 1,84 г/мл
( = 95,6 %) необходимо взять для приготовления 2
л раствора с СН (H2SO4) = 0,1 моль/л? (Ответ:5,57 мл).
219. Сколько граммов Na2CO
.
10H2O потребуется
3
для приготовления 500 мл раствора с СН (Х) = 0,12 моль/л?
в реакции полного ионного обмена? (Ответ:8,58 г).
220. Для определения общей кислотности желудочного
сока 5 мл сока оттитровали раствором щелочи с СН (Х) = 0,09
моль/л в присутствии фенолфталеина. На реакцию израсходовано 2,8 мл раствора щёлочи. Рассчитайте кислотность (рН)
анализируемого сока.
134
Вещество
H
0
298
, кДж/моль
S
0
298
,
Дж/(мольК)
G
0
298
, кДж/моль
1 2 3
4
Ag
(к)
0,0
42,7
0,0
Al2O
3(к)
-1676,0
51,0
-1582,0
Al2(SO4)3(к)
-3441,8
239,2
-3101
AgNO
3 (к)
-124,5
140,9
-33,6
C
графит
0,0
5,74
0,0
СOCl2(г)
-220,3
283,9
-266,9
CS2(ж)
89,12
151,9
C3H8(г)
-104,0
269,9
-23,49
СН
4(г)
-74,86
186,19
-50,79
С2Н
2(г)
226,8
200,8
209,2
С6Н
6(ж)
49,0
124,5
172,8
С6Н12О
6(к)(глюкоза)
-1273,0
-
-919,5
С2Н
4(г)
52,3
219,4
68,1
СО
(г)
-110,5
197,54
-137,1
СО
2(г)
-393,5
213,7
-394,4
С2Н5ОН
(ж)
-277,6
160,7
-174,8
С2Н5ОН
(г)
-235,3
282,1
-167,9
С7Н
8(ж)
50,0
122,0
320,6
СаСО
3(к)
-1207,1
92,9
-1128,8
CaS2(к)
-62,8
70,2
-67,8
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 1
Термодинамические константы веществ
135
СаО
(к)
-635,5
39,7
-604,2
Са(ОН)
2(к)
-986,6
83,4
-898,5
СаSO
4(к)
-1431,2
106,6
-1323,9
Cl
2(г)
0,0
222,9
0,0
Fe
(к)
0,0
27,5
0,0
FeO
(к)
-264,8
60,8
-244,3
Fe2O
3(к)
-822,2
87,4
-740,3
Fe3O
4(к)
-1117,3
146,2
-1014,2
H2 0,0
130,52
0,0
H2O
(г)
-241,8
188,7
-228,6
H2O
-285,8
70,1
-237,3
H2SO
4(ж)
-814,0
157,0
-690,7
KClO
3(к)
-391,2
143,0
-289,9
KCl
(к)
-435,9
82,6
-408,0
Mg(ОН)2
-924,7
63,17
-833,7
MgSO
4(к)
-1301,4
91,6
-1158,7
MgO
(к)
-601,8
26,9
-569,6
NH
3(г)
-46,2
192,6
-16,7
NO
(г)
90,25
210,6
86,6
NO
2(г)
33,5
240,2
51,5
O2
0,0
205,0
0,0
S
(к)(ромб.)
0
31,9 0 SO
2(г)
-296,9
248,1
-300,2
SO
3(г)
-395,8
256,7
-371,2
Ti
(к)
0
30,6 0 TiO
2(к)
-943,9
50,3
-888,6
WO
3
-842,7
75,9
-763,9
SiO
2(к)(-кварц)
-859,3
41,8
-805,0
136
Таблица 2
Название
Хими-
ческая
формула
Константа диссоциации
К
1
К2 К3
Азотистая
кислота
HNO2
5,110-4
Борная
H3BO4
5,610
-10
Кремниевая
H2SiO3
1,310
-11
Муравьи-
ная
HCOOH
1,810-4
Мышьяко-
вая
H3AsO4
6,010-3
110-7
3,010
-12
Плавиковая
HF
6,810-4
Сероводо-
родная
H2S
110-7
110
-14
Синильная
HCN
6,210
-10
Угольная
H2CO3
4,510-7
4,810
-11
Уксусная
CH3CO
OH
1,810-5
Фосфорная
H3PO4
7,610-3
6,210-8
4,210
-13
Хромовая
H2CrO4
1,110-1
3,210-7
Гидроксид
аммония
NH4OH
1,810-5
Константы диссоциации некоторых
слабых электролитов
137
Константы нестойкости ряда комплексных ионов
Химическая формула
Константа нестойкости
[HgCl4]
2-
8,510
-16
[HgBr4]2-
1,010
-21
[HgI4]2-
1,510
-30
[Hg(CN)4]2-
4,010
-42
[Ag(NH3)2]+
9,310-8
[Ag(NO2)2]-
1,310-3
[Ag(S2O3)2]3-
1,110
-13
[Ag(CN)2]-
1,110
-21
[Cu(NH 3)4]2+
2,110
-13
[Cu(CN)4]2-
9,610
-29
[Ni(NH 3)4]2+
9,110-8
[Ni(CN)4]2-
1,010
-31
Примечание. Перечисленные ионы в водной среде более ус-
тойчивы, чем соответствующие им аквакомплексы.
Таблица 3
138
Таблица 4
Электрод
Е0,B
Электрод
Е0,B
Li+/Li
-3,045
Ni2+/Ni
-0,25
K+/K
-2,924
Sn2+/Sn
-0,136
Ba2+/Ba
-2,90
Pb2+/Pb
-0,127
Ca2+/Ca
-2,87
Fe3+/Fe
-0,037
Na+/Na
-2,714
2H+/H2
0,000
Mg2+/Mg
-2,37
Sb3+/Sb
+0,20
Al3+/Al
-1,70
Bi3+/Bi
+0,215
Ti2+/Ti
-1,603
Cu2+/Cu
+0,34
Mn2+/Mn
-1,18
Cu+/Cu
+0,52
Cr2+/Cr
-0,913
Hg
2
2+
/2Hg
+0,79
Zn2+/Zn
-0,763
Ag+/Ag
+0,80
Cr3+/Cr
-0,74
Hg2+/Hg
+0,85
Fe2+/Fe
-0,44
Pt2+/Pt
+1,19
Cd2+/Cd
-0,403
Au3+/Au
+1,50
Co2+/Co
-0,277
Au+/Au
+1,70
Стандартные электродные потенциалы Е0 некото-
рых металлов (ряд напряжений)
139
140
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]