Розв’язування:

Масу наважки Н₃РО₄ обчислимо за формулою:

m(Н₃РО₄)=

М_екв.(Н₃РО₄)= М(f_екв.(Н₃РО₄)Н₃РО₄) = М(Н₃РО₄)×f_екв.(Н₃РО₄) = = = 32,67г/моль, де

f_екв(Н₃РО₄) = 1/3

Після підстановки чисельних значень в формулу:

m(Н₃РО₄)= =3,9204г

Відповідь: m(Н₃РО₄)=3,9204г

Задача №2

У 100мл розчину міститься 0,01моль безводної H₂SO₄. Обчислити молярну концентрацію речовини еквівалента (нормальну концентрацію) та молярну концентрацію розчину H₂SO₄.

Дано:

V(розчину)=100мл

n(H₂SO₄)=0,01моль

Обчислити:

С_н(H₂SO₄) ‑ ?

С(H₂SO₄) ‑ ?

Розв’язування:

Обчислимо кількість речовини еквівалента H₂SO₄:

n(f_екв(H₂SO₄) H₂SO₄) = , де

) =1/2

n(1/2 H₂SO₄)=2∙ 0,01= 0,02моль/л

Молярна концентрація речовини еквівалента (нормальна концентрація) дорівнює:

С_н(H₂SO₄) =

Молярну концентрацію H₂SO₄ можна обчислити:

С(H₂SO₄)=

Або за формулою:

С_м(H₂SO₄)=

С_м(H₂SO₄)=

Відповідь: С_н(H₂SO₄)=0,2моль/л; С(H₂SO₄)=0,1моль/л

2.2.2. Обчислення титру розчинів

Для полегшення при проведенні розрахунків в титриметричному аналізі вміст розчиненої речовини в розчині часто виражають через титр (Т).

Титр розчину – маса розчиненої речовини (в г), що міститься в 1 мл розчину.

Т(Х)= , [T] = [г/мл]

Запис Т(КОН)=0,0056г/мл означає, що в 1мл даного розчину міститься 0,0056г КОН.

Задача №3

Обчислити масу КІ в 200мл розчину, якщо титр його дорівнює 0,0166г/мл.

Дано:

V(розчину КІ)=200мл

Т(КІ)=0,0166г/мл

Обчислити:

m(КІ)-?

Розв’язування:

З формули для розрахунку титру знаходимо:

m(КІ) = Т(КІ) ∙ V(розчину)

Після підстановки чисельних значень обчислимо масу КІ в 200мл розчину:

m(КІ)= 0,0166 ∙ 200 = 3,32г

Відповідь: m(КІ) = 3,32г.

• Знаючи титр розчину, можна обчислити молярну концентрацію речовини еквівалента С_н(Х):

С_н(Х)= , де

М_екв.(Х) – молярна маса речовини еквівалента, г/моль.

Задача №4

Титр розчину Са(ОН)₂ дорівнює 0,003705г/мл. Розрахуйте молярну концентрацію речовини еквівалента Са(ОН)₂ (нормальну концентрацію).

Дано:

Т(Са(ОН)₂)=0,003705г/мл

Обчислити:

С_н(Са(ОН)₂) ‑ ?

Розв’язування:

С_н(Са(ОН)₂) =

М_екв.(Са(ОН)₂)= , f_екв(Са(ОН)₂) = 1/2

С_н(Са(ОН)₂)=

Відповідь: С_н(Са(ОН)₂)=0,1моль/л.

• Знаючи титр можна розрахувати молярну концентрацію речовини в розчині С(Х):

С(Х)= , де

М ‑ молярна маса речовини, г/моль.

Звідси,

Т(Х) =

2.2.3. Обчислення результатів титрування

В об’ємному аналізі користуються нормальними концентраціями (молярними концентраціями речовини еквівалента) для полегшення розрахунків. Це пов’язано з двома основними властивостями нормальних розчинів:

1. Розчини з однаковими нормальностями реагують в однакових об’ємах так як речовини вступають у взаємодію в кількостях, що прямо пропорційні їх хімічним еквівалентам.

2. Добуток нормальності на об’єм дорівнює об’єму точно однонормального розчину.

С_н(А) ∙ V(А) = С_н(В) ∙ V(В)

Задача №5

Обчислити молярну концентрацію речовини еквівалента розчину H₂SO₄, якщо на нейтралізацію 24,50мл розчину витратили 23,00мл розчину КОН, С(КОН)=0,15моль/л.

Дано:

С(КОН)=0,15моль/л

V(H₂SO₄)=24,50мл

V(КОН)=23,00мл

Обчислити:

С_н(H₂SO₄) ‑ ?

Розв’язування:

Рівняння реакції:

H₂SO₄ + 2КОН  К₂SO₄ + 2Н₂О

Згідно закону еквівалентів:

С_н(КОН) ∙ V(КОН) = С_н(H₂SO₄) ∙ V(H₂SO₄)

Звідси,

С_н(H₂SO₄)=

С_н(КОН) = = 0,15 ∙ 1 = 0,15моль/л

Після підстановки чисельних значень у формулу, одержимо значення нормальної концентрації кислоти:

С_н(H₂SO₄) = = 0,1408 моль/л

Відповідь: С_н(H₂SO₄)= 0,1408моль/л.

Задача №6

Який об’єм 0,2Н розчину НСІ необхідно взяти для нейтралізації 25,00мл розчину КОН, титр якого становить 0,008978г/мл?

Дано:

С_н(НСІ)=0,2моль/л

V(КОН)=25,00мл

Т(КОН)=0,008978г/мл

Обчислити:

V(НСl) ‑ ?

Розв’язування:

Рівняння реакції:

НСІ + КОН  КСІ + Н₂О

Знаючи титр КОН, обчислимо молярну концентрацію речовини еквівалента:

С_н(КОН)=

М_екв(КОН)= =56,01г/моль

С_н(КОН)= =0,1603моль/л

Згідно закону еквівалентів:

С_н(НСІ) ∙ V(НСІ) = С_н(КОН) ∙ V(КОН)

Виражаємо об’єм розчину НСІ, що необхідний для нейтралізації 25,00мл розчину КОН:

V(НСІ)=

V(НСІ)= =20,04мл

Відповідь: V(НСІ)=20,04мл

• За результатами титрування можна обчислити масу досліджуваної речовини:

m(Х)=

С_н(R) – нормальна концентрація реагенту (моль/л);

V(R) – об’єм реагенту (в мл), витрачений на титрування досліджуваної речовини Х;

М_екв.(Х) – молярна маса речовини еквівалента, г/моль(досліджувана речовина Х).

Задача №7

Визначити масу Н₃РО₄ в розчині, якщо на його титрування витратили 25,50мл розчину NaOH, С_н(NaOH)=0,2моль/л.

Дано:

V(NaOH)=25,50мл

С_н(NaOH)=0,2моль/л

Обчислити:

m(Н₃РО₄)-?

Розв’язування:

Рівняння реакції:

H₃РO₄ + 3NaОН  Na₃PO₄ + 3Н₂О

f_екв(H₃РO₄)=1/3;

М_екв(H₃РO₄) = =32,7г/моль

H₃РO₄ – досліджувана речовина;

NaОН – реагент.

Масу H₃РO₄ можна обчислити за формулою:

m(H₃РO₄)=

m(H₃РO₄) = =0,1668г

Відповідь: m(H₃РO₄)=0,1668г

Задача №8

На нейтралізацію розчину, що містить 0,1г Na₂СО₃, витратили 20,00мл розчину H₂SO₄. Обчислити молярну концентрацію речовини еквівалента (нормальну концентрацію) H₂SO₄ в розчині.

Дано:

m(Na₂СО₃)=0,1г

V(H₂SO₄)=20,00мл

Обчислити:

C_н(H₂SO₄) ‑ ?

Розв’язування:

Запишемо формулу для обчислення маси досліджуваної речовини в розчині за результатами титрування:

m(Na₂СО₃)= ,

f_екв(Na₂CO₃) = ½,

М_екв.(Na₂СО₃)= = 53г/моль,

Звідси,

С_н(H₂SO₄)= =

=0,094моль/л

Відповідь: С_н(H₂SO₄)=0,094моль/л

• Якщо для титрування використовують лише певну частину досліджуваного розчину (аліквотний об’єм), то результати титрування обчислюють за формулою:

m(Х)=

С_н(R) – нормальна концентрація реагенту (моль/л);

V(R) – об’єм реагенту (в мл), витрачений на титрування досліджуваної речовини Х;

М_екв.(Х) – молярна маса речовини еквівалента, г/моль(досліджувана речовина Х).

V(загальний) – об’єм досліджуваного розчину (об’єм мірної колби), мл;

V(аліквотний) – об’єм досліджуваного розчину, що був взятий для титрування (об’єм мірної піпетки), мл.

Задача №9

Обчислити масу безводної HNO₃ в 200мл розчину, якщо на титрування 25,00мл цього розчину витратили 23,00мл розчину NаOН з титром 0,004214г/мл.

Дано:

V(загальний)=200мл

V(аліквотний)=25,00мл

V(NаOН)=23,00мл

Т(NаOН)=0,004214г/мл

Обчислити:

m (HNO₃) ‑ ?

Розв’язування:

Знаючи титр, можна обчислити молярну концентрацію речовини еквівалента лугу:

С_н(NаOН) =

М_екв(NаOН)= = 40,00г/моль;

С_н(NаOН) = = 0,1054моль/л

Запишемо формулу для обчислення маси досліджуваної речовини в розчині за результатами титрування, якщо для проведення аналізу використовують аліквотний об’єм розчину досліджуваної речовини:

m(HNO₃)=

М_екв(HNO₃)= = 63,01г/моль

Після підстановки даних обчислимо масу HNO₃ в розчині:

m(HNO₃)= =1,2214г

Відповідь: m(HNO₃) = 1,2214г

Задача №10*

У мірній колбі місткістю 200мл розбавили 20мл оцтової есенції (ρ = 1,07г/мл). 32мл цього розчину знову розбавили водою до 500мл. На титрування 25,0мл цього розчину витрачено 24,50мл 0,0950Н розчину гідроксиду натрію. Визначити відсотковий вміст оцтової кислоти (СН₃СООН).

Дано:

V(колби) = 200мл

V(есенції СН₃СООН) = 20мл

ρ = 1,07г/мл

V₁ (розчину СН₃СООН) = 32мл

V₂ (розчину СН₃СООН) = 500мл

V₂(аліквотний СН₃СООН) = 25,0мл

V(NaOH) = 24,50мл

С (NaOH) = 0,0950моль/л

Обчислити:

ω (СН₃СООН) = ?