Решение примерного варианта КР анал

РЕШЕНИЕ ПРИМЕРНОГО ВАРИАНТА КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №2

1. Растворением навески тетрабората натрия декагидрата массой 1,9112 г приготовили 100,0 мл раствора; на титрование 15,00 мл этого раствора пошло 17,50 мл раствора НСl. Вычислите молярную концентрацию НСl и титриметрический фактор пересчета по СаО.

Дано: m(Nа₂В₄О₇∙10Н₂О) = 1,9112 г

V_к = 100,0 мл = 100,0 ∙10^-3 л

V_пип(Nа₂В₄О₇) = 15,00 мл = 15,00 ∙10^-3 л

V(НСl) = 17,50 мл =17,50 ∙10^-3 л

______________________________________________

Найти: С(НСl), t(НСl/СаО)

Решение. 1. Определяем f_экв.(Nа₂В₄О₇∙10Н₂О).

Взаимодействие Nа₂В₄О₇∙10Н₂О с хлороводородной кислотой проходит по реакции:

Na₂В₄О₇ + 2НСl + 5Н₂О → 4Н₃ВО₃ + 2NаСl

А Т

f_экв.(Nа₂В₄О₇·10Н₂О) = f_экв.(Nа₂В₄О₇) = ½.

Определяем молярную концентрацию эквивалента Na₂В₄О₇

Определяем молярную концентрацию НСl. Используется прямое титрование, метод пипетирования (аликвот).

2. Рассчитываем титриметрический фактор пересчета.

СаО + 2НСl → СаСl₂ + Н₂О, f_экв.(СаО) = ½.

Х Т

Ответ: 0,08589 моль/л; 2,408·10^-3 г/мл.

2. Навеску дихромата калия массой 0,1088 г растворили в разбавленной серной кислоте. К полученному раствору добавили избыток иодида калия. Вычислите молярную концентрацию тиосульфата натрия и титриметрический фактор пересчета по Сu²⁺, если на титрование выделившегося йода было израсходовано 20,88 мл титранта.

Дано: m(К₂Сr₂О₇) = 0,1088 г

V(Nа₂S₂О₃) = 20,88 мл = 20,88∙10^-3 л

_____________________________________________________

Найти: С(Nа₂S₂О₃); t(Nа₂S₂О₃/Сu²⁺)

Решение. 1. Определяем С(Nа₂S₂О₃).

Стандартизация раствора тиосульфата натрия по дихромату калия основана на восстановлении дихромат-ионов избытком КI по реакции:

Сr₂О₇^2– + 6 I^– + 14 H⁺ → 2 Cr³⁺ + 3 I₂ + 7 H₂O.

A

Выделившийся йод оттитровывают раствором Na₂S₂O₃ (заместительное титрование):

I₂ + 2 S₂O₃^2– → 2 I^– + S₄O₆^2–.

T

Полуреакция восстановления дихромат-ионов имеет вид:

Cr₂O₇^2– + 14 Н⁺ + 6 ē →2 Сr³⁺ + 7 H₂O, f_экв. (К₂Сr₂О₇) = ¹/₆,

а полуреакция окисления тиосульфат-ионов:

2 S₂O₃^2– – 2ē → S₄O₆^2-, f_экв.(Nа₂S₂О₃) = 1.

Используется метод отдельных навесок, поэтому:

2. Рассчитываем t(Nа₂S₂О₃/Сu²⁺).

Иодометрическое определение Сu²⁺ методом заместительного титрования основано на реакциях:

2 Сu²⁺ + 4 I^– → 2 СuI + I₂,

Х

I₂ + 2 S₂O₃^2– → 2 I^– + S₄O₆^2–.

Т

Полуреакция восстановления Сu²⁺ имеет вид

Сu²⁺ + I^– + ē → СuI, f_экв.( Сu²⁺) = 1,

Ответ: 0,1063 моль/л; 6,755∙10^-3 г/мл.

3. Навеску химически чистого хлорида натрия массой 0,1108 г оттитровали 18,75 мл раствора нитрата серебра. Вычислите молярную концентрацию титранта и титриметрический фактор пересчета по Вr^–.

Дано: m(NаСl) = 0,1108 г

V(AgNO₃) = 18,75 мл = 18,75∙10^-3 л

__________________________________________________

Найти: С(AgNO₃); t(AgNO₃/Вr^–)

Решение. 1. Уравнение реакции стандартизации:

NaCl + AgNO₃ → АgСl + NаNО₃,

A Т

f_экв.(NaCl) = f_экв.(AgNO₃) = 1

Используется прямое титрование, метод отдельных навесок, поэтому

2. Уравнение реакции нитрата серебра с бромид-ионами:

Вr^– + Ag⁺  AgВr, f_экв.( Вr^–) = 1;

Х Т

Ответ: 0,1011 моль/л; 8,078∙10^-3 г/мл.

4. Вычислите молярную концентрацию трилона Б и титр по Сo²⁺, если на титрование 15,00 мл раствора трилона Б расходуется 13,65 мл раствора сульфата магния, С(½МgSО₄) = 0,1000 моль/л.

Дано: V(ЭДТА) = 15,00 мл

С(½МgSО₄) = 0,1000 моль/л

V(МgSО₄) =13,65 мл

______________________________________________

Найти: С(ЭДТА); t(ЭДТА/Сo²⁺)

Решение. 1. Уравнение реакции стандартизации:

Мg²⁺ + Y^4-  МgY^2-

А Т

f_экв.(МgSО₄) = f_экв.(Мg²⁺) = f_экв.(ЭДТА) = 1.

Титрование прямое, метод пипетирования, поэтому

Данную в условии задачи молярную концентрацию эквивалента сульфата магния надо перевести в С(МgSО₄):

С(МgSО₄) = ½ С(½МgSО₄) = ½ ∙ 0,1000 = 0,05000 моль/л.

Рассчитываем С(ЭДТА):

2. Уравнение реакции титрования Сo²⁺:

Сo²⁺ + Y^4-  СoY^2-

Х Т

f_экв.( Сo²⁺) = f_экв.(ЭДТА) = 1

Ответ: 0,04550 моль/л; 2,681∙10^-3 г/мл.

5. Навеску технического хлорида аммония массой 0,3197 г растворили в 100,0 мл раствора. К 20,00 мл полученного раствора добавили 25,00 мл раствора NaOH с концентрацией 0,09547 моль/л и смесь прокипятили до удаления аммиака. Избыток гидроксида натрия оттитровали 12,25 мл соляной кислоты, С(НСl) = 0,09976 моль/л. Вычислите массовую долю хлорида аммония в образце.

Дано: m* = 0,3197 г

V_k = 100,0 мл = 100,0·10^-3 л

V_пип.(NH₄Cl) = 20,00 мл = 20,00·10^-3 л

V(NaОН) = 25,00 мл = 25,00·10^-3 л

С(NаОН) = 0,09547 моль/л

V(НСl) = 12,25 мл = 12,25·10^-3 л

С(НСl) = 0,09976 моль/л

_________________________________________

Найти: w (NН₄Сl)

Решение. В ходе анализа проходят реакции:

NH₄Cl +NaOH  NH₃ + NaCl +H₂O,

Х Т₁

f_экв(NH₄Cl) = 1, f_экв(NaOH) = 1,

NaOH + HCl  NaCl +H₂O.

Т₁ Т₂

f_экв(HCl) = 1,

Определение проводится методом пипетирования, титрование обратное.

Определяем массовую долю NH₄Cl в образце:

Ответ: 97,44%.

6. К раствору пероксида водорода добавили избыток иодида калия. Выделившийся йод оттитровали раствором тиосульфата натрия с молярной концентрацией 0,05009 моль/л. Определите массу пероксида водорода в растворе, если на титрование затрачено 17,12 мл титранта.

Дано: C(Na₂S₂O₃) = 0,05009 моль/л

V(Nа₂S₂О₃) = 17,12 мл = 17,12·10^-3 л

__________________________________________________________________________________

Найти: m(Н₂О₂)

Решение. При титровании проходят следующие реакции:

1) Н₂О₂ + 6 I^– + 14 H⁺ → 3 I₂ + 7 H₂O;

X

Н₂О₂ + 2H⁺+ 2ē → 2H₂О, f_экв.( Н₂О₂) = ½,

2 I^– – 2ē → I₂.

2) I₂ + 2 S₂O₃^2– → 2 I^– + S₄O₆^2–;

T

I₂ + 2 ē → 2 I^–,

2 S₂O₃^2– – 2ē → S₄O₆^2-, f_экв(Nа₂S₂О₃) = 1.

Титрование иодометрическое заместительное. Рассчитываем массу пероксида водорода:

Ответ: 0,01459 г.

7. На титрование 15,00 мл раствора, содержащего нитрат серебра, пошло 12,55 мл раствора тиоцианата калия, С_теор.(КSСN) = 0,1000 моль/л (F_0,1 = 1,003). Вычислите титр ионов серебра.

Дано: V(AgNO₃) = 15,00 мл = 15,00·10^-3 л

С_теор.(КSСN) = 0,1000 моль/л

F_0,1 = 1,003

V(КSСN) = 12,55 мл = 12,55·10^-3 л

___________________________________________________

Найти: Т(Ag⁺)

Решение. Реакция титрования:

AgNO₃ + КSСN → АgSСN + КNО₃

Ag⁺ + SСN^– → AgSСN

Х Т

f_экв.(Ag⁺) = f_экв.(AgNO₃) = f_экв.(КSСN) = 1.

Титрование тиоцианатометрическое, прямое. Рассчитываем массу ионов серебра в растворе:

m_.(Ag⁺) = С_теор.(КSСN)·F_0,1·V(КSСN)·M(Ag⁺) = 0,1000·1,003·12,55·10^-3·107,87 = 0,1358 г.

Вычисляем титр ионов серебра:

Ответ: 9,053∙10^-3 г/мл.

8. Навеску препарата лактата кальция [СН₃СН(ОН)СОO]₂Са массой 1,4657 г растворили в мерной колбе вместимостью 100,0 мл. 15,00 мл полученного раствора оттитровали раствором ЭДТА; на титрование затрачено 20,45 мл титранта с титриметрическим фактором пересчета по Са²⁺, равным 4,008·10^-3 г/мл. Вычислите массовую долю ионов кальция в препарате.

Дано: m* = 1,4657 г

V_к = 100,0 мл = 0,1000 л

V_пип = 15,00 мл = 15,00·10^-3 л

V(ЭДТА) = 20,45 мл = 20,45·10^-3 л

t(ЭДТА/Са²⁺) = 4,008·10^-3 г/мл

___________________________________________________

Найти: w(Са²⁺)

Решение. Лактат кальция в растворе диссоциирует:

[СН₃СН(ОН)СОO]₂Са  Са²⁺ + 2 СН₃СН(ОН)СОO^–

Ионы кальция титруются ЭДТА:

Са²⁺ + Y^4-  СаY^2-

Х Т

f_экв.(Са²⁺) = f_экв.(ЭДТА) = 1

Титрование прямое, метод пипетирования, поэтому

m_.(Са²⁺) = t(ЭДТА/Са²⁺)·V(ЭДТА)·10³·V_к/V_пип =

= 4,008·10^-3·20,45·10^-3·10³·0,1000 /15,00·10^-3=0,5464 г.

Рассчитываем массовую долю ионов кальция в препарате:

Ответ: 37,28%.

9. Рассчитайте молярный коэффициент поглощения KMnO₄, если пропускание раствора с C(КМnО₄) = 1,14·10^-4 моль/л на длине волны 528 нм в кювете с l = 1,00 см составило 53,5%.

Дано: C(КМnО₄) = 1,14·10^-4 моль/л

l = 1,00 см

λ = 528 нм

Т% = 53,5% или Т = 0,535

_____________________________________________________________________________________________

Найти: ε

Решение. Определяем оптическую плотность раствора

А = – lg T = – lg 0,535 = 0,272.

Вычисляем молярный коэффициент поглощения:

моль^-1·л·см^-1

Ответ: 2,40·10³ моль^-1·л·см^-1

10. Навеску препарата витамина В₁₂ массой 0,3197 г растворили в воде в мерной колбе вместимостью 250,0 мл. 15,00 мл этого раствора перенесли в мерную колбу на 200,0 мл и довели объем раствора до метки. Измеренная оптическая плотность полученного раствора при длине волны 361 нм и толщине слоя 2,00 см составила 0,425. Определите массовую долю витамина В₁₂ в препарате, если удельный коэффициент поглощения чистого витамина В₁₂ при  = 361 нм равен 207.

Дано: m* = 0,3197 г

V_1к = 250,0 мл

V_аликв. = 15,00 мл

V_2к = 200,0 мл

λ = 361нм

l = 2,00 см

А = 0,425

= 207

_____________________________________________________________

Найти: w (В₁₂)

Решение. По значению удельного коэффициента поглощения определяем С_% витамина В₁₂ в фотометрируемом растворе:

С_% (В₁₂) = А / (∙l) = 0,425/(207∙2,00) = 1,03∙10^-3 г/100 мл.

Рассчитываем массу витамина В₁₂ в фотометрируемом растворе:

m_2к(В₁₂) = С_% (В₁₂)∙V_2к /100 = 1,03∙10^-3 ∙200,0 /100 =

= 2,06∙10^-3 г.

Рассчитываем массу витамина В₁₂ в исходном растворе:

m_1к (В₁₂) = m_2к(В₁₂)∙V_1к/V_аликв = 2,06∙10^-3 ∙250,0/15,00 = 0,0343 г.

Находим массовую долю витамина В₁₂ в препарате:

w (В₁₂) = m_1к(В₁₂) / m* = 0,0343/0,3197 = 0,107.

Ответ: 0,107.

11. Никель(II) из водного раствора объемом 100,0 мл экстрагируют в виде диметилглиоксимата хлороформом и объем экстракта доводят до 20,0 мл. Из полученного раствора аликвоты объемом 5,00 мл фотометрируют методом добавок. Рассчитайте массу никеля(II) в растворе, если оптические плотности экстрактов с добавкой 20 мкг никеля и без нее равны соответственно 0,48 и 0,23. Дано: V_{водн.р-ра} = 100,0 мл

V_{экстракта} =20,0 мл

V_аликв =5,00 мл

m_доб(Ni²⁺) = 20 мкг

А_х = 0,23;А₁ = 0,48

_____________________________________________________________

Найти: m(Ni²⁺)

Решение: Рассчитываем массу никеля(II) в фотометрируемом растворе:

m^*(Ni)=.

Рассчитаем массу Ni в исходном растворе, учитывая, что масса никеля в исходном водном растворе равна массе никеля в экстракте.

m(Ni)=

Ответ: 72 мкг

12. Определение алюминия проводят по интенсивности люминесценции его соединения с красителем кислотный хром-сине-черный. Анализируемый раствор перенесли в мерную колбу вместимостью 25,00 мл, прибавили раствор кислотного хром-сине-черного и довели объем до метки. Интенсивность люминесценции полученного раствора равна 65. Интенсивность люминесценции стандартного раствора, содержащего в 50,0 мл 5,0 мкг Al, равна 75. Определите массу алюминия в анализируемом растворе.

Дано: V_к = 25,00 мл

I_{em х} = 65

m(Al) = 5,0 мкг

V_{ст р-ра} = 50,0 мл

I_{em ст} = 75

_____________________________________________________________

Найти: m(Al)

Решение: Рассчитываем титр алюминия в стандартном растворе:

Т(Al)_ст = m(Al) / V_{ст р-ра} = 5,0 /50,0 = 0,10 мкг/мл.

Определяем титр алюминия в фотометрируемом растворе по формуле для метода одного стандарта:

Т_х(Al) = Т_ст (Al)∙I_{em х} / I_{em cт} = 0,10∙65/75 = 0,087 мкг/мл.

Рассчитываем массу алюминия в анализируемом растворе: m(Al) = T_х(Al)∙V_к = 0,087∙25,00 = 2,2 мкг.

Ответ: 2,2 мкг.