1 Титриметрические методы анализа

1.1 Эквивалент. Фактор эквивалентности

Расчет результатов титриметрического анализа основан на принципе эквивалентности, в соответствии с которым вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах.

Если определяемое вещество А реагирует с раствором титранта В по уравнению

аА+вВ→ продукты реакции(1)то эквивалентными массами веществ будут аМ_А и вМ_В, где М_А и М_В –молярные массы веществ А и В, а и в- стехиометрические коэффициенты.

Уравнению (1) можно придать вид

продукты реакции, где а>в, что означает, что одна частица вещества А будет эквивалентна частиц вещества В.

Отношение обозначают символом f _экв(В) и называют фактором эквивалентности вещества В

F _экв(В) = (1)

Фактор эквивалентности - это число, обозначающее, какая доля реальной частицы вещества Х эквивалентна одному иону водорода в кислотно-основной реакции или одному электрону в реакциях окисления- восстановления.

Фактор эквивалентности и эквивалент являются величинами не постоянными, а зависят от стехиометрии реакции, в которой реагенты принимают участие. Фактор эквивалентности величина безразмерная, она равна единице или меньше единицы.

Эквивалентом называют условную или реальную частицу вещества, которая в кислотно-основной реакции эквивалентна одному иону водорода или в реакции окисления восстановления – одному электрону. Единицей количества вещества эквивалента является моль.

Молярной массой эквивалента вещества Х называют массу одного моля эквивалента вещества, равную произведению фактора эквивалентности на молярную массу эквивалента.

В реакциях комплексообразования или осаждения обычно избегают применения понятия « молярная масса эквивалента» и пользуются исключительно молярными массами.

Пример1

Вычислить фактор эквивалентности и молярные массы эквивалентов ортофосфорной кислоты в реакциях

а)

б)

в)

Задания для самостоятельного расчета

1.Вычислить фактор эквивалентности и молярную массу эквивалента в реакции полной нейтрализации:

а) HNO_3, б) NaOH; в) NH₃;г) H₂SO₄; д) KHSO₄; е) Na₂B₄O₇ ∙10H₂O; ж)Na₂ CO₃;з)NaHCO₃; к)K₂O, л)N₂O₅; м) H₂C₂O₄; н) SO₂; о) Ba(OH)₂ ; п) H₃PO₄; р) H₂CO₃

Ответы: а)f_экв =1; М (HNO₃)=63,01 г/моль; б) f_экв = 1; М(NaOH) = 39,99 г/моль; в) f_эк = 1; М(NH₃)= 17,01 г/моль; г) f_экв =1/2; М(H₂SO₄) = 49,07 г/моль; д) f_экв = 1; М(KHSO₄) = 136,2 г/моль; е) f_экв = 1/2; М(Na₂B₄O₇ ∙10H₂O) = 190,68 г/моль; ж) f_экв = 1/2; М( Na₂ CO₃) = 52,99г/моль; з) f_экв = 1; М(NaHCO₃) = 84,01г/моль; к) f_экв =1/2; М(K₂O)=47,1 г/моль, л) f_экв =1/2; М(N₂O₅)=54,01 г/моль; м) f_экв =1/2; М( H₂C₂O₄ ) = 45,02г/моль; н) f_экв = 1 ; М(SO₂) = 40,03г/моль;

В задачах 2-11 рассчитать количество вещества:

2. Количество HCl для нейтрализации 4,33г Na₂C₂O₄. Ответ: n (HCl) = 0,06463 моль.

3.Количество HNO₃ для нейтрализации 5,3г Na₂CO₃ . Ответ: n (HNO₃) = 0,1000 моль.

4.Количество Na₂B₄O₇·10H₂O для нейтрализации 3,65г HCl. Ответ: n (0,5 Na₂B₄O₇·10H₂O) = 0,1001 моль.

5.Количество HCl для нейтрализации 0,2г CaO. Ответ: n (HCl) = 0,007133 моль.

6.Количество NaOH для нейтрализации 6,3г CH₃COOH.

Ответ: n (NaOH) = 0,1049 моль.

7.Количество HNO₃ для нейтрализации3,1г Na₂O.

Ответ: n (HNO₃) = 0,1000 моль.

8.Количество HCl для нейтрализации 4,709г K₂O.

Ответ: n (HCl) = 0,09998 моль.

9.Количество HNO₃ для нейтрализации 22,6г Ba(OH)₂· 8H₂O. Ответ: n (HNO₃) = 0,142 моль.

10.Количество KOH для нейтрализации 0,49г H₂SO₄ .

Ответ: n (KOH) = 0,01000 моль.

11.Количество NaOH для нейтрализации 5,4 N₂O₅ .

Ответ: n (NaOH) = 0,1000 моль.

12.Вычислить массу моля эквивалента вещества, участвующего в окислительно- восстановительной реакции и определить, сколько миллимолей содержится в 100 мг вещества:

а) FeSO₄ ( Fe²⁺ → Fe³⁺). Ответ: n (FeSO₄) = 0,659 ммоль.

б) HNO₃ (NO₃^- → NO₂). Ответ: n (1/3HNO₃) = 4,76 ммоль.

в) HNO₃ (NO₃^- → NO). Ответ: n (HNO₃) = 1,585 ммоль.

г)H₂O₂ (в реакции с KJ). Ответ: n (0,5 H₂O₂) = 5,90 ммоль.

д) KMn O₄(в кислой среде). Ответ: n (1/5KMnO₄) = 3,17 ммоль.

е) KMn O₄(в щелочной среде). Ответ: n (KMnO₄) = 1,58ммоль.

ж) KMn O₄(в нейтральной среде). Ответ: n (1/3KMnO₄) = 1,91 ммоль.

з) K₂Cr₂O₇ (в кислой среде). Ответ: n (1/6K₂Cr₂O₇) = 2,11 ммоль.

и) Na₂S₂O₃(S₂O₃ ^2- → S₄O₈^2-). Ответ: n (Na₂S₂O₃) = 0,632 ммоль.

к) CuCl₂ (при йодометрическом определении). Ответ: n (CuCl₂) = 0,745 ммоль.

л) J₂ ( J₂ → 2JO ^- ). Ответ: n (0,5 J₂) = 0,790 ммоль.

м) J₂ ( J₂ → 2J ^- ). Ответ: n( 1/2 J₂) = 0,790 ммоль.

н) H₂C₂O₄( C₂O₄^2- → CO₂↑). Ответ: n (1/2H₂C₂O₄) =2,23 ммоль

о) SO₂ (SO₂ → SO₄^2-). Ответ: n (1/2 SO₂) = 3,13 ммоль

п) V₂O₅ (VO₂ ⁺ →V³⁺). Ответ: n (1/2V₂O₅) =1,10 ммоль