Аналитическая химия. Учебное пособие

Главная  ->  Образование  ->  Учебные материалы  ->  Пособие "Аналитическая химия"

Электронный читальный зал Поиск по сайту:


К оглавлению
К предыдущему разделу

2.8. РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ «ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ. КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ ТИТРОВАНИЕ»

 Задача 1. Чему равна молярная масса эквивалента серной кислоты при титровании раствором KOH?

Решение.

При титровании H2SO4 раствором KOH протекает реакция

H2SO4 + 2КOH  К2SO4 + 2H2O

Разделим левую и правую части уравнения на 2

                          ½H2SO4 + КOH  ½К2SO4 + H2O

Становится очевидным, что fэ(H2SO4)=1/2. Тогда молярная масса эквивалента серной кислоты равна

M(1/2H2SO4)=1/2M(H2SO4)=1/2×98,07=49,035 г/моль

Ответ: 49,035 г/моль.

Задача 2. Навеску H2C2O4×2H2O массой 0,6000 г растворили в мерной колбе вместимостью 100,0 мл. На титрование аликвоты 20,00 мл полученного раствора израсходовано 18,34 мл NaOH. Определить молярную концентрацию раствора NaOH, его титр и условный титр этого раствора по H2C2O4.

Решение.

В соответствии с принципом эквивалентности число молей эквивалента титранта равно числу молей эквивалента определяемого вещества

n(NaOH)=n(1/2H2C2O4×2H2O),

где n(NaOH) – число молей эквивалента щелочи, затраченное на титрование аликвоты раствора щавелевой кислоты.

Запишем уравнение реакции, протекающей при титровании

H2C2O4 + 2NaOH  Na2C2O4 + 2H2O

Каждая молекула щавелевой кислоты содержит 2 иона водорода, поэтому fэ(H2C2O4×2H2O)=1/2. Из условия задачи следует, что

 ,

где Vк – объем мерной колбы, в которой растворена навеска щавелевой кислоты; Vа – объем аликвоты полученного раствора, отобранного пипеткой на титрование.

Если обозначить молярную концентрацию раствора гидроксида натрия C(NaOH), то количество вещества эквивалента NaOH можно выразить как

 

Объединяя полученные выражения, получаем

 

Титр T(NaOH) и титр по щавелевой кислоте T(NaOH/H2C2O4) в г/мл можно рассчитать по формулам

 ;

 ,

где M(NaOH) и M(1/2H2C2O4×2H2O) – молярные массы эквивалента NaOH и щавелевой кислоты соответственно.

;

.

Ответ: 0,1038 моль/л; 0,004152 г/мл; 0,004673 г/мл.

 

Задача 3. На реакцию смеси, состоящей из карбонатов натрия и калия, массой 0,4000 г израсходовали 22,00 мл 0,3000 М раствора HCl. Вычислить массовую долю (%) карбоната натрия и карбоната калия в смеси.

Решение.

Согласно уравнению

Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + H2O + CO2

одному молю ионов водорода соответствует условная частица ½Na2CO3, следовательно fэ(Na2CO3)=1/2.

В точке эквивалентности

n(1/2Na2CO3) + n(1/2K2CO3) = n(HCl) ,

где  – число молей HCl в растворе, пошедшем на титрование.

Если через ω обозначить массовую долю (%) Na2CO3 в смеси, то число молей эквивалентов K2CO3 и Na2CO3, содержащееся в навеске, равно:

 

Сочетание этих соотношений дает

 

Подставляя числовые значения, получим

 ,

откуда ω=46,12% Na2CO3;  100-46,12=53,88% K2CO3.

Ответ:  46,12%;  53,88%.

 

Задача 4. На титрование с фенолфталеином навески массой 0,4478 г, состоящей из Na2CO3, NaHCO3 и NaCl, потребовалось 18,80 мл 0,1998 М раствора HCl. При титровании с метиловым оранжевым на ту же массу израсходовали 40,00 мл раствора кислоты. Вычислить массовую долю (%) Na2CO3 и NaHCO3 в смеси.

Решение.

При титровании смеси с фенолфталеином протекает реакция

Na2CO3 + HCl  NaCl + NaHCO3  ,

а в присутствии метилового оранжевого

Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + H2O +CO2

NaHCO3 + HCl  NaCl + H2O +CO2

Следовательно, при титровании смеси в присутствии фенолфталеина с раствором соляной кислоты взаимодействует только Na2CO3, и его массовую долю в анализируемой смеси легко определить по формуле

При подстановке численных значений получим

Из приведенных реакций следует, что объем раствора HCl, затраченный на титрование гидрокарбоната натрия, составляет V(HCl)м.о. – 2V(HCl)ф-ф.

Следовательно,

Подставляя численные значения, получим

Ответ:  88,91%;  9,00%.

 

Задача 5. Для определения содержания формальдегида в пестициде навеску препарата массой 3,017 г обработали 50,00 мл 1,0 М раствора NaOH (К=0,9022) в присутствии пероксида водорода. При нагревании произошла реакция

HCHO + OH- +H2O2  HCOO- +2H2O

После охлаждения избыток щелочи оттитровали 20,12 мл раствора HCl с T(HCl)=0,03798. Вычислить массовую долю (%) формальдегида в препарате пестицида.

Решение.

В соответствии с принципом, лежащим в основе обратного титрования, количество молей эквивалента определяемого вещества равно разности между количеством молей эквивалента вещества в основном и вспомогательном рабочих растворах

n(HCHO) = n(NaOH) – n(HCl)

Согласно условию задачи, выражаем число молей реагирующих веществ

;

;

 .

Составим расчетное уравнение

Подставляя числовые значения, получаем

 ,

откуда  ωx = 20,86%.

Ответ:  20,86%.

 

К следующему разделу

К оглавлению


©  Н.Г. Домина, С.А. Зуйкова, А.И. Хлебников, Н.А. Чемерис

 


 

  

Рейтинг@Mail.ru