Тема 2.3. Объемный метод анализа.

I. Какую массу навески фосфорной кислоты H₃PO₄ необходимо взять для приготовления 2 л 0,06 н. раствора H₃PO₄?

Д ано: Решение:

V H₃PO₄ = 2 л 1. Вычислим молярную массу (М H₃PO₄= Мr H₃PO₄) и

N H₃PO₄ = 0,06 н. эквивалентную массу H₃PO₄ (Мэ H₃PO₄):

g H₃PO₄ = ? Мr H₃PO₄ = 1∙3 + 31 + 16∙4 = 98 (г/моль)

Мэ H₃PO₄ = Мr H₃PO₄/3 = 98/3 = 32,7 (г/моль)

2. Вычислим количество вещества эквивалентов H₃PO₄, содержащееся в 2 л раствора?

В 1 л раствора – 0,06 моль экв. H₃PO₄

В 2 л раствора – х моль экв. H₃PO₄

2 ∙ 0,06

х = ----------- = 0,12 (моль)

1

В 2 л 0,06 н. раствора содержится 0,12 моль H₃PO₄

3. Вычислим массу навески H₃PO₄:

1 моль эквивалентов H₃PO₄ составляет 32, 7 г

0,12 моль эквивалентов H₃PO₄ - х г

0,12 ∙ 32,7

х = ------------- = 3,92 (г)

1

Массу навески также можно рассчитать по формуле:

N ∙ Мэ ∙ V

g = ------------

1000

Ответ: масса навески H₃PO₄ равна 3,92 г.

II. В 250 мл раствора содержится 6 г карбоната калия K₂CO₃. Вычислите нормальную концентрацию раствора K₂CO₃.

Дано: Решение:

V K₂CO₃ = 250 мл 1. Вычислим молярную массу (М K₂CO₃= Мr K₂CO₃) и

g K₂CO₃ = 6 г эквивалентную массу K₂CO₃ (Мэ K₂CO₃):

Мr K₂CO₃ = 39∙2 + 12 + 16∙3 = 138 (г/моль)

N K₂CO₃ = ? Мэ K₂CO₃ = Мr K₂CO₃/2 = 138/2 = 69 (г/моль)

2. Вычислим массу K₂CO₃, содержащуюся в 1 л раствора:

В 250 мл содержится 6 г K₂CO₃

В 1000 мл – х г K₂CO₃

1000 ∙ 6

х = ---------- = 24 (г)

250

В 1000 мл раствора содержится 24 г K₂CO₃

3. Вычислим нормальную концентрацию раствора K₂CO₃:

1 моль эквивалентов K₂CO₃ составляет 69 г

х моль эквивалентов K₂CO₃ составляет 24 г

х =

в 1 л раствора содержится 0,35 моль эквивалентов K₂CO₃. Нормальную концентрацию раствора можно, также вычислить по формуле, приведенной в примере I.

Ответ: N(K₂CO₃) = 0,35 моль

III. Вычислите титр раствора, если в 25,00 мл содержится 0,5 г NaOH.

Дано: Решение:

VNaOH = 25,00 мл Титр раствора находим по формуле:

g NaOH = 0,5 г g 0,5

T = ------ = ------- = 0,02 (г/мл)

T NaOH = ? V 25,00

Ответ: Т NaOH = 0,02 г/мл

IV. Вычислите нормальную концентрацию раствора H₂SO₄, если на нейтрализацию 24,50 мл его израсходовано 23,00 мл 0,15 н.раствора КОН.

Дано: Решение:

V H₂SO₄ = 24,50 мл 1. Составим уравнение реакции нейтрализации:

V КОН = 23,00 мл H₂SO₄ + 2 КОН = К₂ SO₄ + 2 H₂O

N КОН = 0,15 н.

2 . Вычислим нормальную концентрацию H₂SO₄:

N H₂SO₄ = ? на основании закона эквивалентов:

N КОН ∙ V КОН 0,15 ∙ 23,00

N H₂SO₄ = -------------------- = --------------- = 0, 14 (моль/л)

V H₂SO₄ 24,50

Ответ: N H₂SO₄ = 0, 14 моль/л

V. Навеска Ba(OH)₂ растворена в мерной колбе на 250,00 мл. Объем раствора доведен до метки. На титрование 25,00 мл полученного раствора израсходовано 23,00 мл 0,09908 н. раствора HCl. Вычислите, сколько граммов Ba(OH)₂ содержится в навеске.

Дано: Решение:

V р-ра = 250,00 мл 1. Составим уравнение реакции нейтрализации:

V Ba(OH)₂ = 25,00 мл Ba(OH)₂ + 2HCl = BaCl₂ + 2Н₂О

V HCl = 23,00 мл 2. Вычислим нормальную концентрацию раствора

N HCl = 0,09908 н. Ba(OH)₂, используя закон эквивалентов:

g HCl = ? N HCl ∙ V HCl 0,09908 ∙ 23,00

N Ba(OH)₂= -------------------- = --------------- = 0,091 (моль/л)

V Ba(OH)₂ 25,00

3. Вычислим молярную массу (М Ba(OH)₂= Мr Ba(OH)₂) и эквивалентную массу Ba(OH)₂ (Мэ Ba(OH)₂):

Мr Ba(OH)₂ = 137 + (16 + 1) ∙ 2 = 171 (г/моль)

Мэ Ba(OH)₂ = Мr Ba(OH)₂ /2 = 171/2 = 85,5 (г/моль)

4. Вычислим навеску Ba(OH)₂ по формуле:

N ∙ Мэ ∙ V 0,091∙85,5∙250,00

g = ------------ = ----------------------- = 1,95 (г)

1000 1000

Ответ: g HCl = 1,95 г

VI. На титрование 0,2650 г щавелевой кислоты H₂C₂O₄ ∙ 2 H₂O, растворенной в произвольном объеме воды, израсходовано 49,20 мл раствора щелочи NaOH. Определите нормальную концентрацию и титр раствора NaOH.

Дано: Решение:

g H₂C₂O₄ ∙ 2 H₂O = 0,2650 г 1. Составим уравнение реакции полной

V NaOH = 49,20 мл нейтрализации:

2 NaOH + H₂C₂O₄ = Na₂C₂O₄ + 4 H₂O

N NaOH = ? 2 моль 1 моль

Т NaOH = ? 2. Вычислим молярную массу (М NaOH =

=Мr NaOH), молярную массу (М H₂C₂O₄ ∙ 2 H₂O =

=Мr H₂C₂O₄ ∙ 2 H₂O) и эквивалентную массу

NaОН (Мэ NaOH):

Мr NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 (г/моль)

Мr H₂C₂O₄ ∙ 2 H₂O = 1∙2+12∙2+16∙4+2 (1∙2+16) = 126 (г/моль)

Мэ NaOH = Мr NaOH /1 = 40 (г/моль)

3. Вычислим массу NaOH содержащуюся в 49,20 мл раствора:

По уравнению реакции масса 1 моль H₂C₂O₄ ∙ 2 H₂O эквивалентна массе 2 моль NaOH, а навеска 0,2650 г H₂C₂O₄ ∙ 2 H₂O эквивалентна массе NaOH , содержащегося в 49,20 мл раствора NaOH. Составим пропорцию:

2 ∙ 40 г NaOH соответствует 126 г H₂C₂O₄ ∙ 2 H₂O

х г NaOH ----- 0,2650 г H₂C₂O₄ ∙ 2 H₂O

2 ∙ 40 ∙ 0,2650

х = ------------------ = 0,17 (г)

126

В 49,20 мл раствора NaOH содержится 0,17 г.

4. Вычислим титр раствора NaOH:

g 0,17

Т =---- = -------- = 0,0034 (г/мл)

V 49,20

5. Вычислим нормальную концентрацию раствора NaOH, используя формулу: Т ∙ 1000 0,0034 ∙ 1000

N = ---------- = ---------------- = 0,085 (моль/л)

Мэ 40

Ответ: N NaOH = 0,085 моль/л;

Т NaOH = 0,0034 г/мл

VII. Вычислите Т HCl по NaOH, если нормальная концентрация раствора HCl равна 0,1105 н.

Дано: Решение:

N HCl = 0,1105 н. 1. Составим уравнение реакции полной нейтрализации:

NaOH + HCl = NaCl + H₂О

Т HCl/NaOH = ? 1 моль 1 моль

2. Вычислим молярную массу (М NaOH = Мr NaOH)

и эквивалентную массу NaОН (Мэ NaOH):

Мr NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 (г/моль)

Мэ NaOH = Мr NaOH /1 = 40 (г/моль)

3. Выражение Т HCl/NaOH показывает, сколько граммов NaOH соответствует 1 мл раствора HCl данной концентрации. Раствор HCl содержит в 1000 мл 0,1105 моль эквивалентов соляной кислоты. Следовательно, в 1 мл НСl содержится 0,1105/1000 моль эквивалентов HCl, которое взаимодействует с таким же количеством моль эквивалентов NaOH.

4. Приведем формулу расчета:

N HCl ∙ Мэ NaOH 0,1105 ∙ 40

Т HCl/NaOH = ----------------------- = -------------- = 0,00442 (г/мл)

1000 1000

Ответ: Т HCl/NaOH = 0,00442 г/мл

ВЫБОР ВАРИАНТА КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ:

Вариант контрольной работы определяется по таблице в зависимости от двух последних цифр шифра (номера зачетной книжки) студента.

В таблице по горизонтали Б размещаются цифры от 0 до 9, каждая из которых последняя цифра шифра студента. По вертикали А также размещены цифры от 0 до 9, каждая из которых – предпоследняя цифра шифра. Пересечение горизонтальной и вертикальной линий определяет клетку с номерами вопросов контрольной работы студента. Например, шифр студента 3225. Последние две цифры 25 определяют вариант контрольной работы. Пересечение 2-й строки по вертикали А и 5-й по горизонтали Б определяет клетку варианта с вопросами.

Будьте внимательны при выборе варианта контрольной работы!

А Б		Последняя цифра шифра
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Предпоследняя цифра шифра	0	10 11 21 41	9 12 22 42	8 13 23 43	7 14 24 44	6 15 25 45	5 16 26 46	4 17 27 47	3 18 28 48	2 19 29 49	1 20 30 50
	1	9 20 21 51	8 19 32 52	7 16 33 45	6 17 34 47	5 16 35 48	4 15 36 56	3 14 37 57	2 13 38 52	1 12 39 55	10 11 40 60
	2	8 15 30 61	7 16 29 62	6 17 28 60	5 18 27 62	4 19 26 65	3 20 25 66	2 11 24 67	1 12 23 68	10 13 22 56	9 14 21 70
	3	7 16 40 41	6 17 39 42	5 18 38 53	4 19 37 54	3 20 36 55	2 11 35 58	1 12 34 67	10 13 33 62	9 14 32 79	8 15 31 61
	4	6 17 23 49	5 18 24 48	4 19 25 47	3 20 26 46	2 11 27 45	1 12 28 44	10 13 29 43	9 14 30 42	8 15 21 41	7 16 22 50
	5	5 18 39 50	4 19 38 49	3 20 37 48	2 11 36 47	1 12 35 46	10 13 34 45	9 14 33 44	8 15 32 43	7 16 31 42	6 17 40 41
	6	4 19 24 60	3 20 25 59	2 11 26 58	1 12 27 57	10 13 28 56	9 14 29 55	8 15 30 54	7 16 21 53	6 17 22 49	5 18 23 51
	7	3 20 38 70	2 11 37 69	1 12 36 65	10 13 35 66	9 14 34 66	8 15 33 65	7 16 32 64	6 17 31 63	5 18 40 62	4 19 39 61
	8	2 12 25 40	1 13 26 49	10 14 27 48	9 15 28 47	8 16 29 46	7 17 30 45	6 18 31 44	5 19 32 43	4 20 33 42	3 11 34 41
	9	1 13 37 58	10 14 36 57	9 15 35 56	8 16 34 55	7 17 33 54	6 18 32 53	5 19 31 52	4 20 40 51	3 11 29 57	2 12 28 56