Дополнительное задание

Рассчитать для приготовленного раствора NaCl

а) молярную концентрацию с [моль/дм³];

б) моляльную концентрацию b [моль/кг];

в) весовую(массовую) концентрацию ρ [г/дм³];

г) титр Т [г/ см³];

д) молярные доли воды и соли в растворе χ (Н₂О) и χ (NaCl).

Задачи для самостоятельного решения

1. Приготовьте 250 см³ раствора Na₂SO₄ с массовой долей Na₂SO₄ = 8% (ρ = 1,07 г/ см³), рассчитав, сколько для этого понадобится:

1) Na₂SO₄ (крист.) и H₂O

2) Na₂SO₄·10H₂O и H₂O

3) раствора с ω (Na₂SO₄) = 25%, (ρ = 1,128 г/см³) и H₂O

4) раствора с ω (Na₂SO₄) = 3%, (ρ = 1,03 г/см³) и Na₂SO₄·10H₂O

5) раствора с ω (Na₂SO₄) = 25%, (ρ = 1,128 г/см³) и раствора с ω (Na₂SO₄) = 3%, (ρ = 1,03 г/см³)

6) приготовьте 250 см³ раствора Na₂SO₄ с массовой долей Na₂SO₄ = 8% (ρ = 1,07 г/ см³) путем упаривания раствора с ω (Na₂SO₄) = 3%, (ρ = 1,03 г/см³). Сколько см³ воды следует упарить?

2. Определите массу раствора с массовой долей карбоната натрия 0,1 и массу кристаллогидрата Na₂СO₃·10H₂O, которые понадобятся для приготовления раствора массой 540 г с массовой долей Na₂СO₃, равной 0,15. (Ответ: 440 г; 100 г).

3. Водный раствор уксусной кислоты с ω (СН₃СООН) = 80% называется уксусная эссенция. Какой объем воды надо прибавить к 100 г уксусной эссенции для получения раствора с ω (СН₃СООН) = 9% (столовый уксус)? (Ответ: 789 см³)

4. Какой объем аммиака (н.у.) нужно растворить в 80 мл воды для получения нашатырного спирта с ω (NH₃) = 10% и ρ = 0,959 г/см³? (Ответ: 11,7 дм³)

Решение задач приложить к отчету.

4. Тема 2. Введение в объемный (титриметрический) анализ. Основные понятия и определения. Классификация методов объемного анализа. Метод нейтрализации. Индикаторы в методе нейтрализации

Теоретические аспекты:

Данная группа методов основана на измерении точного объема стандартного раствора реагента, затраченного на реакцию с определенным объемом (аликвотной частью) исследуемого раствора, содержащего определяемое вещество.

Раствор реагента с точно известной молярной концентрацией эквивалента вещества называется стандартным раствором, рабочим раствором или титрантом.

Процесс титрования состоит в следующем: раствор реагента прибавляют из бюретки к аликвотной части исследуемого раствора небольшими порциями, по каплям, при постоянном перемешивании. Точку конца титрования (ТКТ) устанавливают при помощи индикатора – вспомогательного вещества, которое добавляют в исследуемый раствор и в присутствии которого проводят титрование. В точке конца титрования раствор должен резко поменять свою окраску.

Особенности метода объемного анализа:

а) достаточная скорость выполнения анализа и получения конечного результата;

б) широкая возможность использования различных типов химических реакций:

– нейтрализации;

– окисления-восстановления;

– комплексообразования;

– осаждения.

Требования, предъявляемые к химическим реакциям в объемном анализе.

1) взаимодействие между определяемым веществом и реагентом должно протекать в определенных стехиометрических отношениях;

2) отсутствие побочных взаимодействий в анализируемом растворе; отсутствие мешающих ионов, способных взаимодействовать с данным реагентом;

3) реакция определяемого иона с реагентом должна протекать с достаточно большой скоростью, в противном случае метод прямого титрования неприменим – используют метод непрямого титрования (обратного; титрования заместителя);

4) наличие и возможность использования подходящего индикатора для определения точки конца титрования.

При проведении титрования к известному объему раствора (аликвотной части) определяемого вещества малыми порциями (по каплям) добавляют раствор реагента с точно известной молярной концентрацией эквивалента – стандартный раствор – до тех пор, пока его количество не станет эквивалентно количеству определяемого вещества, содержащегося в аликвотной части исследуемого раствора – до точки конца титрования.

Момент, когда количество стандартного раствора реагента эквивалентно количеству определяемого вещества, содержащегося в аликвотной части титруемого раствора, называется точкой эквивалентности или теоретической точкой конца титрования.

Для экспериментального установления ТКТ, точки эквивалентности используют индикаторы. Индикаторы – вспомогательные вещества, которые вводят в реакционную смесь. Они способны претерпевать видимые изменения в ТКТ (точке эквивалентности), в результате чего может изменяться или появляться окраска раствора, появляться помутнение, образование осадка, изменение цвета осадка.

Точка конца титрования, фиксируемая при помощи индикатора, теоретически может не совпадать с точкой эквивалентности. Задача правильного выбора индикатора состоит в том, чтобы различие между точкой конца титрования и точкой эквивалентности было минимальным. Изменение окраски индикатора должно быть резким и происходить от одной избыточной капли прибавленного рабочего раствора реагента. Прибавление следующей капли рабочего раствора реагента не должно сказаться на окраске индикатора.