Практические вопросы

1. Стандартизация растворов для кислотно-основного титрования:

а) NaOH;

б) HCl.

2. Подберите титрант и индикатор для определения:

а) этилендиамина (аммиака, бензиламина, триметиламина и т. д.);

б) уксусной кислоты (лимонной кислоты, винной кислоты, салициловой кислоты и т. п.);

в) карбоната натрия.

Поясните ход определения.

Задачи

1. Сформулируйте понятие эквивалента в кислотно-основных реакциях [⁶]. Вычислите величину эквивалентов соды и фосфорной кислоты в следующих реакциях:

Na₂CO₃ + HCl = NaHCO₃+NaCl

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + CO₂ + H₂O

H₃PO₄ + NaOH = NaH₂PO₄ + H₂O

H₃PO₄ + 2NaOH = Na₂HPO₄ + H₂O

H₃PO₄ + 3NaOH = Na₃PO₄ + 3H₂O

2. Напишите уравнения реакций между соляной кислотой, серной кислотой, гидроксидом натрия, гидроксидом алюминия, карбонатом натрия, гидрокарбонатом калия и рассчитайте эквивалентную массу этих веществ.

3. Постройте кривую титрования 100,00 см³ соляной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм³ гидроксидом натрия с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм³. Выберите возможные индикаторы и рассчитайте индикаторную погрешность титрования.

4. Постройте кривую титрования 100,00 см³ акриловой кислоты (CH₂=CHCOOH, pK_a= 4,26) с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм³ гидроксидом натрия с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм³. Как изменяется состав раствора в процессе титрования? Выберите возможные индикаторы и рассчитайте индикаторную погрешность титрования.

5. Постройте кривую титрования гидразина (N₂H₄+H₂O, pK_b= 6,03) с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм³ соляной кислотой с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм³. В чем сходство и различие расчетов рН и кривой титрования в сравнении с кривой титрования слабой кислоты щелочью? Выберите возможные индикаторы и рассчитайте индикаторную погрешность титрования.

6. Вычислите коэффициенты активности и активные концентрации ионов в 0,001 М растворе сульфата алюминия, 0,05 М карбоната натрия, 0,1 М хлорида калия.

7. Вычислите рН 0,20 М раствора метиламина, если его ионизация в водном растворе описывается уравнением

В + Н₂О = ВН ⁺ + ОН ^, К_b = 4,6 10 ^3, где В – основание.

8. Вычислить константу диссоциации хлорноватистой кислоты HOCl, если 1,99  10^2 М раствор имеет рН = 4,5.

9. Вычислите рН раствора, содержащего 6,1 г/моль гликолевой кислоты (СH₂(OH)COOH, К_а= 1,5  10^4).

10. Вычислите рН раствора, полученного смешением 40 мл 0,015 М раствора хлороводородной кислоты с:

а) 40 мл воды;

б) 20 мл 0,02 М раствора гидроксида натрия;

в) 20 мл 0,02 М раствора гидроксида бария;

г) 40 мл 0,01 М раствора хлорноватистой кислоты, К_а=5,0  10^8.

11. Вычислите концентрацию ацетат-иона в растворе уксусной кислоты c массовой долей 0,1 %.

12. Вычислите концентрацию иона аммония в растворе аммиака c массовой долей 0,1 %.

13. Рассчитайте массу навески карбоната натрия, необходимую для приготовления 250,00 мл 0,5000 М раствора [⁷].

14. Рассчитайте объем раствора соляной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 11 моль/л и объем воды, которые необходимо взять для приготовления 500 мл 0,5 М раствора соляной кислоты.

15. В 300 мл 0,3 %-ного раствора хлороводородной кислоты растворили 0,15 г металлического магния. Вычислите молярную концентрацию ионов водорода, магния и хлора в полученном растворе.

16. При смешении 25,00 мл раствора серной кислоты с раствором хлорида бария получено 0,2917 г сернокислого бария. Определите титр раствора серной кислоты.

17. Вычислить массу карбоната кальция, вступившего в реакцию с 80,5 ммоль хлороводородной кислоты.

18. Сколько граммов однозамещенного фосфата натрия надо добавить к 25,0 мл 0,15 М раствора гидроксида натрия, чтобы получить раствор с рН=7? Для фосфорной кислоты pK_а1 = 2,15; pK _а2 = 7,21; pK _а3= 12,36.

19. На титрование 1,0000 г дымящейся серной кислоты, тщательно разбавленной водой, расходуется 43,70 мл 0,4982 М раствора гидроксида натрия. Известно, что дымящаяся серная кислота содержит серный ангидрид, растворенный в безводной серной кислоте. Вычислить массовую долю серного ангидрида в дымящей серной кислоте.

20. Абсолютная погрешность измерения объема с помощью бюретки составляет 0,05 мл. Рассчитать относительную погрешность измерения объемов в 1; 10 и 20 мл.

21. В мерной колбе вместимостью 500,00 мл приготовлен раствор из навески 2,5000 г карбоната натрия. Вычислить:

а) молярную концентрацию раствора;

б) молярную концентрацию эквивалента (½ Na₂CO₃);

в) титр раствора;

г) титр по соляной кислоте.

22. Какой объем 10 %-ного раствора карбоната натрия плотностью 1,105 г/см³ нужно взять для приготовления:

а) 1 л раствора с титром ТNa₂CO₃ = 0,005000 г/см³;

б) 1 л раствора с ТNa₂CO₃/HCl = 0,003000 г/см³?

23. Какой объем соляной кислоты с массовой долей 38,32 % и плотностью 1,19 г/см³ следует взять для приготовления 1500 мл 0,2 М раствора?

24. Какой объем воды нужно добавить к 1,2 л 0,25 М HCl, чтобы приготовить 0,2 М раствор?

25. Из 100 г технического гидроксида натрия, содержащего 3 % карбоната натрия и 7 % индифферентных примесей, приготовили 1л раствора. Вычислить молярную концентрацию и титр по соляной кислоте полученного щелочного раствора, считая, что карбонат натрия титруется до угольной кислоты.

26. Имеется образец, в котором может содержаться NaOH, Na₂CO₃, NaHCO₃ или смесь названных соединений массой 0,2800 г. Пробу растворили в воде. На титрование полученного раствора в присутствии фенолфталеина расходуется 5,15 мл, а в присутствии метилового оранжевого – 21,45 мл соляной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,1520 моль/л. Определить состав образца и массовые доли компонентов в образце.

27. Постройте кривую титрования 100,00 см³ 0,1000 М раствора аммиака 0,1000 М раствором соляной кислоты, обоснуйте выбор индикатора.

28. Вычислите рН точки эквивалентности, начала и конца титрования 100,00 см³ 0,1000 М раствора малоновой кислоты (HOOCCH₂COOH) 0,1000 М раствором гидроксида натрия (рК_а1=1,38; рК_а2=5,68 ).

29. На титрование 25,00 см³ раствора карбоната натрия с молярной концентрацией эквивалента 0,05123 моль/дм³ пошло 32,10 см³ соляной кислоты. Вычислите молярную концентрацию эквивалента соляной кислоты.

30. Сколько мл 0,1 М раствора хлорида аммония необходимо добавить к 50,00 мл 0,1 М раствора аммиака, чтобы получился буферный раствор с рН=9,3.

31. Смесь серной и фосфорной кислот перенесли в мерную колбу объемом 250,00 см³. Для титрования взяли две пробы по 20,00 см³, одну оттитровали раствором гидроксида натрия с молярной концентрацией эквивалента 0,09940 моль/дм³ с индикатором метилоранжем, а вторую с фенолфталеином. Расход гидроксида натрия в первом случае составил 20,50 см³, а во втором 36,85 см³. Определите массы серной и фосфорной кислот в смеси.