Материал: Учебное пособие по количественному химическому анализу

Скачать

Заказать новую работу

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

6. При каком условии можно провести ступенчатое титрование смеси кислот? Смеси оснований?

1.3 Задачи и примеры решений

I Вычислить рН и рОн растворов, если:

  1. См(HCl) = 510-2 моль/л

8) См(KOH) = 2,510-1 моль/л

  1. См(H2SO4) = 210-1 моль/л

9) См(H+) = 510-1 моль/л

  1. См(NaOH) = 110-12 моль/л

10) См(OH-) = 510-10 моль/л

  1. См(H+) = 0,025 моль/л

11) См(HClO4) = 410-5 моль/л

  1. См(OH-) = 210-13 моль/л

12) См(KOH) = 510-5 моль/л

  1. См(HNO3) = 1 моль/л

13) См(OH-) = 310-3 моль/л

  1. См(HCl) = 2,510-1 моль/л

14) См(H+) = 1 моль/л

15) См(H2SO4) = 510-2 моль/л

Пример: Вычислить рН и рОН 0,05 М раствора H2SO4. (α = 1)

Решение: так как Н2SO4 сильная кислота, то распадается на ионы полностью по уравнению:

Н2SO4  2Н+ + SO42-

концентрация иона водорода равна:

Сн+ = 0,05 *2*1 = 0,1 моль/л

рН = -lg 10-1 = 1; рОН = 14 - 1 = 13.

Ответ: рН = 1; рОН = 13.

II Вычислить концентрацию (моль/л) ионов Н+ и ОН- по

величине рН или рОН:

  1. рН = 2,5

  1. рОН = 4,5

  1. рН = 10,5

  1. рОН = 10,5

  1. рН = 12,0

  1. рОН = 3,5

  1. рН = 3,0

  1. рОН = 0

  1. рН = 4,5

  1. рОН = 1,5

  1. рН = 1,5

  1. рОН = 11

  1. рН = 13,0

  1. рОН =12,5

  1. рН = 0

Пример: Вычислить концентрации ионов водорода и гидроксид-

иона, если рН = 9,5.

Решение: рН = 9,5; 9,5 = - lg[Н+]; или lg[Н+] = -9,5: превращаем мантиссу логарифма в положительную величину, а характеристику оставляем со знаком минус: -9,5 = 10,5. Находим антилогарифм 0,5 = 3; следовательно концентрация [H+] = 3 * 10 –10 моль/л;

[OH-] =

Ответ: [H+] = 3 * 10-10 моль/л; [OH-] = 3,3 * 10 –5 моль/л.

III Вычислить рН и рОн растворов, если:

  1. См(СH3COOH) = 510-1 моль/л;

  2. См(HIO3) = 210-2 моль/л;

  3. См(NH4OH) = 510-3 моль/л;

  4. См(HCOOH) = 210-3 моль/л;

  5. См(HCN) = 110-2 моль/л;

  6. См(H2SO3) = 110-5 моль/л;

  7. См(H2CO3) = 110-5 моль/л;

  8. См(HCOOH) = 2 моль/л;

  9. См(CH3COOH) = 2 моль/л;

  10. См(NH4OH) = 210-1 моль/л;

  11. См(HF) = 210-1 моль/л;

  12. См(HNO2) = 110-3 моль/л;

  13. См(H2S) = 210-3 моль/л;

  14. См(HNO2) = 510-2 моль/л;

  15. См(H2C2O4) = 210-1 моль/л;

Пример: Вычислить рН и рОН раствора слабой кислоты

НСООН, если концентрация ее равна 0,04 моль/л,

а константа диссоциации Кд = 1,8 * 10-4.

Решение: Муравьиная кислота слабая, диссоциирует на ионы обратимо, поэтому концентрация ионов водорода не равна концентрации кислоты. [H+] находим из Кд(НСООН).

НСООН  Н+ + НСОО-

Кд =

[H+] = [HCOO-], а [HCOOH]недис.  [HCOOH]исх.

1,8 * 10-4 = [H+] =

рН = -lg 2,68 * 10-3 = -(lg 2,68 + lg 10-3) = 3- 0,43 = 2,57

рОН = 11,43

Ответ: рН = 2,57; рОН = 11,43.

IV Вычислить рН и рОн растворов, если смешали:

  1. 20 мл 0,1н HCl и 19 мл 0,1н NaOH

  2. 19 мл 0,1н HCl и 20 мл 0,1н NaOH

  3. 25 мл 0,2М HCl и 25 мл 0,1н NaOH

  4. 10 мл 0,1н NH4OH и 15 мл 0,1н HCl

  5. 10 мл 0,1н CH3COOH и 12 мл 0,1н NaOH

  6. 5 мл 0,2н HCl и 20 мл 0,1н NaOH

  7. 15 мл 0,1н CH3COOH и 15 мл 0,2н NaOH

  8. 100 мл 0,1М CH3COOH и 100,1 мл 0,1М KOH

  9. 99,9 мл 0,1М CH3COOH и 100 мл 0,1н KOH

  10. 99,0 мл 0,2М CH3COOH и 99,9 мл 0,2н NaOH

  11. 5 мл 0,1н HCOOH и 20 мл 0,01М NaOH

  12. 10 мл 0,2н NaOH и 5 мл 0,2н HCOOH

  13. 50 мл 0,1н NaOH и 50 мл 0,1н HCl

  14. 100,1 мл 0,1н HCl и 100 мл 0,1М KOH

  15. 50 мл 0,1н HCl и 49 мл 0,1н NH4OH

Пример: Вычислить рН и рОН раствора, если смешали 20,0 мл

0,1 М раствора NaOh и 19,0 мл 0,1 м

раствора CH3COOH.

Решение: Так как в растворе в избытке оказалось сильное основание, то оно и будет определять рН раствора, гидролизом ацетата натрия можно пренебречь. Находим [OH-]:

[OH-] =

рОН = -lg2,56 * 10-3 = -(lg2,56 + lg 10-3) = 3-0,4 = 2,6

рН = 14 – 2,6 = 11,4

Ответ: рН = 11,4; рОН = 2,6;

V Вычислить рН и рОн растворов, если смешали:

  1. 20 мл 0,1н HCl и 21 мл 0,1н NH4OH;

  2. 20 мл 0,1н NH4OH и 19 мл 0,1н HCl;

  3. 20 мл 0,1н CH3COOH и 18 мл 0,1н NaOH;

  4. 15 мл 0,1н HCOOH и 10 мл 0,1н NaOH;

  5. 15 мл 0,1н NH4OH и 10 мл 0,1н HCl;

  6. 100,1 мл 0,2н NH4OH и 100 мл 0,2н HCl;

  7. 100 мл 0,2н NH4OH и 99,9 мл 0,2н HNO3;

  8. 50 мл 0,2н NH4OH и 40 мл 0,2н HNO3;

  9. 50 мл 0,1н NaOH и 51 мл 0,1н HCOOH;

  10. 10 мл 0,2н NaOH и 10 мл 0,2н HCOOH;

  11. 25 мл 0,1н HF и 24 мл 0,1н KOH;

  12. 50 мл 0,1н CH3COOH и 49 мл 0,1н NaOH;

  13. 100,1 мл 0,1н CH3COOH и 100 мл 0,1н KOH;

  14. 100 мл 0,1н HNO2 и 99 мл 0,1н KOH;

  15. 100 мл 0,2н HCOOH и 99,9 мл 0,2н NaOH;

Пример: Вычислить рН и рОН раствора, если смешали 15 мл

0,1 Н раствора нСl и 20 мл. 0,1 н. Nh4он.

Решение: так как слабое основание взято в избытке, то в растворе в результате образуется щелочная буферная смесь

HCl + NH4ОН  NH4Cl+ Н2О + (NH4ОН)

0,1*15 0,1*20 0,1*15 избыток

рН этой смеси расчитывается по формуле:

рН = 14 - рК NH4ОН + lg(Cосн/Ссоли)

Так как под логарифмом стоит отношение концентраций, то вместо этих концентраций логично поставить объемы.

рН = 14 - 4,74 + lg(5/15) = 9,26 + lg3,3*10-1 = 9,26 - 0,48 = 8,78,

где lg3,3*10-1 = (lg3,3 + lg10-1) = -1 + 0,52 = - 0,48

рОН = 14 - 8,78 = 5,22

Ответ: рН = 8,78; рОН = 5,22

VI Выбрать индикатор для титрования раствора (1) рабочим

раствором (2):

  1. (1) 0,1н NaOH; (2) 0,1н HCl

  2. (1) 0,1н NaOH; (2) 0,1н HNO3

  3. (1) 0,2н HCl; (2) 0,2н KOH

  4. (1) 0,1н NH4OH; (2) 0,1н HNO3

  5. (1) 0,2н NH4OH; (2) 0,2н HCl

  6. (1) 0,1н HNO2; (2) 0,1н KOH

  7. (1) 0,2н HNO2; (2) 0,2н HCl

  8. (1) 0,01н NH4OH; (2) 0,01н HCl

  9. (1) 0,01н HCOOH; (2) 0,01н КОН

  10. (1) 0,2н HCOOH; (2) 0,2н NaOH

  11. (1) 0,01н NaOH; (2) 0,01н CH3COOH

  12. (1) 0,01н KOH; (2) 0,01н CH3COOH

  13. (1) 0,2н KOH; (2) 0,2 н CH3COOH

  14. (1) 1н KOH; (2) 1н CH3COOH

  15. (1) 1н HCOOH; (2) 1н NaOH

Пример 1: Выбрать индикатор для титрования 0,01 н. раствора

NaОН 0,01 М раствором HСl.

Решение: рабочий раствор - сильная кислота и определяемое вещество - сильное основание.

Для выбора индикатора нужно на кривой титрования найти рН двух точек - начала скачка и конца скачка.

а) начало скачка на кривой титрования - недотитровано 0,1 от объема титруемого раствора NaОН. Так как объем не задан, то берем 100 мл. В начале недотитрована щелочь, поэтому находим концентрацию [ОН-]:

[ОН-] = ( 0,01·100 - 0,01· 99,9)/ 100 = 1*10-5 моль

( принебрегаем изменением объема смеси )

рОН = 5; рН = 14 - 5 = 9

б) конец скачка - раствор перетритирован на 0,1 от объёма раствора NaOH, в избытке сильная кислота, находим концентрацию ионов водорода:

[Н+] = (0,01*100,1 - 0,01*100) / 100 =1*10-5 моль/л.

рН =5

Величина скачка от 9 до 5. В этом интервале происходит изменение окраски индикаторов: фенол-фталеина (рТ = 8), метилового красного (рТ=5,5, лакмуса (рТ=7). Каждый индикатор можно использовать для данного титрования.

Пример 2: Выбрать индикатор для титрования 0,1 М раствора

NH4ОН 0,1 м. раствором НCl.

Решение: рабочий раствор - сильная кислота, определяемое вещество - слабое основание.

а) Начало скачка на кривой титрования - в избытке раствор аммиака

NH4ОН + НCl = NH4Cl+ H2О + (NH4ОН)

100 мл. 99,9 мл. 99,9 мл. 0,1 мл. (избыток)

образуется аммиачная буферная смесь

рН = 14 - рК NH4ОН + lg(Сосн/Ссоли)

рН = 14 - 4,74 + lg(0,1/99,9) = 9,26 - 3 = 6,26

б) конец скачка - в избытке сильная кислота. Находим концентрацию ионов водорода:

[Н+] = (0,1·100,1 - 0,1 ·100)/100 = 10-4 моль/л

рН = 4

Интервал скачка рН от 6,26 до 4.

4. В этом интервале происходит изменение окраски индикаторов метилового красного (рТ = 5,5) и метилового оранжевого (рТ = 4).

Источник: https://studfile.net/preview/15911846/

Смотрите также:

Изложение содержания дела, по которому приняты судебные постановления
_1-тема-СтрМетал
_1966(~1
_files_materials_5053_prog.ntr
_Антонян Ю.М., Сексуальные преступления. Чикатило и другие
_РГР № 1 (2)
- Габариты и масса 27