Материал: Учебное пособие по количественному химическому анализу

VII Вычислить эквивалентную массу вещества (а), которое

титруется рабочим раствором (Б) в присутствии

индикатора (В):

1. (А) Na₃PO₄ ; (Б) HCl; (В) Метиловый оранжевый;

2. (А) Na₃PO₄; (Б) HCl; (В) Фенолфталеин;

3. (А) H₃PO₄; (Б) NaOH; (В) Метиловый оранжевый;

4. (А) H₃PO₄; (Б) NaOH; (В) Фенолфталеин;

5. (А) Na₂CO₃ ; (Б) HCl; (В) Метиловый оранжевый;

6. (А) Na₂CO₃ ; (Б) HCl; (В) Фенолфталеин;

7. (A) Na₂B₄O₇; (Б) HCl ; (В) Метиловый оранжевый;

8. (А) К₂CO₃; (Б) HCl; (В) Фенолфталеин;

9. (А) К₂CO₃; (Б) HNO₃; (В) Метиловый оранжевый;

10. (А) К₂CO₃; (Б) HNO₃; (В) Фенолфталеин;

11. (А) Na₃PO₄ ; (Б) H₂SO₄ ; (В) Метиловый оранжевый;

12. (А) K₃PO₄; (Б) H₂SO₄ ; (В) Фенолфталеин;

13. (A) K₃PO₄; (Б) HNO₃; (В) Метиловый оранжевый;

14. (А) Na₂B₄O₇ * 10 H₂O ; (Б) HNO₃; (В) Фенолфталеин;

15. (А) Na₂CO₃ ; (Б) H₂SO₄ ; (В) Фенолфталеин;

Пример: Вычислить эквивалентную массу кислоты Н₃РО₄, если

титровать раствор ее рабочим раствором NаОН в

присутствии: а) фенолфталеина;

б) метилового оранжевого.

Решение:

а) рТ фенолфталеина = 8 - 10, титрование с ним заканчивается, когда получается соль Nа₂НРО₄ по реакции

Н₃РО₄ + 2NаОН = Nа₂НРО₄ + 2Н₂О

рН _Nа2НРО4 = (рК₃ + рК₂)/2 =(12,67 + 7,21)/2 = 9,94

( рК₂ и рК₃ - показатели второй и третьей констант диссоциации Н₃РО₄)

Кислота титруется как двухосновная (Z =2). Эквивалентная масса Н₃РО₄ равна 98/2 = 49 г/моль.

б) рТ метилового оранжевого = 4. Титрование с ним заканчивается, когда получается соль NаН₂РО₄ по реакции

Н₃РО₄ + NаОН = NаН₂РО₄ + Н₂О

рН _NаН2РО4 = (рК₂ + рК₁) /2 = (7,21 + 2,12)/ 2 = 4,66,( рК₂ и рК₁ - показатели второй и первой констант диссоциации Н₃РО₄)

Кислота тритируется как одноосновная (Z = 1). Эквивалентная масса ее 98 г/ моль.

VIII Расчеты, связанные с приготовлением рабочих растворов

1. Вычислить молярную концентрацию Na₂B₄O₇ * 10 H₂O, если в 100 мл раствора содержится 1,8838 г его.

2. Вычислить нормальность раствора Na₂B₄O₇ * 10 H₂O, если в 10 мл раствора содержится 0,1884 г его.

3. Сколько граммов Na₂CO₃ надо взять, чтобы получить 1л 0,1М раствора?

4. Сколько граммов Na₂CO₃ надо взять, чтобы получить 1л 0,1н раствора?

5. Сколько граммов Na₂B₄O₇*10 H₂O надо взять, чтобы приготовить 200 мл 0,2н раствора?

6. Сколько граммов Na₂B₄O₇*10 H₂O надо взять, чтобы приготовить 100 мл 0,2М раствора?

7. Какой объем серной кислоты надо взять ( = 1,84 г/мл), чтобы приготовить 5л 0,5н раствора?

8. Какой объем 0,2000н раствора HCl нужно взять, чтобы получить 2л 0,05н раствора?

9. Какую навеску х. ч. соды нужно взять для определения точной концентрации 0,1 М раствора HCl по методу отдельных навесок при использовании бюретки на 25,0 мл?

10. Бюретку какой емкости нужно выбрать для титрования 0,2г Na₂CO₃ 0,1н раствором HCl в присутствии метилового оранжевого?

11. Какую навеску х. ч. H₂C₂O₄*2H₂O нужно взять, чтобы приготовить 500 мл раствора, на титрование 20 мл которого бы затрачивалось не более 15 мл 0,1 М NaOH?

12. Для приготовления 500 мл раствора было взято 10 мл HCl ( = 1,19 г/мл). Вычислить нормальность и титр полученного раствора.

13. Сколько граммов Na₂B₄O₇*10 H₂O надо взять, чтобы приготовить 200,0 мл 0,2000 н раствора?

14. Определить нормальность и титр раствора Na₂B₄O₇*10 H₂O если навеска (2,0197 г) была растворена в мерной колбе на 100,0 мл.

15. Сколько воды надо добавить к 2 л 0,52 М раствора HCl, чтобы получить 0,01 М раствор?

Пример 1: Сколько мл. серной кислоты ( = 1,837 г/ мл)

требуется для приготовления 2,5 л 0,2 М раствора?

Решение. Расчет можно вести на основании закона эквивалентов, используя “золотое правило” *V₁ = *V₂, где и - нормальности концентрированного и разбавленного растворов Н₂SO₄ , соответственно V₁ и V₂ - их объемы. = молярность кислоты, умноженная на 2(Z = 2) = 0,2*2 = 0,4 моль/л. - находим по таблице плотностей. Для  = 1,837, % = 94,

= (%··10)/ 0,5 М = 94·1,837·10/49 = 35,2 моль/л.

35,2·V₁ = 0,4·2500; V₁ = 28,4 мл.

Ответ: 28,4 мл.

Пример 2: Сколько граммов Na₂B₄O₇*10H₂o надо взять, чтобы

приготовить 500 мл. 0,1 н раствора?

Решение: Массу буры находим по формуле:

Z_буры = 2; эквивалентная масса 190,7 г.

Ответ: 9,54 г.

IX. Вычисление результатов титриметрического анализа

(прямое титрование).

1. Сколько граммов Na₂CO₃ содержится в растворе, если на титрование до NaHCO₃ идет 21,50 мл HCl с титром 0,002900 г/мл ?

2. Сколько граммов Na₂CO₃ содержится в растворе, если на титрование до H₂CO₃ идет 22,00 мл HCl с концентрацией 0,1010 моль/л?

3. На титрование навески NaOH массой 0,09978 г израсходовали 22,00 мл HCl. Определить титр раствора HCl по Na₂O.

4. На титрование раствора, содержащего 3,158 г технического КОН, израсходовали 27,45 мл 0,1020н раствора НСl. Вычислить массовую долю (%) КОН в образце.

5. Вычислить массу К₂СО₃, если на титрование соли в реакции с образованием Н₂СО₃ израсходовано 20,42 мл 0,2232М раствора НСl.

6. В мерной колбе на 250,0 мл приготовили раствор, содержащий КОН. На титрование 50,00 мл этого раствора затрачено 38,56 мл 0,05040М раствора H₂SO₄. Вычислить массу КОН.

7. Сколько процентов HNO₃ содержит концентрированная азотная кислота, если после растворения 9,7770 г её в мерной колбе на 1 л на титрование 25,00 мл 0,1040н раствора NaOH израсходовано 25,45 мл полученного раствора HNO₃.

8. Сколько граммов Н₃РО₄ содержится в данном растворе, если на титрование его с фенолфталеином затрачивается 25,50 мл 0,2000н раствора NaOH?

9. Сколько граммов Н₃РО₄ содержится в растворе, если при титровании его с метиловым оранжевым пошло 25,50 мл 0,2000н раствора NaOH?

10. Сколько граммов КОН и К₂СО₃ содержит отдельная навеска препарата гидроксида калия, если при титровании её с фенолфталеином затратили 22,40 мл 0,09500н раствора HCl, а с метиловым оранжевым ушло 25,80 мл этой кислоты?

11. На титрование 25,00 мл смеси Na₂CO₃ и NaHCO₃ с фенолфталеином пошло 9,46 мл, а с метиловым оранжевым – 24,86 мл 0,1200н раствора H₂SO₄. Сколько граммов Na₂CO₃ и NaHCO₃ содержится в 250 мл раствора?

12. Сколько граммов NaOH содержится в 200 мл раствора, если на титрование 15,00 мл этого раствора расходуется 17,00 мл 0,1500М HCl?

13. Навеску 0,5341 г щёлочи NaOH растворили в мерной колбе на 100 мл. На титрование 15,00 мл этого раствора израсходовано 19,50 мл 0,1010М раствора HCl. Определить процентное содержание NaOH в навеске.

14. Навеску технического NaOH массой 0,4000 г растворили в мерной колбе на 100 мл. На титрование 20 мл этого раствора израсходовали 19,2 мл 0,09863М раствора HCl. Определить процентное содержание NaOH в навеске.

15. Навеску технического NaOH массой 0,3900 г растворили в мерной колбе на 100 мл. На титрование 20 мл этого раствора израсходовали 18,0 мл 0,09863М раствора HCl. Определить процентное содержание NaOH в навеске.

Пример: Рассчитать массовую долю (%) основного компонента

(Na₂B₄O₇x10H₂O) в загрязнённой буре, если при

титровании 0,8530 г её идёт 20,20 мл 0,2100М

раствора HCl?

Решение: Определение ведётся методом отдельных навесок. Процентное содержание чистой буры определяется по формуле:

Находим сначала массу чистой буры (m_чист.) по результатам титрования:

Ответ: 94,84 %.

X. Вычисление результатов титриметрического анализа

(метод обратного титрования)

1. К навеске Na₂CO₃ массой 0,1032 г прилили 50,00 мл 0,09496М НСl, избыток кислоты оттитровали 24,80 мл 0,1298М NaOH по метиловому оранжевому. Вычислить массовую долю (%) индиффирентных примесей в образце.

2. В каком объёме соляной кислоты (Т(HCl)=0,003638 г/мл) нужно растворить навеску СаСО₃ массой 0,1234 г, чтобы на титрование избытка кислоты с метиловым оранжевым израсходовать 19,50 мл 0,1200М раствора NaOH?

3. Какую навеску нашатыря, содержащего около 30% NH₃, взяли для анализа, если после добавления к ней 50,00 мл 0,1000н NaOH и нагревания до полного удаления аммиака, избыток щёлочи оттитровали 25,00 мл 0,1н HCl.

4. К раствору (NH₄)₂SO₄ добавили 25,00 мл 0,1010М раствора NaOH. Кипячением удалили аммиак, а на титрование оставшейся щёлочи затратили 8,65 мл 0,100 раствора НСl. Вычислить массу (NH₄)₂SO₄.

5. Какой объём 0,10М раствора HCl нужно взять для поглощения аммиака, выделяемого из 0,50 г вещества, содержащего 5% азота, чтобы на титрование избытка HCl расходовать 6 мл 0,10М раствора NaOH?

6. Для определения содержания азота навеску 0,9145 г муки обработали концентрированной серной кислотой, переведя азот в аммонийную соль. Действием щёлочи и продувкой воздухом выделили аммиак, который поглотили 20,00 мл 0,1010М раствора НСl. На титрование избытка кислоты затратили 6,30 мл 0,1200М раствора NaOH. Вычислить массовую долю азота в муке.

7. Через 25,00 мл раствора соляной кислоты с титром 0,006970 г/мл пропущен газ, содержащий аммиак, на тирование остатка кислоты пошло 7,25 мл раствора NaOH. Определить массу аммиака, если на 25 мл кислоты расходуется 14 мл NaOH.

8. Какую навеску х.ч. NaNO₃ взяли для анализа по методу восстановления NO₃^- до NH₃, если выделившийся аммиак был поглощён 40,00 мл 0,1245н соляной кислоты и избыток кислоты оттитрован 22,40 мл 0,1002н NaOH?

9. Навеску 0,1032 г Na₂CO₃ обработали 50,00 мл 0,09496н HCl, избыток кислоты оттитровали 29,80 мл 0,1298н NaOH. Вычислить процентное содержание индифферентных примесей в образце.

10. В каком объёме соляной кислоты (Т_(HCl)=0,003814 г/мл) нужно растворить навеску 0,1234 г СаСО₃, чтобы на титрование избытка кислоты израсходовать 19,50 мл 0,1143н раствора NaOH?

11. Пробу соли аммония в 1,000 г. обработали избытком концентрированного раствора NаОН. Выделившийся аммиак был поглощен 50,00 мл. 1,0720 н. HСl. Избыток кислоты был оттитрован 25,40 мл. раствора NaOH (Т( NaOH) = 0,004120 г/мл). Вычислить процентное содержание индифферентных примесей в образце.

12. Сколько было металлического магния, если по растворении его в 50,00 мл 0,5200 н. раствора HСl на обратное титрование остатка HСl пошло 15,00 мл.0,2000 н. раствора NаОН?

13. Азот из навески 0,8880 г. органического вещества перевели в NH₃, который поглотили 0,1200 н. раствором Н₂SO₄ объемом 50,0 мл. Сколько процентов азота содержит органическое вещество, если на титрование избытка Н₂SO₄ пошло 12,00 мл. 0,09800 н. раствора NаОН?

14. Сколько было граммов СаСО₃, если после обработки навески его 50,0 мл. 0,2000 н. раствора НСl на титрование остатка НСl пошло 10,00 мл. раствора NаОН? Известно, что на титрование 25,00 мл. НСl идет 24,00 мл. раствора NаОН.

15. Для определения содержания NH₃ в техническом (NH₄)₂SO₄ навеску сульфата аммония (1,6160 г) растворили в мерной колбе на 250 мл. Из 25,00 мл полученного раствора выделили аммиак, который поглотили 40,00 мл 0,1020 н раствора H₂SO₄, а на обратное титрование оставшейся кислоты пошло 17,00 мл 0,09600 н раствора NaOH. Вычислить процентное содержание NH₃ в (NH₄)₂SO_4.