165884 (Количественный анализ), страница 2

Для измерения рН стеклянный электрод и электрод сравнения погружают сначала в буферный раствор с известным рН_ст (рН-стандарт) и настраивают рН-метр на величину рН этого раствора. Затем электроды промывают и переносят в исследуемый раствор с рН_x; при этом рН_х = рН_ст + [(Е_x - E_ст)F/2,303RT], где Е_х и E_ст-соответствующие потенциалы стеклянного электрода. Для удобства шкалу рН-метра градуируют в единицах рН и снабжают специальным устройством для контроля температуры раствора (чтобы регулировать величину 2,303RT).

Для градуирования стеклянного электрода в качестве рН-стандартов рекомендованы: насыщенный раствор тартрата К, 0,05 М раствор бифталата К, смесь 0,05 М раствора КН₂РО₄ и 0,025 М раствора Na₂HPO₄, смесь 0,008695 М раствора КН₂РО₃ и 0,03043 М раствора Na₂HPO₄, 0,01 М раствор Na₂B₄O₇. При 25°С величины рН этих Растворов равны 3,56; 4,01; 6,87; 7,41; 9,18 соответственно. Причем рН будет иметь одно и то же значение независимо от того, какой из рН-стандартов был взят при градуировке электрода.

Хотя измеренные рН-метром значения рН равны — lga_HзO+ только для очень разбавленных водных растворов, тем не менее эти величины служат полезной характеристикой кислотности растворов, в т.ч. и неводных. При замене воды неводным растворителем увеличивается электрическое сопротивление раствора, становится менее воспроизводимым потенциал электрода, поэтому рекомендуется рассматривать каждый растворитель как независимую систему с собственной шкалой кислотности, протяженность которой определяется величиной константы автопротолиза растворителя.

№73

Охарактеризуйте способы классификации хроматографического анализа

Решение

В основу общепринятых классификаций многочисленных хроматографических методов положены следующие признаки: агрегатное состояние подвижной и не подвижной фаз, механизм взаимодействия сорбент-сорбат, форма слоя сорбента (техника выполнения), цель хроматографирования.

По агрегатному состоянию фаз хроматографию разделяют на газовую и жидкостную. Газовая хроматография включает газожидкостную, жидкостногазотвердофазную, жидкостная – жидкостно-жидкостную, жидкостно-твердофазную и жидкостно-гелевую. Первое слово в названии метода характеризует агрегатное состояние подвижной фазы, второе – неподвижной.

По механизму взаимодействия сорбента и сорбата можно выделить несколько видов хроматографии: распределительная хроматография основана на различии в растворимости разделяемых веществ в неподвижной фазе (газожидкостная хроматография) или на различии в растворимости веществ в подвижной и неподвижной жидких фазах; ионообменная хроматография – на разной способности веществ к ионному обмену; адсорбционная хроматография - на различии в адсорбируемости веществ твердым сорбентом; эксклюзивная хроматография – на различии в размерах и формах молекул разделяемых веществ, аффинная хроматография - на специфических взаимодействиях, характерных для некоторых биологических и биохимических процессов. Существуют пары веществ, реагирующих в растворах с высокой избирательностью, например антитело и антиген, фермент и его субстрат или ингибитор, гормон и соответствующий рецептор, и т.п. Если одно из соединений пары удерживается ковалентной связью на носителе, то последний можно использовать для избирательного извлечения второго соединения пары.

Этими видами не исчерпываются все механизмы разделения, например существует осадочная хроматография, основанная на образовании отличающихся по растворимости осадков разделяемых веществ с сорбентом, адсорбционно-комплексообразовательная, основанная на образовании координационных соединений разной устойчивости в фазе или на поверхности сорбента, и др. Следует помнить, то классификация по механизму весьма условна: ее используют в том случае, если известен доминирующий механизм; часто процесс разделения протекает сразу по нескольким механизмам.

По технике выполнения выделяют колоночную хроматографию, когда разделение проводится в специальных колонках, и плоскостную хроматографию, когда разделение проводится на специальной бумаге(бумажная хроматография) или в тонком слое сорбента (тонкослойная хроматография).

По цели хроматографирования выделяют аналитическую хроматографию (качественный и количественный анализ); препаративную хроматографию (для получения веществ в чистом виде, для концентрирования и выделения микропримесей); промышленную (производственную) хроматографию для автоматического управления процессом (при этом целевой продукт из колонки поступает в датчик). Хроматографию широко используют для исследования растворов, каталитических процессов, кинетики химических процессов и т.п.

№49

Для определения содержания меди в латуни навеску последней в 0,1435 г растворили и после соответствующей обработки довели объем раствора до 50 мл. При снятии полярограммы полученного раствора высота волны оказалась равной 28 мм. Определите процентное содержание меди в анализируемом образце. Калибровочный график постройте по условию:

Дано: Найти: W(Cu)=?%

m_{(навески)}=0,1435 г

V_(р-ра)=50 мл

h=28 мм

Решение

1.Строим калибровочный график:

2. По калибровочному графику находим концентрацию раствора Cu²⁺ соответствующую длине волны 28 мм. C=1,68∙10^-3 г/мл.

3. находим содержание меди в 50 мл раствора:

m(Cu)=c∙V=1,68∙10^-3 г/мл∙50мл=0,084 г.

4. Находим массовую долю меди в латуни:

W(Cu)=

Ответ: W(Cu)=58,54%

№16

Рассчитать силу тока при электролизе 40 мл 0,0466 М раствора сульфата кадмия, необходимую для полного выделения металла из раствора в течение 30 мин. Выход по току 80%.

Дано: Найти: I=? А

V=40 мл

c_(CdSO4)=0,0466 М

ŋ=80%

t=30 мин

Решение

1. Находим количество вещества CdSO₄ в 40 мл раствора:

n=c∙V=0,0466 моль/л∙0,04 л=0,0019 моль

2. Находим массу CdSO₄ :

m=n∙M=0,0019 моль∙208,4 г/моль=0,388 г.

3. Находим массу CdSO₄,которая могла бы получиться в соответствии с законом Фарадея:

ŋ=

4. Находим силу тока:

Z - число эквивалентности = 2, так как для восстановления Cd из раствора потребуется 2 ē.

Ответ: I=0,25А.

№204

Сколько г хлора содержит исследуемый раствор NH₄Cl, если на титрование его затрачено 30 мл раствора AgNO₃, титр которого по хлору равен 0,003512 г/мл?

Дано: Найти: m(Cl₂) - ?

V_(AgNO3) =30 мл

T_(AgNO3/Cl) =0,003512 г/мл

NH₄Cl – исследуемый раствор

Решение

Найдем массу Cl₂ согласно формуле:

m(Cl₂)= T_(AgNO3/Cl) ∙ V_(AgNO3) = 30 мл ∙ 0,003512 г/мл=0,1054 г.

Ответ: m(Cl₂) =0,1054 г.

№ 231

К раствору 0,226 г вещества содержащего хлор, прибавили 30 мл раствора AgNO₃ концентрацией 0,1120 моль/л, а затем избыток серебра оттитровали 0,5 мл раствора NH₄Cl. Рассчитать процентное содержание хлора в растворе.

Дано: Найти: W(Сl₂)=?%

m(р-ра)=0,226 г

V_(AgNO3) =30 мл

V_(NH4Cl) = 0,5 мл

c=0,1120 моль/л

Решение

1. Из условий задачи видно, что определение велось методом обратного титрования (по остатку). Уравнения титрования:

1.Cl₂+2AgNO₃→2AgCl↓+2NO₃ ^–

n(1/2Cl₂)= n(AgNO₃)

2. AgNO₃+NH₄Cl→AgCl↓+NH₄NO₃

n(NH₄Cl)= n(AgNO₃)

Найдем n(NH₄Cl) =

Найдем n(AgNO₃) = 0.03 л ∙0,1120 моль/л=0,0034 моль

Найдем массу Сl^-

Найдем массовую долю хлора:

Ответ: W(Сl^-)=0.08%.

№177

К 3750 мл раствора HNO₃ c Т=0,005601 г/мл добавлено 3 мл HNO₃ плотностью 1,395. Чему равны Н,Т и поправочный коэффициент в расчете на раствор концентрации 0,1 моль/л?

Дано: Найти: Н=?, Т=?, k=?.

V¹_(HNO3)=3750 мл

T_(HNO3)=0,005601 г/мл

V²_(HNO3)=3 мл

ρ=1,395 г/см³

c_(HNO3)= 0,1 моль/л

Решение

1. Найдем титр полученного раствора с концентрацией 0,1 моль/л.

2. Найдем нормальность раствора HNO_3.

3. Найдем поправочный коэффициент k.

Для этого рассчитаем массу HNO₃ в исходном растворе HNO₃ и в добавленном.

m¹= ρ∙V=1,395г/мл∙3мл=4,185 г.

m²= Т∙V=0,005601 г/мл∙3750 мл=21,00375 г.

m_общ. =4,185 г+21,00375 г=25,1888 г.

V_общ. 3750 мл+3 мл=3753 мл.

Найдем Трасч..

Ответ:Н=0,1 моль/л; Т=0,0063 г/мл; k=0,94.