zadachnik_2016_g__-_modifitsirovannyi_774 (Л. Е. Романовская, Л. И. Федорина, Р. Д. Соловов - Учебно-методическое пособие "Титриметрический анализ"), страница 2

Вычисления при приготовлении растворов1.1.1. Решение типовых задачПример 1.1.1.1.Оцените объем раствора серной кислоты плотностью 1.10 кг/л ( =14.7 %), необходимый для приготовления 700 мл раствора серной кислотыс концентрацией 0.10 моль/л.Справочные данные: М(Н2SО4) = 98.08 г/моль.Дано: = 1.10 кг/л = 1100 г/л;  = 14.7 %V = 700 мл = 0.700 лС(Н2SО4) = 0.10 моль/лМ(Н2SО4) = 98.08 г/мольVX, мл = ?Решение:В растворе, который необходимо приготовить, содержитсяследующее количество моль вещества:(2 4 ) = (2 4 ) ∙ Это же количество вещества Н2SО4 содержится в исходном растворесерной кислоты объемом VX. ∙ ∙ (2 4) =;=(2 4 ) (24 ) (24 )Следовательно, ∙ ∙ (2 4 ) ∙ =(24 ) (24 ) ∙ ∙ (24 ) ==∙0.10 моль⁄л ∙ (700 ∙ 10−3) л ∙ 98.08 г⁄моль== 0.04246 л ≅ 42 мл1100 г⁄л ∙ (14.7 ∙ 10−2 )9Пример 1.1.1.2.Оцените массу навески карбоната натрия, которую необходимо взятьдля приготовления раствора с концентрацией 0.050 моль/л и объемом 250 мл.Справочные данные: M(Na2CO3) = 106.0 г/моль.Дано:V = 250 млC(Na2CO3) = 0.050 моль/лM(Na2CO3) = 106.0 г/мольm(Na2CO3), г = ?Решение:(2 3 ) = (2 3 ) ∙ (2 3 ) = (2 3 ) ∙ ∙ (2 3 ) == 0.050 моль⁄л ∙ (250 ∙ 10−3) л ∙ 106.0 г⁄моль = 1.325 г ≅ 1.3 гПример 1.1.1.3.Навеску декагидрата тетрабората натрия массой 3.7595 г растворилив мерной колбе вместимостью 200.0 мл.Вычислите С(Na2B4O7), С(1/2Na2B4O7) и T(Na2B4O7) в полученномрастворе.Справочные данные: М(Na2B4O7∙10H2O) = 381.4 г/моль; М(Na2B4O7) =201.4 г/моль.Дано:mнавески = 3.7595 гVК = 200.0 млМ(Na2B4O7∙10H2O) = 381.4 г/мольМ(Na2B4O7) = 201.4 г/мольС(Na2B4O7), [моль/л] = ?С(1/2Na2B4O7), [моль/л] = ?T(Na2B4O7), [мг/мл] = ?Решение:Отметим, что(2 4 7 ∙ 102 ) = (2 4 7 )10(2 4 7 ∙ 102 ) =навески(2 47 ∙ 102)Тогда (2 47 ) =навески=(2 4 7 ∙ 102 ) ∙ 3.7595 г= 0.0492855 моль⁄л ≅ 0.04929 моль⁄лг−3381.4 ⁄моль ∙ (200.0 ∙ 10 ) лнавески (½2 47 ) ==(½2 4 7 ∙ 102 ) ∙ 3.7595 г== 0.098571054 моль⁄л ≅г−3½ ∙ 381.4 ⁄моль ∙ (200.0 ∙ 10 ) л≅ 0.09857 моль⁄л(2 4 7 )(2 47 ) =(2 4 7 ∙ 102 ) (2 4 7 )=(2 4 7 ∙ 102 ) (2 4 7 )навески ∙ (2 4 7 )(2 4 7 ) = (2 47 ∙ 102)навески ∙ (2 4 7 )3.7595 г ∙ 201.4 г⁄моль(2 47 ) ===(2 4 7 ∙ 102 ) ∙ 381.4 г⁄моль ∙ 200.0 мл= 0.00992611 г⁄мл ≅ 0.009926 г⁄мл=1.1.2.

Задания для самостоятельного решенияВсе справочные данные приведены в конце данного пособия.1.Оцените объем раствора серной кислоты ( = 1.835 кг/л) с массовойдолей H2SO4 равной 95.72%, который необходимо взять дляприготовления 500 мл 1.0 моль/л раствора этой кислоты.2.Оцените объем раствора серной кислоты ( = 1.835 кг/л,  = 95.72 %),который необходимо взять для приготовления 1.0 л раствора кислотыс молярной концентрацией эквивалента равной 0.20 моль/л.3.Имеется раствор хлороводородной кислоты с концентрацией 0.160моль/л и объемом 1200 мл. Оцените объем (мл) растворахлороводородной кислоты ( = 1.19 кг/л,  = 38.32 %), который11необходимо добавить к исходному раствору, чтобы получить растворНСl с концентрацией 0.20 моль/л.4.К раствору хлороводородной кислоты ( = 1.10 кг/л,  = 20.39 %)объемом 75 мл прибавили 825 мл дистиллированной воды. Оценитеконцентрацию полученного раствора (моль/л).5.Какой объем раствора серной кислоты ( = 95.7%, 1 = 1.855 кг/л)необходимо взять для приготовления раствора с  = 25.2% (2 = 1.180кг/л) серной кислоты объемом 0.50 л?6.Оцените объем раствора хлороводородной кислоты плотностью 1.10кг/л,  = 20.39 %, который необходимо взять для приготовления 500 мл0.10 моль/л раствора.7.Какой объем раствора азотной кислоты плотностью 1.10 кг/л ( = 17.58%) следует взять для приготовления 1.00 л 0.10 моль/л раствора?8.Какой объем раствора серной кислоты плотностью 1.10 кг/л ( = 14.73%) необходимо взять для приготовления 600 мл раствора с молярнойконцентрацией эквивалента 0.050 моль/л?9.Оцените объем раствора хлороводородной кислоты с массовой долей30.1% ( = 1.150 кг/л), который необходимо взять для приготовления500 мл раствора с T(HCl) = 0.00365 г/мл.10.Оцените объем раствора азотной кислоты с массовой долей 21.5% (= 1.125 кг/л), который необходимо взять для приготовления 750 млраствора с T(HNO3) = 0.00630 г/мл.11.Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей 21.4% ( =1.150 кг/л) необходимо взять для приготовления 600 мл раствора сT(H2SO4) = 0.00490 г/мл.12.Оцените объем раствора хлороводородной кислоты с концентрацией0.125 моль/л и объем воды, которые необходимо взять дляприготовления 500 мл раствора кислоты с концентрацией 0.10 моль/л.13.Оцените объем раствора хлорной кислоты с концентрацией 0.35 моль/л,который необходимо прибавить к раствору этой кислоты сконцентрацией 0.080 моль/л и объемом 500 мл, чтобы получить растворс концентрацией 0.10 моль/л.1214.До какого объема следует разбавить 0.50 л 0.20 моль/л раствора азотнойкислоты, чтобы получить раствор с титром азотной кислоты равным0.00630 г/мл?15.Какую массу навески химически чистого К2CO3 необходимо взять дляприготовления раствора с С(½К2CO3) = 0.10 моль/л объемом 250 мл?16.Оцените массу навески Na2CO3·10H2O, необходимую дляприготовления раствора с С(½Na2CO3) = 0.055 моль/л объемом 500 мл.17.Оцените массу навески (г) КНCO3, необходимую для приготовленияраствора с С(НCO3–) = 0.10 моль/л объемом 500 мл.18.Оцените массу навески Li2CO3, необходимую для приготовленияраствора с С(½Li2CO3) = 0.020 моль/л объемом 250 мл.19.Оцените массу навески (г) Li2CO3, необходимую для приготовленияраствора с С(Li2CO3) = 0.025 моль/л объемом 500 мл.20.Молярная концентрация эквивалента раствора серной кислоты равна0.1000 моль/л.

Вычислите молярную концентрацию и титр этогораствора.21.Вычислите молярную концентрацию и молярную концентрациюэквивалента в растворе тетрабората натрия, полученном растворениемнавески Na2B4O7·10H2O массой 9.5575 г в мерной колбевместимостью 500.0 мл.22.Вычислите молярную концентрацию эквивалента и титр раствора,полученного растворением навески Na2B4O7·10H2O массой 3.4865 г вмерной колбе вместимостью 200.0 мл.23.Вычислите С(½Na2CO3) в растворе, полученном растворениемхимически чистого карбоната натрия массой 2.5518 г в мерной колбевместимостью 250.0 мл.24.Вычислите С(½Na2CO3) в растворе, полученном растворениемнавески Na2CO3·10H2O массой 6.1748 г в мерной колбе вместимостью500.0 мл.25.Вычислите С(CO32–) в растворе, полученном растворением навескиК2CO3 массой 1.5865 г в мерной колбе вместимостью 200.0 мл.1326.Вычислите С(½CO32–) в растворе, полученном растворением навескиLi2CO3 массой 0.2125 г в мерной колбе вместимостью 250.0 мл.27.Вычислите С(½B4O72–) в растворе, полученном при растворениинавески Na2B4O7·10H2O массой 5.1585 г в мерной колбевместимостью 250.0 мл.28.Вычислите молярную концентрацию и титр раствора карбонатанатрия, полученного растворением химически чистого карбонатанатрия массой 2.5000 г в мерной колбе вместимостью 500.0 мл.29.Вычислите С(Li+) в растворе, полученном растворением навескиLi2CO3 массой 0.1000 г в мерной колбе вместимостью 250.0 мл.30.Вычислите С(Na+) в растворе, полученном растворением химическичистого карбоната натрия массой 5.3540 г в мерной колбевместимостью 500.0 мл.1.2.

Расчет концентраций [H3O+] и pH в растворах кислот и основанийс различной степенью оттитрованности1.2.1. Решение типовых задачВ примерах данного типа будут использоваться формулы для расчетаравновесных концентраций различных частиц в разные моменты процессатитрования. Приведем данные формулы ниже (табл. 1.1), а вывод каждойиз них рекомендуется провести самостоятельно. + = + 0 ∙ =∙ 0 ∙ 1 == + 01+ ∙ 0∙ 14Таблица 1.1τ[X][T][P]00––0<τ<10 ∙ (1 − ) ∙ –τ=1––τ>1– 0∙ ∙ ( − 1) ∙ 0∙ ∙ ∙ 0∙ ∙ 0∙ ∙ Пример 1.2.1.1.В ходе титрования к 10.00 мл раствора гидроксидаконцентрацией C0(Ba(OH)2) = 0.050 моль/л добавили 16.40 млхлорной кислоты с концентрацией C0(HClO4) = 0.09565 моль/л.Напишите уравнение титриметрической реакции и укажитепреобладающиевтитруемомрастворе.Рассчитайте+оттитрованности, [H3O ] и рН титруемого раствора.Дано:X  Ba(OH)2C0(Ba(OH)2) = 0.050 моль/л; VХ = 10.00 млT  HClO4C0(HClO4) = 0.09565 моль/л; VT = 16.40 млτ = ?; [H3O+] = ?; pH = ?Решение:Уравнение титриметрической реакции( )2 + 24 = (4 )2 + 22или в ионной форме: − + 3 + = 22 Отметим, чтоэкв.

(4 ) = 1; экв. (( )2) = ½бария срастворачастицы,степень15Тогда 0( ( )2 )0.050 моль⁄л====экв. ( ( )2)½= 0.10 моль⁄лРассчитаем степень оттитрованности, округлив результат до двухзнаков после запятой:0(3 + ) ∙ 0(4 ) ∙ 0.09565 моль⁄л ∙ 16.40 мл= 0= 0==0.10 моль⁄л ∙ 10.00 мл ( − ) ∙ (½ ( )2) ∙ = 1.5687 ≅ 1.57Раствор при степени оттитрованности τ > 1 называетсяперетитрованным. В таком растворе преобладают частицы избыточнодобавленного титранта, продукты реакции и растворитель:«Состав раствора»: H3O+; Ba2+; ClO4–; H2OУкажем частицы, которые однозначно определяют рН раствора, инайдем значение [H3O+] и рН:рН-определяющие частицы: H3O+[3 + ] = []>1 = 0(½( )2 ) ∙ ( − 1) ∙ == 0.10 моль⁄л ∙ (1.57 − 1) ∙ 0.3788 = 2.16 ∙ 10−2 моль⁄л10.00 мл === 0.3788 + 10.00 мл + 16.40 мл = −([3 + ]) = −(2.16 ∙ 10−2 ) = 1.670( − )0(½( )2 )Пример 1.2.1.2.В ходе титрования к 15.00 мл раствора уксусной кислоты сконцентрацией C0X(CH3COOH) = 0.10 моль/л добавили 12.25 мл растворагидроксида натрия с концентрацией C0T(NaOH) = 0.1041 моль/л.Напишите уравнение титриметрической реакции и укажите частицы,преобладающиевтитруемомрастворе.Рассчитайтестепеньоттитрованности, [H3O+] и рН титруемого раствора.Справочные данные: KA(CH3COOH) = 1.75·10–5.16Дано:X  CH3COOHC0(CH3COOH) = 0.10 моль/л; VХ = 15.00 млT  NaOHC0(NaOH) = 0.1041 моль/л; VT = 12.25 млKA(CH3COOH) = 1.75·10–5τ = ?; [H3O+] = ?; pH = ?Решение:Уравнение титриметрической реакции3 + = 3 + 2или в ионной форме:3 + − = 3 − + 2 экв.