Для студентов МГУ им. Ломоносова по предмету Аналитическая химияИДЗ № 1 -12 - Аналитическая химия - 2020ИДЗ № 1 -12 - Аналитическая химия - 2020
2021-09-212021-09-21СтудИзба
Ответы: ИДЗ № 1 -12 - Аналитическая химия - 2020
Описание
Содержание, условия:
ИДЗ-1
РАВНОВЕСИЕ В ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМАХ
Задание 1. Расчет рН растворов сильных и слабых электролитов, буферных растворов
Рассчитайте pH раствора, полученного смешением 70 см3 0,2 н. раствора аммиака и 30 см3 0,4 н. раствора соляной кислоты.
Задание 2. Гидролиз. Расчет константы и степени гидролиза, определение рН растворов гидролизующихся солей
Напишите в молекулярной и ионно-молекулярной формах уравнениереакций гидролиза заданной соли (см. вариант в таблице). Вычислите константу, степень гидролиза соли (по первой ступени) раствора, если навеска соли была растворена в мерной колбе емкостью (см табл.). Не прибегая к расчетам, объясните, как изменится степень гидролиза раствора данной соли при добавлении сильного электролита? В какую сторону будет сдвигаться равновесие реакции гидролиза?
Таблица вариантов
Приложение 1
Константы ионизации Ка и рК слабых электролитов
Приложение 2
Плотности водных растворов кислот, щелочей и аммиака при 20оС
ИДЗ-2
Равновесие в системе осадок - насыщенный раствор
Вариант 14
ПРИЛОЖЕНИЕ
В водных растворах коэффициент активности зависит от концентрации и валентности всех присутствующих ионов. Для характеристики этой зависимости введено понятие ионная сила (I). Ионная сила раствора равна полусумме произведения концентраций всех присутствующих в растворе ионов на квадраты их зарядов:
Чем больше ионная сила раствора, тем меньше коэффициент активности каждого иона и меньше его активная концентрация.
Коэффициент активности находят по табличным данным или по формуле Дебая — Хюккеля:
Для разбавленных растворов (0,01—0,05 н) – по упрощенной формуле:
С увеличением ионной силы растворов коэффициенты активности ионов уменьшаются. Однако в достаточно разбавленных растворах с одинаковой ионной силой у равнозарядных ионов они имеют близкие значения.
Средние значения коэффициентов активности ионов для ионов с различными величинами заряда показаны в табл. 1.
В разбавленных растворах слабых электролитов, имеющих малые степени диссоциации, коэффициенты активности ионов близки к единице. Свойства этих растворов определяются действительными концентрациями ионов. Однако у слабых электролитов в присутствии сильных коэффициенты активности ионов становятся меньше единицы, а поведение ионов характеризуется активностями.
Таблица 1. Коэффициенты активности fi различных ионов (приближенные значения)
Таблица 2. Произведения растворимости малорастворимых сильных электролитов при комнатной температуре
ИДЗ–3
Тема: «ОСНОВЫ КАЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА»
1. Чувствительность аналитической реакции
Предельная концентрация ионов меди(П), обнаруживаемая с купроном, составляет 2,0 × 10–6 г/мл, а минимальный объем раствора равен 0,050 мл. Вычислить предел обнаружения ионов меди(II) для данной реакции и молярную концентрацию данного раствора.
Задание 2.1. Запишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций обнаружения указанных ионов (см. вариант в табл. 2.1). Укажите качественный признак реакции.
Таблица 2.1
Задание 2.2. Кислотно-основная классификация катионов и систематический ход анализа смеси катионов.
В чем заключается сущность систематического хода анализа катионов?
Раствор содержит смесь катионов (см. вариант табл. 2.2). Укажите аналитическую группу катионов, групповой реагент составьте схему их разделения, выделив все катионы (кроме I аналитической группы) в виде осадка.
Таблица 2.2
ИДЗ-4
РАСЧЕТЫ В ГРАВИМЕТРИЧЕСКОМ (ВЕСОВОМ) МЕТОДЕ АНАЛИЗА»
А. Вычислить фактор пересчета
Б. Расчет содержания определяемого вещества и навески
СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРА
Какой объем 0,01 н. раствора сульфата железа(II) можно приготовить из 80 см3 35 %-го его раствора с плотностью 1,38 г/см3? Определите титр 0,01 н. раствора сульфата железа(II).
ИДЗ-6
МЕТОД КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО ТИТРОВАНИЯ
Примеры решения задач
При решении задач предлагается алгоритмическое предписание.
Решение
Мэкв ( Н2С2О4·2Н2О) =
т (Н2С2О4·2Н2О) =
6. Массовая доля Н2С2О4·2Н2О равна
Задача 2. Образец технического оксида магния массой 0,1535 г растворили в 40 см3 НСl с Т = 0,003646 г/см3. Избыток НСl оттитроваlли 5,50 см3 раствором NaOH с Т = 0,00404 г/см3. Вычислите массовую долю MgO в образце.
Решение
Мэкв (NaOH) = М (NaOH)/1= 40,0 г/моль;
Мэкв(НС1) = М(НС1)/1= 36,46 г/моль.
Сэк(NaOH) = 1000·Т(NaOH)/ Мэкв (NaOH) = 1000·0,00404/40 = 0,1 моль/л
Сэк(НС1) = 1000·Т(НС1)/ Мэкв(НС1) = 1000·0,003646/36,46 = 0,1 моль/л.
5. Выразим количество эквивалентов MgO как
n’экв (MgO) = n экв(HCl) – nэкв (NaOH) =
6. Найдем массу MgO:
Мэкв(MgO) = M(MgO)/2 = 40,305/2 = 20,153 г/мольб
m(MgO) = nэкв(MgO)·Mэкв(MgO);
m(MgO) = () Mэкв(MgO),
m(MgO) =
7. Массовая доля MgO в образце руды:
Задание 1. Решете задачу самостоятельно
Задание 2. Рассчитайте pH водных растворов:
а) раствор индивидуального вещества; б) раствор смеси веществ (А + В); в) буферный раствор (А + В).
Указаны молярные концентрации растворов. Принять объемы веществ в смесях равными. Необходимые константы диссоциаций взять из таблицы 1.
ИДЗ 7
Задание Рассчитайте и постройте кривую титрования
Определите концентрацию ионов водорода и рН для точек 0; 10; 50; 75; 90; 99; 99,9; 100 и 100,1; 101 и 110% прибавленного титранта. Определите пределы скачка титрования и подберите не менее двух индикаторов для этого титрования (см прилож. 3).
ИДЗ-8 Окислительно-восстановительное титрование
Вариант 14
1. Вычислите эквивалентные массы окислителей и восстановителей при следующих превращениях:
а) Cr2(SO4)2 → H2Cr2O7;
б) Br2 → NaBrO3.
2. Сколько граммов (NH4)2C2O4 следует взять для приготовления 200 мл 0,2 н раствора?
3. К 25,0 мл 0,0600 моль/л раствора сульфата железа(II) прибавили: а) 5,0 мл; 6) 10,0 мл; в) 12,0 мл раствора перманганата калия с молярной концентрацией 0,0300 моль/л. Рассчитать реальные окислительно-восстановительные потенциалы полученных растворов, если концентрация ионов водорода в этих растворах равна 1 моль/л.
Приложение 1
Условные стандартные окислительно-восстановительные потенциалы некоторых редокс-пар (25°С)
Условные обозначения: ¯ - насыщенный раствор в присутствии твердого или жидкого вещества;
- раствор, насыщенный газом при 101,3 кПа
ИДЗ-8
МЕТОДЫ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ТИТРОВАНИЯ
Задание 1. Перманганатометрия
К 25 см3 раствора хлорида кальция прибавили 40 см3 0,1005 н. раствора оксалата аммония, полученный осадок отфильтровали, а избыток оксалата аммония оттитровали перманганатом калия, затратив 15 см3 0,02 н. этого раствора. Определите массу хлорида кальция.
Задание 2. Дихроматометрия. Иодометрия
14. Из 1,45 г технического сульфита натрия приготовили 200 см3 его раствора. На титрование 20 см3 этого раствора пошло 16,2 см3 0,124 н. раствора йода. Рассчитайте массовую долю (%) чистого сульфита натрия в техническом образце.
ИДЗ 10
МЕТОД КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ. ТРИЛОНОМЕТРИЯ
ИДЗ-11
МЕТОДЫ ОСАДИТЕЛЬНОГО ТИТРОВАНИЯ. АРГЕНТОМЕТРИЯ. ТИОЦИАНОМЕТРИЯ. МЕРКУРОМЕТРИЯ
ИДЗ-12
ФИЗИКО–ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Концентрация стандартного раствора никеля 0,10 мг/см3.
Относительная оптическая плотность исследуемого раствора оказалась равной 0,20.
Рассчитайте условный реальный потенциал ХСЭ при комнатной температуре, если концентрация хлорида калия равна 0,100 моль/дм3, коэффициент активности хлорид-ионов f(C1-) = = 0,755, условный стандартный потенциал рассматриваемого электрода равен 0,222 В.
ИДЗ-1
РАВНОВЕСИЕ В ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМАХ
Задание 1. Расчет рН растворов сильных и слабых электролитов, буферных растворов
Рассчитайте pH раствора, полученного смешением 70 см3 0,2 н. раствора аммиака и 30 см3 0,4 н. раствора соляной кислоты.
Задание 2. Гидролиз. Расчет константы и степени гидролиза, определение рН растворов гидролизующихся солей
Напишите в молекулярной и ионно-молекулярной формах уравнениереакций гидролиза заданной соли (см. вариант в таблице). Вычислите константу, степень гидролиза соли (по первой ступени) раствора, если навеска соли была растворена в мерной колбе емкостью (см табл.). Не прибегая к расчетам, объясните, как изменится степень гидролиза раствора данной соли при добавлении сильного электролита? В какую сторону будет сдвигаться равновесие реакции гидролиза?
Таблица вариантов
Номер варианта | Раствор соли | Добавленный электролит | ||
Формула | Масса соли | Объем мерной колбы, см3 | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
1 | АlС13 | 6,668 | 250 | a) FeCl3; б) NaCl |
2 | МnС12 | 15,73 | 500 | a) Na2CO3; б) НС1 |
3 | А1Вr3 | 13,335 | 250 | а) КС1; б) СuС12 |
4 | CuCl2 | 3,36 | 200 | a) Pb(NO3)2; б) NaCl |
5 | К2СО3 | 1,38 | 200 | a) Cul2; б) NaOH |
6 | К3РО4 | 1,005 | 50 | a) FeCl3; б) NaCl |
7 | Na2S | 1,4625 | 750 | а) А1С13; б) Na2CO3 |
8 | Pb(NO3)3 | 3,31 | 100 | а) НС1; б) Na2S |
9 | К3ВО3 | 13,7 | 250 | a) Na2SO3; б) КВr |
10 | Na2CrO4 | 48,6 | 250 | а) НС1; б) Na2SO3 |
11 | Li2SO3 | 12,6 | 500 | a) KF; б) Na2S |
12 | Ni(NO3)2 | 1,827 | 25 | a) ZnCl2; б) NH4CH3COO |
13 | K2C2O4 | 4,15 | 250 | a) NiCl2; б) NaNO3 |
14 | CrCl3 | 5,54 | 200 | а) МпСl2; б) Na2CO3 |
15 | SnCl2 | 4,55 | 400 | a) SnCl4; б) NaHCO3 |
| | | | |
Приложение 1
Константы ионизации Ка и рК слабых электролитов
Электролит | Ка | рК | Электролит | Ка | рК |
HNO2 | 5,13·10-4 | 3,29 | NH | 1,8·10–5 | 4,74 |
HCN | 6,2·10–10 | 9,21 | Ве(ОН)2 | K2 5·10–11 | 10,3 |
H2S | К1 1,0·10–7 | 6,99 | Hg(OH)2 | K1 4·10-12 | 11,4 |
К2 1,3 10–13 | 12,89 | K2 5·10-11 | 10,3 | ||
H2SiO3 | K1 2,2·10–10 | 9,66 | Zn(OH)2 | K1 4,4·10–5 | 4,36 |
К2 1,6·10–12 | 11,8 | K2 1,5·10-9 | 8,82 | ||
Н3ВО3 | К1 7,3·10–10‘ | 9,14 | А1(ОН)3 | K1 7,4·10–9 | 8,13 |
К2 1,8·10–13 | 11,75 | K2 2,1·10–9 | 8,68 | ||
К3 1,6·10–14 | 13,85 | K3 1,4·10–9 | 8,85 | ||
H2SeO3 | К1 2,4·10–3 | 2,62 | Рb(ОН)2 | K1 5·10–4 | 3,3 |
К2 4 ,8·10–9 | 8,32 | K2 1,4·10–8 | 7,85 | ||
С6Н5СООН | 6,3 10–5 | 4,52 | Mg(OH)2 | K2 2,5·10–3 | 2,6 |
НСООН | 1,8·10–4 | 3,75 | Cu(OH)2 | K2 3,4·10–7 | 6,47 |
СН3СООН | 1,74·10–5 | 4,76 | Mn(OH)2 | K2 3,9·10–4 | 3,41 |
Н2С2O4 | К1 5,6·10–2 | 1,25 | Fe(OH)2 | K1 1,2·10–2 | 1,92 |
К2 5,4·10–5 | 4,27 | K2 1,3·10–4 | 3,89 | ||
Н2СОз | К1 4,5·10–7 | 6,35 | Fe(OH)3 | K2 1,8·10–11 | 10,74 |
К2 4,8·10–11 | 10,32 | K3 1,4·10-12 | 11,85 | ||
HClO | 5·10–8 | 7,3 | Ni(OH)2 | K2 2,5·10–5 | 4,6 |
Н2СrO4 | К1 1,1·10–1 | 0,98 | Cd(OH)2 | K1 8,1·10–4 | 3,09 |
К2 3,2·10–7 | 6,5 | K2 4,2·10–7 | 6,38 | ||
НIO | 2,3·10-11 | 10,64 | Cr(OH)2 | K2 4 10–8 | 7,4 |
Н2МnO4 | К2 7,1·10–11 | 10,15 | Cr(OH)3 | K3 ~10-10 | 10 |
Н3РO4 | К1 7,1·10–3 | 2,15 | Co(OH)2 | K1 7,9·10–5 | 4,1 |
К2 6,2·10–8 | 7,21 | K2 8,9·10–6 | 5,05 | ||
К3 4,2·10–13 | 12,38 | ||||
H2SO3 | К1 1,4·10–2 | 1,85 | Sn(OH)2 | K2 1·10-12 | 12 |
К2 6,3·10-8 | 7,2 | ||||
H2O2 | К1 2·10–12 | 11,7 | AgOH | 1,1·10–4 | 3,96 |
Приложение 2
Плотности водных растворов кислот, щелочей и аммиака при 20оС
Массовая доля, w, % | Плотности растворов, r, г/см3 | |||||
H2SO4 | HNO3 | HCl | NaOH | KOH | NH3·H2O | |
2 | 1,012 | 1,009 | 1,008 | 1,021 | 1,016 | 0,99 |
4 | 1,025 | 1,02 | 1,018 | 1,043 | 1,033 | 0,981 |
6 | 1,038 | 1,031 | 1,023 | 1,65 | 1,048 | 0,973 |
8 | 1,052 | 1,043 | 1,038 | 1,087 | 1,065 | 0,965 |
10 | 1,066 | 1,054 | 1,047 | 1,109 | 1,082 | 0,958 |
12 | 1,08 | 1,066 | 1,057 | 1,131 | 1,1 | 0,95 |
14 | 1,095 | 1,078 | 1,069 | 1,153 | 1,118 | 0,943 |
16 | 1,109 | 1,09 | 1,078 | 1,175 | 1,148 | 0,936 |
18 | 1,124 | 1,103 | 1,088 | 1,197 | 1,173 | 0,93 |
20 | 1,139 | 1,115 | 1,098 | 1,219 | 1,188 | 0,923 |
22 | 1,155 | 1,128 | 1,108 | 1,241 | 1,207 | 0,916 |
24 | 1,17 | 1,14 | 1,119 | 1,263 | 1,237 | 0,91 |
26 | 1,186 | 1,153 | 1,129 | 1,285 | 1,255 | 0,904 |
28 | 1,202 | 1,167 | 1,139 | 1,306 | 1,267 | 0,898 |
30 | 1,219 | 1,18 | 1,149 | 1,328 | 1,287 | 0,892 |
32 | 1,235 | 1,193 | 1,159 | 1,349 | 1,31 | 0,886 |
34 | 1,252 | 1,207 | 1,169 | 1,37 | 1,33 | 0,88 |
36 | 1,268 | 1,221 | 1,179 | 1,39 | 1,357 | |
38 | 1,286 | 1,234 | 1,189 | 1,41 | 1,372 | |
40 | 1,303 | 1,246 | 1,198 | 1,43 | 1,396 |
ИДЗ-2
Равновесие в системе осадок - насыщенный раствор
Вариант 14
- Чему равна активность ионов калия в 0,010 моль/л растворе калия гексацианоферрата(П)?
- Рассчитать произведение растворимости фосфата алюминия, если в 200 мл его насыщенного раствора содержится 1,85 × 10–8 г соли.
- Образуется ли осадок фосфата цинка при смешивании равных
объемов 0,005 моль/л раствора нитрата цинка и 0,003 моль/л раствора
фосфата калия? - Сколько граммов кадмия содержится в 500 мл насыщенного раствора свежеосажденного гидроксида кадмия, если концентрация гидроксида калия в этом растворе равна 1,0 · 10-4 моль/л?
ПРИЛОЖЕНИЕ
В водных растворах коэффициент активности зависит от концентрации и валентности всех присутствующих ионов. Для характеристики этой зависимости введено понятие ионная сила (I). Ионная сила раствора равна полусумме произведения концентраций всех присутствующих в растворе ионов на квадраты их зарядов:
Чем больше ионная сила раствора, тем меньше коэффициент активности каждого иона и меньше его активная концентрация.
Коэффициент активности находят по табличным данным или по формуле Дебая — Хюккеля:
Для разбавленных растворов (0,01—0,05 н) – по упрощенной формуле:
С увеличением ионной силы растворов коэффициенты активности ионов уменьшаются. Однако в достаточно разбавленных растворах с одинаковой ионной силой у равнозарядных ионов они имеют близкие значения.
Средние значения коэффициентов активности ионов для ионов с различными величинами заряда показаны в табл. 1.
В разбавленных растворах слабых электролитов, имеющих малые степени диссоциации, коэффициенты активности ионов близки к единице. Свойства этих растворов определяются действительными концентрациями ионов. Однако у слабых электролитов в присутствии сильных коэффициенты активности ионов становятся меньше единицы, а поведение ионов характеризуется активностями.
Таблица 1. Коэффициенты активности fi различных ионов (приближенные значения)
I | fi при zi | I | fi при zi | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4 | ||
0,0001 | 0,99 | 0,95 | 0,90 | 0,83 | 0,1 | 0,81 | 0,44 | 0,16 | 0,04 |
0,0002 | 0,98 | 0,94 | 0,87 | 0,77 | 0,2 | 0,80 | 0,41 | 0,14 | 0,03 |
0,0005 | 0,97 | 0,90 | 0,80 | 0,67 | 0,3 | 0,81 | 0,42 | 0,14 | 0,03 |
0,001 | 0,96 | 0,86 | 0,73 | 0,56 | 0,4 | 0,82 | 0,45 | 0,17 | 0,04 |
0,002 | 0,95 | 0,81 | 0,64 | 0,45 | 0,5 | 0,84 | 0,50 | 0,21 | 0,06 |
0,0025 | 0,95 | 0,81 | 0,63 | 0,44 | 0,6 | 0,87 | 0,56 | 0,27 | 0,01 |
0,005 | 0,93 | 0,74 | 0,52 | 0,33 | 0,7 | 0,89 | 0,63 | 0,36 | 0,16 |
0,01 | 0,90 | 0,67 | 0,42 | 0,23 | 0,8 | 0,92 | 0,72 | 0,48 | 0,27 |
0,025 | 0,86 | 0,56 | 0,29 | 0,13 | 0,9 | 0,96 | 0,83 | 0,66 | 0,48 |
0,05 | 0,84 | 0,50 | 0,21 | 0,06 | 1,0 | 0,99 | 0,96 | 0,91 | 0,85 |
Таблица 2. Произведения растворимости малорастворимых сильных электролитов при комнатной температуре
Формула вещества | Ks° | Формула вещества | Ks° |
Ag3AsO3 | 1,0×10–17 | AuI3 | 1,0×10–46 |
Ag3AsO4 | 1,0 ×10–22 | BaCO3 | 4,0 ×10–10 |
AgBr | 5,3 ×10–13 | BaC2O4 | 1,1×10–7 |
Ag2C2O4 | 3,5 ×10–11 | BaCrO4 | 1,2×10–10 |
AgCl | 1,78×10–10 | Ва(IO3)2 | 1,5×10–9 |
Ag2CrO4 | 1,1×10–12 | Ba3(PO4)2 | 6,0×10–39 |
AgI | 8,3×10–17 | BaSO4 | 1,1 ×10–10 |
Ag3PO4 | 1,3×10–20 | Bi2(C2O4)3 | 4, ×10–36 |
Ag2S | 6,3 ×10–50 | BiI3 | 8,1×10–19 |
AgSCN | 1,1×10–12 | BiPO4 | 1,3 ×10–23 |
Al(OH) з | 3,2×10–34 | MgNH4PO4 | 2,5×10–13 |
Bi2S3 | 1,0 ×10–97 | Mg(OH) 2 | 6,0×10–10 |
CaCO3 | 3,8 ×10–9 | NiC2O4 | 4,0×10–10 |
CaC2O4 | 2,3 ×10–9 | Ni(OH) 2 | 2,0×10–15 |
СаСrO4 | 7,1 ×10–4 | Pb3(AsO4) 2 | 4,1 ×10–36 |
CaF2 | 4,0 ×10–11 | PbCl2 | 1,6×10–5 |
Ca3(PO4)2 | 2,0 ×10–29 | PbCrO4 | 1,8×10–14 |
CaSO3 | 3,2×10–7 | PbI2 | 1,1 ×10–9 |
CaSO4 | 2,5 ×10–5 | Рb(IO3)2 | 2,6×10–13 |
CdC2O4 | 1,5 ×10–8 | PbS | 2,5×10–27 |
CdCO3 | 1,0 ×10–12 | PbSO4 | 1,6×10–8 |
Cd(OH)2 | 2,2×10–14 | SrCO3 | 1,1 ×10–10 |
CdS | 1,6 ×10–28 | SrCrO4 | 3,6×10–5 |
Co3(AsO4) 2 | 7,6×10–29 | SrSO3 | 4,0×10–8 |
СоСO3 | 1,05×10–10 | SrSO4 | 3,2×10–7 |
CuC2O4 | 3,0×10–9 | ZnC2O4 | 2,75×10–8 |
CuCrO4 | 3,6×10–6 | ZnCO3 | 1,45×10–11 |
Cu2[Fe(CN) 6] | 1,3×10–16 | Zn(OH)2 | 1,4 ×10–17 |
CuI | 1,1×10–12 | Zn3(PO4)2 | 9,1 ×10–33 |
Cu(OH)2 | 8,3×10–20 | ZnS | 1,6×10–24 |
Fe(OH)3 | 3,2×10–40 | ||
FePO4 | 1,3×10–22 |
ИДЗ–3
Тема: «ОСНОВЫ КАЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА»
1. Чувствительность аналитической реакции
Предельная концентрация ионов меди(П), обнаруживаемая с купроном, составляет 2,0 × 10–6 г/мл, а минимальный объем раствора равен 0,050 мл. Вычислить предел обнаружения ионов меди(II) для данной реакции и молярную концентрацию данного раствора.
- Качественный анализ
Задание 2.1. Запишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций обнаружения указанных ионов (см. вариант в табл. 2.1). Укажите качественный признак реакции.
Таблица 2.1
Номер варианта | Ионы | Номер варианта | Ионы |
1 | NH4+, Pb2+ | 8 | K+, Fe3+ |
2 | K+, Ni2+ | 9 | Cr3+, Pb2+ |
3 | Fe2+, Cl– | 10 | NO3–, Cu2+ |
4 | Fe3+, Co2+ | 11 | Fe2+, Fe3+ |
5 | Cu2+, SO42– | 12 | K+, Cl– |
6 | CH3COO–, Mn2+ | 13 | Co2+, Ni2+ |
7 | Co2+, NH4+ | 14 | Pb2+, SO42– |
Задание 2.2. Кислотно-основная классификация катионов и систематический ход анализа смеси катионов.
В чем заключается сущность систематического хода анализа катионов?
Раствор содержит смесь катионов (см. вариант табл. 2.2). Укажите аналитическую группу катионов, групповой реагент составьте схему их разделения, выделив все катионы (кроме I аналитической группы) в виде осадка.
Таблица 2.2
Номер варианта | Ионы | Номер варианта | Ионы |
1 | Mn2+, Al3+, Cu2+ | 11 | Ag+, Fe3+, Cr3+ |
2 | NH4+, Cu2+, Sn2+ | 12 | Ba2+, Al3+, Mg2+ |
3 | Cu2+, Fe2+, Ag+ | 13 | Pb2+, Cd2+, Sn2+ |
4 | NH4+, Mg2+, Pb2+ | 14 | Ba2+, Cu2+, Fe2+ |
5 | Fe3+, Pb2+, Sn2+ | 15 | NH4+, Ca2+, Co2+ |
6 | Mg2+, Ni2+, Na2+ | 16 | Ag+, Cr3+, Ni2+ |
7 | Mg2+, Co2+, Sn2+ | 17 | NH4+, Cd2+, Sn2+ |
8 | Hg22+, Fe3+, Al3+ | 18 | Fe3+, Cu2+, Sn2+ |
9 | Pb2+, Cu2+, Al3+ | 19 | Ca2+, Cu2+, Mn2+ |
10 | Pb2+, Cd2+, Mn2+ | 20 | Fe3+, Ba2+, Cr3+ |
ИДЗ-4
РАСЧЕТЫ В ГРАВИМЕТРИЧЕСКОМ (ВЕСОВОМ) МЕТОДЕ АНАЛИЗА»
А. Вычислить фактор пересчета
№ варианта | Определяемое вещество | Гравиметрическая форма |
1 | Na2S2О3 | BaSO4 |
2 | Ba | BaSO4 |
3 | Al | Al2O3 |
4 | Na2O | NaCl |
5 | CaCО3 | CaSO4 |
6 | CaO | CaCO3 |
7 | Ca3(PО4)2 | CaO |
8 | FeO | Fe2O3 |
9 | FeSO4 | Fe2O3 |
10 | H3PO4 | Mg2P2O7 |
11 | Pb3O4 | PbSO4 |
12 | Fe3O4 | Fe2O3 |
13 | N2 | (NH4)2PtCl6 |
14 | CuO | Cu(SCN)2 |
15 | K2O | K2PtCl6 |
16 | Ag2O | AgCl |
17 | MoO3 | (NH4)3PO4·12MoO3 |
18 | P2O5 | (NH4)3PO4·12MoO3 |
19 | K | K2SO4 |
20 | MgO | Mg2P2O7 |
- Навеску сильвинита массой 5,000 г растворили в мерной колбе вместимостью 500,0 мл. Из 10,00 мл этого раствора получили 0,1948 г тетрафенилбората калия KB(C6H5)4. Вычислить массовую долю (%) KCl во влажном и абсолютно сухом сильвините, если содержание влаги в образце 2,50 %.
- Рассчитайте объем 2,0 моль/л раствора аммиака, необходимый для осаждения железа(III) из 0,7233 г железоаммонийных квасцов, если осадитель брать в 1,2-кратном количестве.
СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРА
Какой объем 0,01 н. раствора сульфата железа(II) можно приготовить из 80 см3 35 %-го его раствора с плотностью 1,38 г/см3? Определите титр 0,01 н. раствора сульфата железа(II).
ИДЗ-6
МЕТОД КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО ТИТРОВАНИЯ
Примеры решения задач
При решении задач предлагается алгоритмическое предписание.
- Написать уравнения всех протекающих реакций при титровании.
- Определить способ титрования.
- Написать формулу закона эквивалентов в зависимости от способа титрования.
- При расчетах записать формулу, подставив в нее значения используемых величин, указать размерность.
Решение
- Записываем уравнение реакции
- Анализ выполнен методом прямого титрования.
- В точке эквивалентности nэк(Н2С2О4·2Н2О) = nэк(NаОН).
- Найдем Сэк (Н2С2О4·2Н2О), исходя из выражения закона эквивалентов
Мэкв ( Н2С2О4·2Н2О) =
т (Н2С2О4·2Н2О) =
6. Массовая доля Н2С2О4·2Н2О равна
Задача 2. Образец технического оксида магния массой 0,1535 г растворили в 40 см3 НСl с Т = 0,003646 г/см3. Избыток НСl оттитроваlли 5,50 см3 раствором NaOH с Т = 0,00404 г/см3. Вычислите массовую долю MgO в образце.
Решение
- MgO + 2 НС1(из6ыток) = MgCl2 + Н2О
- Способ обратного титрования.
- В точке эквивалентности nэк(MgO) = nэк(НС1) – nэк((NaOH).
- Исходя из титра определим Сэк(НС1) и Сэк(NaOH):
Мэкв (NaOH) = М (NaOH)/1= 40,0 г/моль;
Мэкв(НС1) = М(НС1)/1= 36,46 г/моль.
Сэк(NaOH) = 1000·Т(NaOH)/ Мэкв (NaOH) = 1000·0,00404/40 = 0,1 моль/л
Сэк(НС1) = 1000·Т(НС1)/ Мэкв(НС1) = 1000·0,003646/36,46 = 0,1 моль/л.
5. Выразим количество эквивалентов MgO как
n’экв (MgO) = n экв(HCl) – nэкв (NaOH) =
6. Найдем массу MgO:
Мэкв(MgO) = M(MgO)/2 = 40,305/2 = 20,153 г/мольб
m(MgO) = nэкв(MgO)·Mэкв(MgO);
m(MgO) = () Mэкв(MgO),
m(MgO) =
7. Массовая доля MgO в образце руды:
Задание 1. Решете задачу самостоятельно
- Какую массовую долю (%) карбоната натрия содержит образец загрязненной соды, если на нейтрализацию ее навески массой 0,2648 г израсходовано 24,45 см3 0,197 н. раствора соляной кислоты?
Задание 2. Рассчитайте pH водных растворов:
а) раствор индивидуального вещества; б) раствор смеси веществ (А + В); в) буферный раствор (А + В).
Указаны молярные концентрации растворов. Принять объемы веществ в смесях равными. Необходимые константы диссоциаций взять из таблицы 1.
А | |
А(НСООН) СА = 0,5 моль/л | |
б | |
А(HCl) + B (NaOH) CA = 0,2 моль/л ; CB = 0,3 моль/л | |
в | |
A(NaHCO3) + B(Na2CO3) CA = 0,08 моль/л ; CB = 0,04 моль/л |
ИДЗ 7
Задание Рассчитайте и постройте кривую титрования
Определите концентрацию ионов водорода и рН для точек 0; 10; 50; 75; 90; 99; 99,9; 100 и 100,1; 101 и 110% прибавленного титранта. Определите пределы скачка титрования и подберите не менее двух индикаторов для этого титрования (см прилож. 3).
Номер варианта | Определяемое вещество ОВ | Рабочее вещество РВ | |||
электролит | Сэк, моль/л | V, см3 | электролит | С’эк, моль/л | |
14 | NH4OH | 0,01 | 100 | НС1 | 0,1 |
ИДЗ-8 Окислительно-восстановительное титрование
Вариант 14
1. Вычислите эквивалентные массы окислителей и восстановителей при следующих превращениях:
а) Cr2(SO4)2 → H2Cr2O7;
б) Br2 → NaBrO3.
2. Сколько граммов (NH4)2C2O4 следует взять для приготовления 200 мл 0,2 н раствора?
3. К 25,0 мл 0,0600 моль/л раствора сульфата железа(II) прибавили: а) 5,0 мл; 6) 10,0 мл; в) 12,0 мл раствора перманганата калия с молярной концентрацией 0,0300 моль/л. Рассчитать реальные окислительно-восстановительные потенциалы полученных растворов, если концентрация ионов водорода в этих растворах равна 1 моль/л.
Приложение 1
Условные стандартные окислительно-восстановительные потенциалы некоторых редокс-пар (25°С)
Элемент | Окисленная форма | + nе | Восстановленная форма | Е°,В |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
As | Н3АsО4 + 2Н+ | 2е | HAsO2 + 2Н2О | + 0,56 |
Bi | NaBiO3¯ + 4Н+ | 2е | ВiO+ + Nа+ + 2Н2О | > + 1,8 |
Br | Br2 BrO3– + 6H+ | 2е 6е | 2Вг– Вr– + 3Н2О | + 1,087 + 1,45 |
Се | Се4+ | е | Се3+ | + 1,77 |
Cl | Cl2 HClO + H+ СlO2 + 6Н+ | 2е 2е 6е | 2Сl – Cl– + H2O Сl– + 3Н2О | +1,359 + 1.50 + 1,45 |
Сr | Сг2О72– + 14H+ | 6е | 2Cr2+ + 7Н2О | + 1,33 |
Сu | Сu2+ + I– | e | CuI¯ | + 0,86 |
Fe | Fe3+ | e | Fe2+ | + 0,771 |
Н | 2H+ | 2e | H2 | 0,0000 |
I | I2 | 2e | 2I– | + 0,621 |
I3– | 2e | 3I– | + 0,545 | |
2ICl | 2e | I2¯+ 2Cl– | + 1,19 | |
НIО + H+ | 2e | I– + H2O | + 0,99 | |
IO3– + 6H+ | 6e | I– + 3H2O | + 1,08 | |
IO3– +3H2O | I– + 6OH– | +0,26 | ||
Мп | MnO2¯ + 4H+ | 2e | Mn2+ + 2H2O | + 1,23 |
МnО4– | e | MnO42– | + 0,56 | |
МnO4– + 8H+ | 5e | Mn2++ 4H2O | + 1,51 | |
N | HNO2 + H+ | e | NO + H2O | + 0,98 |
NO3– + 3Н+ | 2e | HNO2 + H2O | + 0,94 | |
NO3– + 4Н+ | 3e | NO + 2H2O | + 0,96 | |
О | Н2О2 + 2Н+ | 2e | 2H2O | + 1,77 |
О2 + 2H+ | 2e | H2O2 | + 0,682 | |
Рb | РbО2¯+ 4Н+ | 2e | Pb2+ + 2H2O | + 1,455 |
S | S4O62– | 2e | 2S2O32– | + 0,09 |
SO42– + 4H+ | 2e | H2SO3 + H2O | + 0,17 | |
SO42– + 10H+ | 8e | H2S + 4H2O | + 0,31 | |
Sb | Sb2O5¯ + 6H+ | 4e | 2SbO + + 3H2O | + 0,58 |
SbO3– + H2O | 2e | SbO2– +2OH– | -0,43 | |
Sn | Sn4+ | 2e | Sn2+ | + 0,15 |
[Sn(OH)6]2– | 2e | HSnO2– +3OH– + H2O | -0,93 | |
Ti | Ti4+ | e | Ti3+ | + 0,092 |
- раствор, насыщенный газом при 101,3 кПа
ИДЗ-8
МЕТОДЫ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ТИТРОВАНИЯ
Задание 1. Перманганатометрия
К 25 см3 раствора хлорида кальция прибавили 40 см3 0,1005 н. раствора оксалата аммония, полученный осадок отфильтровали, а избыток оксалата аммония оттитровали перманганатом калия, затратив 15 см3 0,02 н. этого раствора. Определите массу хлорида кальция.
Задание 2. Дихроматометрия. Иодометрия
14. Из 1,45 г технического сульфита натрия приготовили 200 см3 его раствора. На титрование 20 см3 этого раствора пошло 16,2 см3 0,124 н. раствора йода. Рассчитайте массовую долю (%) чистого сульфита натрия в техническом образце.
ИДЗ 10
МЕТОД КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ. ТРИЛОНОМЕТРИЯ
- К раствору, содержащему сульфат-ионы, прибавили 20,00 см3 0,06315 н. хлорида бария, избыток его оттитровали 15,64 см3 0,04640 н. раствора трилона Б. Какая масса сульфат-ионов содержится в пробе?
ИДЗ-11
МЕТОДЫ ОСАДИТЕЛЬНОГО ТИТРОВАНИЯ. АРГЕНТОМЕТРИЯ. ТИОЦИАНОМЕТРИЯ. МЕРКУРОМЕТРИЯ
- К раствору хлорида бария добавили 40,00 см3 0,102 н. раствора нитрата серебра. Избыток нитрата серебра был оттитрован 33,0 см3 раствора роданида натрия с титром 0,009190 г/см3. Вычислите массу хлорида бария.
ИДЗ-12
ФИЗИКО–ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
- Спектральный анализ
Vст(Ni), см3 | 1,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 7,0 |
Относительная оптическая плотность | -0,25 | -0,08 | 0,00 | 0,10 | 0,28 |
Концентрация стандартного раствора никеля 0,10 мг/см3.
Относительная оптическая плотность исследуемого раствора оказалась равной 0,20.
- Потенциометрические методы анализа
Рассчитайте условный реальный потенциал ХСЭ при комнатной температуре, если концентрация хлорида калия равна 0,100 моль/дм3, коэффициент активности хлорид-ионов f(C1-) = = 0,755, условный стандартный потенциал рассматриваемого электрода равен 0,222 В.
Характеристики ответов (шпаргалок)
Предмет
Учебное заведение
Семестр
Просмотров
9
Покупок
0
Качество
Идеальное компьютерное
Размер
67,82 Kb
Список файлов
- 253775.docx 70,65 Kb