Г. Кристиан - Аналитическая химия, том 1 (1108737), страница 51
Текст из файла (страница 51)
Рассмотрим главные положения, лежащие в основе таких расчетов. Почти всегда химическая форма аналита, в которой его взвешивают (гравиметрическая форма), отличается от той формы, в виде которой должен быть представлен результат анализа. Поэтому необходимо рассчитать массу желаемой формы, соответствующую данной массе гравиметрической формы. Это можно сделать, используя простую пропорцию.
Например, если необходимо определить массовую долю хлорид-ионов в обазце, а гравиметрическая форма представляет собой АкС!, то можно записать: С! — — э АВС! Из одного моля С1 образуется один моль АВС1, поэтому тш (г) Ас! (г С1/моль С1) 1 моль С1 т„, (г) М„, (г АВС1,'моль АВС1) 1 моль АВС! или т (г) = тк ш(г) 1 (г С1/г АВС!) Аяс! Иными словами, масса С1, содержащегося в определенном количестве АВС1, равна массе АВС!, умноженной на массовую долю, которую составляет С1 в АЕАС!. В гравиметрическом анализе число молей аналита рассчитывают из числа молей осадка с учетам стехиометрическик соотношений между ними. Если требуется выразить результаты анализа в виде массы С1, то схема расчетов выглядит следующим образом: С!г + 2АВС! Из одного моля С! образуются два моля АВС!, поэтому тд (г) Мш (гС1з!мольС1з) 1мольС1 тх ш (г) М ш (г АВС1/моль АВС!) 2 моль АВС1 или Мс! то (г) = тх ш(г) ' (гС1з/гАВС1) 2МАяш стехиОметРические РАсчеты — ОснОВнОЙ РАБОчий инстРумент АнАлитикА 262 то есть 70,906 г С!з/моль С!з тс! г =тлш г) (2 моль АВС11моль С! ) (143,32 г АВС!/моль АяС1) Следите за единицами измерения ) Это выражение можно записать и так: П тш (г)= тл ш г) 143,32 г АяС! 2 моль АяС! 1 моль С1 Отношение малярной массы искомой формы аналита к молярной массе гравиметричеекой формы, умноженное на отношение числа молей, называется гравиметрическим фактором (ГФ): (5.46) т (нскомон т (гравнметри М(искомой формы) а фоРмы, г) ческой фоРмы, г) М(гравиметрической формы) (5.47) Заметьте, что в этих выражениях правильность записи единиц измерения и ве- и1еств, к которым они относятся, можно проверить при помощи анализа размер- ностей (при правильной записи единицы измерения и вещества сократятся).
Например; М аш ( -АаП(м ~аС)) Здесь а и Ь вЂ” целые числа, уравнивающие числа атомов «ключевого» (т. е. содержащегося в обеих формах) элемента искомой и гравиметрической форм. Для примеров, приведенных выше, гравимегрические факторы равны [Мш /М„ас~ ) . 1Н и [М, !М„, ) . 1/2. Обратите внимание, что в общем случае одну или обе вели- 2 чины малярных масс следует умножить на целое число, чтобы уравнять число атомов «ключевого» элемента.
Гравиметрический фактор равен массе аналита, соответствующей единице массы осадка. Массу искомой формы вещества рассчитывают умножением массы осадка (точнее, гравиметрической формы) на гравиметрический фактор: 5.8. МАССОВЫЕ СООТНОШЕНИЯ вЂ” ОНИ НЕОБХОДИМЫ ДЛЯ РАСЧЕТОВ В ГРАВИМЕТРИИ 263 Результат этого расчета представляет собой массу газа С!з, который можно было бы получить из образца. Если хлориды осадить и взвесить в виде РЬС1п то расчеты будут выглядеть следующим образом: 2С! — — -р РЬС1з или С!з — > РЬС!з, отсюда тс1 (г) = трын (г) (г С1/г РЬС!з) = трын (г) ГФ 2мс! А" Рьс!2 или МСЬ т, (г)= тр (г)' (ГС1з/ГРЬС1з) = траст (г).ГФ АТрьсй При расчете массы одного вещества из эквивалентной ей массы другого вещества полезно провести анализ размерностей всех единиц измерения с тем, чтобы в итоге получить правильное значение массы желаемой химической формы. Один из этапов таких вычислений — расчет гравиметрического фактора.
Особенно полезно вычислить его значение при выполнении массовых, ругиииых расчетов. Если травиметрический фактор известен, то для нахождения массы аиалита в соответствующей форме достаточно просто умножить массу гравиметрической формы иа гравиметрический фактор. Пример 5.38 Рассчитайте массу бария и хлора, содержащихся в 25,0 г ВаС! . Решение тв, = 25,0 г ВаС1з ! (моль Ва7моль ВаС!з) . 137,3 (г Вермель Ва) — 16,5 г 208,2 (г ВаС1 /моль ВаС! ) тщ = 25,0 г ВаС!з -', (моль С!7моль ВаС! ) . 35,45 (г С1/моль С1) — 8,51 г 208,2 (г ВаС! /моль ВаС1з) Пример 5.39 Для определения алюминия образец руды перевели в раствор, осадили алюмииий основанием в виде А!(ОН)и а затем осадок прокалили до А1 Оз и взвесили. Чему равна масса алюминия в образце, если масса прокаленного осадка составляет 0,2385 г? СТЕХИОМЕТРИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ вЂ” ОСНОВНОЙ РАБОЧИЙ ИНСТРУМЕНТ АНАЛИТИКА Решение М,ц (г А!/моль А!) л4 ц (г) — л4м о (г) -', (моль А!7моль А!коз) .
М„, (гА1 0 /мольА! 0 ) =02385(гА1 0 ) й 26,982(гАУ'моль А!) 0 Г262 101 96 (г А!то з ~моль А!то з ) Гравиметрический фактор равен (ГААГА! 0)= 2(26,982гА!/мольА1) — 0,52927(гА)7ГА! 0) Мм,о 101,96 г А1зоз/моль А1зОз Используя эту величину, находим: л4,ц = 0,2385 (г А1зоз) . 0,52927 (г А1/г А1зОз) = 0,1262з г Ниже приведено еще несколько примеров расчета значений гравиметрического фактора.
Грааиме4рический фактор Искомая форма Рез04 Ре МВО Р205 Другие примеры расчетов в гравиметрии приведены в гл. 7. Операции, выполняемые в гравиметрическом анализе, подробно описаны в гл. 10. Что мы узнали из этой главы? ° Как рассчитать число молей и молярность !основные уравнения (5.4), (5.5))— стр. 213 ° В какой форме представляют результаты анализа — стр. 223 е Как рассчитать массу и массовую долю аналита из величины молярности, объема и стехиометрических коэффициентов [основные уравнения (5.5), (5.17) — (5.22), (5.27)! — стр. 236 Грааиметрическая форма ваво4 Резок Резок МВ,Р,О, МВараот Мзо,,'Мв,зо 2Мрс о, ЗМ„о 2Мрс/Мгчо, мао/ мк~рф~ Р404 / МК4Р404 ждли Вопросы Задачи Расчет массы и количества вещества 1.
2. 3. 4. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. Нормальность как еще один способ выражения концентраций [основные уравнения (5.30)-(5.32), (5.36)] — стр. 250 Массовые соотношения в гравиметрическом анализе 1основное уравнение (5.47)) — стр. 261 Объясните, в чем разница между способами выражения концентраций в виде отношения масса: масса, масса: объем и объем: объем.
Объясните, что представляют собой единицы измерения ррш и ррЬ, выражен- ные посредством отношений масса: масса, масса: объем и обьем: объем. Что означает термин «эквивалентная масса», используемый в клиническом анализе? Для чего его используют? Перечислите требования к титриметрической реакции. Назовите четыре основных класса титриметрических методов. Что такое точка эквивалентности в титровании? Конечная точка титрования? Что такое стандартный раствор? Как его готовят? Какие требования предъявляются к первичным стандартам? Почему желательно, чтобы первичный стандарт имел большую молярную массу? Рассчитайте массы веществ (г), требуемых для приготовления следующих растворов: (а) 250 мл 5,00% (масса: объем) ХаХО,; (б) 500 мл 1,00% (мас- са: объем) ХН4ХО,; (в) 1000 мл 10,0% (масса: объем) АКХОг Чему равна процентная концентрация (в единицах масса: обьем) следующих растворов: (а) Ха ЯО4 52,3 г!л; (б) КВг 275 г!500 мл; (в) БО 3,65 г!200 мл? Рассчитайте молярные массы следующих веществ: (а) ВаС1, 2Н,О; (б) КНСзО» НзСз01, (в) АдзСгзО,; (г) Саз(РО4)г Рассчитайте количество вещества (ммоль), содержащегося в 500 мг следу- ющих веществ: (а) ВаСг04, (б) СНС1,; (в) К)Оз Н10,; (г) МКХН4РО4,.
(д) МК,Р,О,; (е) Ре504 СзН4(ХН,)з$0„4НзО. Рассчитайте массу (г) каждого из веществ, перечисленных в задаче 12, тре- буемую для приготовления 100 мл 0,200 М раствора. Рассчитайте массу (мг) веществ, требуемую для приготовления следующих растворов: (а) 1,00 л 1,00 М ХаС1; (б) 0,500 л 0,200 М сахарозы (СпНмО „); (в) 10,0 мл 0,500 М сахарозы; (г) 0,0100 л 0,200 М Ха ЯО„; (д) 250 мл 0,500 М КОН; (е) 250 мл 0,900% (г/100 мл раствора) ХаС1.
СТЕХИОМЕТРИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ вЂ” ОСНОВНОЙ РАБОЧИЙ ИНСТРУМЕНТ АНАЛИТИКА 266 15. В лаборатории имеются исходные стандартные растворы следующего состава: 0,100 М НС1, 0,0200 М ХаОН, 0,0500 М КОН, 10,0% (масса: обьем) НВг и 5,00% (масса: объем) )ча СОг В каких объемах этих растворов содержатся следующие количества растворенных веществ: (а) 0,0500 моль НС1; (б) 0,0100 моль )чаОН; (в) 0,100 моль КОН; (г) 5,00 г НВг; (д) 4,00 г Тча СО; (е) 1,00 моль НВг; (ж) 0,500 моль )Ча,СОз? Расчеты с использованием молярных концентраций 18.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
