Г. Кристиан - Аналитическая химия, том 1 (1108737), страница 53
Текст из файла (страница 53)
54. 55. Выразите титр 0,100 М раствора ЭДТА в виде мг ВаО!мл. Выразите титр 0,0500 М раствора КМп04 в виде мг Ре О ?мл. Титр раствора нитрата серебра составляет 22,7 мг С1!мл. Чему равен его титр, выраженный в виде мг Вг/мл? 47. Навеску чистой одноосновной органической кислоты массой 425,2 мг оттитровали 28,78 мл 0,1027 М раствора ХаОН. Чему равна молярная масса кислоты? 270 Расчеты эквивалентных масс 56. 57. Расчеты с использованием эквивалентной массы 56.
59. 60. 61. Нормальность (эквивалентная концентрация) 62. 63. 64. 65. 66. СТЕХИОМЕТРИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ вЂ” ОСНОВНОЙ РАБОЧИЙ ИНСТРУМЕНТ АНАПИТИКА Рассчитайте эквивалентные массы следующих веществ, реагирующих как кислоты или основания: (а) НС!, (б) Ва(ОН), (в) КН(10 ), (г) Н 80з, (д) НСзНзОз (уксусиая кислота). Рассчитайте значения мольиых концентраций (моляриостей) 0,250 )Ч рас- творов всех кислот и оснований, упомянутых в условии задачи 56. Рассчитайте значения эквивалентной массы КНС О, реагирующего: (а) как кислота, (б) как восстаиовитель в реакции с Мп04 в соответствии с уравие- иием 5НСз04 ч- 2Мп04 + 1!Н' -+ 10СО, ч- 2Мп" ч- 8НзО. Оксид ртути НВО можно определить при помощи реакции с иодцд-иолами (НВО ч- 41- ч- Н,О -+ Н81~ ч- 2ОН-) и последующего титроваиия кислотой. Чему в этом случае равна эквивалентная масса НВО? Рассчитайте массу одного моля эквивалентов (г) следующих веществ при- меиительио к указанным реакциям: (а) Ге804 (Реы -+ Ре"), (б) Н 8 (-+ 8 ), (в) НзОз ( — э Оз), (г) НзОз ( — + НзО).
Для титроваиия А8' (с образованием АВС!) можно использовать раствор ВаС! . 2Н О. Сколько миллимолей эквивалеитов содержится в 0,5000 г ВаС1з 2НзО? В воде растворили 7,82 г )чаОН и 9,26 г Ва(ОН)з и разбавили полученный рас- твор до 500 мл. Какова нормальность этого раствора как раствора основания? Какая масса триоксида мышьяка Аз О, необходима для приготовления 1 л 0,1000 14 раствора Аа(П1), окисляющегося в ходе окислительио-восстаио- вительиой реакции до Аз (Ч)? 2,73 гКНС 04 Н,С,О4 (три диссоциирующих протона), содержащего 2,058 инертных загрязнений, и 1,68 г КНСзНя04 (одии диссоциирующий протон) растворили в воде и разбавили раствор до 250 мл.
Какова нормаль- ность этого раствора как кислоты в предположении, что все диссоциирую- щие протоны взаимодействуют с основанием? Раствор КНС,Оя. Н С 04 2Н,О (три диссоциирующих протона) имеет концентрацию 0,200 !Ч как кислота. Какова нормальность этого раствора как восстановителя, реагирующего в соответствии с уравнением, приве- денным в условии задачи 43? Тча,С 04 и КНС 04 Н С,О, смешали в таком соотношении, что нормаль- ность полученного раствора как восстановителя (уравиеиие реакции см.
в условии задачи 43) в 3,62 раза больше его нормальности как кислоты. Како- во массовое соотношение компонентов в смеси? 271 РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 67. Какую иавеску КзСга07 следует взять для приготовлеиия 1,000 л его 0,1000 Тч! раствора применительно к реакции Сг 07 + 14Н'+ бе- — в 2Сгз'+?Н О? Расчеты эквивалентных концентраций ионов Расчеты в травиметрии 71. Чему равна масса марганца, содержащегося в 2,58 г Мпзоа? 72. Для определения цинка его осадили и взвесили в виде Уларе(СХ)Р (а) Какова масса цинка в пробе, из которой получено 0,348 г осадка? (б) Какую массу осадка можно получить из 0,500 г цинка? 73. Рассчитайте величину гравиметрического фактора для следующих систем: Искомое вещество Гравимстрическав форма Ма Мп О„ Мп,04 ВаБОа МпаОа Ац Б СиС!в АЕС1 М81, РЫ Рекомендуемая лите атура 1 .
Т. К. Наб3йоаппоп, О. О, С)пзз11ап, С. Е. ЕгзГабз1оп, ап<$13. %1со1е11з, РгоЫет Бо!и/л8 т Аиа!уйса! Светилу. Ох1оп$: Регйатпоп, 1988. 2. О. Регпапоо апб М. О. Куап, Са!си!ааопз !и Апа!уаса! Сйет!зггу, 1ч1еча Уог1с Нагсопгг Вгасе Хочапоч1сЬ, 1982. 3. М. К. Р.
АзЬиогба, Т?Нте!Пс Ог8ап!сАпа!уз!?ь Хеча Уог1с: 1п~егас1епсе, 19б4. 68. Концентрация хлорида в растворе составляет 300 мг/дл. Чему равна его концентрация, выраженная в ммоль экв./л? 69. Концентрация кальция в растворе составляет 5,00 ммоль экв./л. Чему равна его концентрация, выраженная в мг/дл? 70. Содержание хлоридов в пробе мочи составляет 150 ммоль экв./л. Если предподожить, что хлориды присутствуют в моче в виде хлорида натрия, какова будет концентрация 1ч1аС1 в этой пробе, выраженная в г/л? Глава 6 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ Худшая форма иеравности есть попьпка сделать неравные веши равными.
А]тнслзонзель Химические реакции никогда не идут только в одном направлении, даже если они могут протекать почти до конца. Другими словами, между компонентами реакции устанавливается равновесие, при котором скорости реакций, идущих в прямом и обратном направлении, равны. В этой главе мы рассмотрим понятия «равновесие» и «константа равновесия», а также изучим общие подходы к расчетам с использованием констант равновесия. Мы обсудим активность ионных частиц и научимся вычислять коэффициенты активности.
Эти величины нужны для расчетов с использованием термодинамических констант устойчивости, в частности, при рассмотрении влияния посторонних ионов, описанного в конце этой главы. Также их используют для расчетов в потенциометрии (гл. 13). 6.1.
Химические реакции: понятие скорости реакции В 1863 г. Н. Гульдберг и П. Вааге сформулировали то, что мы теперь называем законом действующих масс, согласно которому скорость химической реакции пропорциональна «действующим массам» реагирующих веществ. Гульдберг и Вааге вывели константу равновесия, определив равновесие как условие, при котором скорости прямой и обратной реакций равны. Рассмотрим химическую реакцию аА ь ЬВ -' сС ь сЮ (6.1) Согласно Гульдбергу и Вааге, скорость прямой реакции равна константе, умноженной на концентрацию каждой частицы в степени, равной числу молекул, участвующих в реакции: „й [А1» [В)ь (6.2) Квадратные скобки [] обозначают в данном случае эффективную концентрацию, выраженную в единицах моль!литр.
Эффективная концентрация будет обсуждаться при рассмотрении активностей в разделе о влиянии посторонних ионов. 273 6.1. ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ: ПОНЯТИЕ СКОРОСТИ РЕАКЦИИ где г — скорость прямой реакции, а )у — константа скорости, которая зависит от таких факторов, как температура и присутствие катализаторов.
[А] и [В] обозначают малярную концентрацию реагентов А и В, выраженную в единицах моль!литр. Подобным же образом Гульдберг и Вааге записали уравнение для обратной реакции: г — Ф [С]'[П]~ (6.3) Для равновесной системы скорости прямой и обратной реакций равны: й [А] [В]ь=йь [С] [Щг (6.4) Преобразуя эти уравнения, получаем малярную константу равновесия реак- ции К (справедлива только для разбавленных растворов): (6.5) Выражение (6.5) представляет собой правильное выражение константы равновесия, но способ получения этого выражения не всегда прииении.
Это связано с тем, что в действительности скорость реакции зависит от механизма реакции, определяемого числом сталкивающихся частиц, тогда как выражение константы равновесия зависит только от стехиометрии химической реакции. Сумма показателей степени в выражении для скорости реакции указывает на порядок реакции и его величина может отличаться от стехиометрических коэффициентов (см. гл. 22). Примером может служить реакция восстановления тносульфата иодидом: ~гОз +31--+2Ол +1з В действительности скорость реакции равна А [В Ог ][1 ] (реакция второго поРЯдка), а не )у[бгОа Ц1-]з, как можно было бы ожидать из УРавнениЯ химической реакции (реакция имела бы четвертый порядок). Единственное разумное обоснование выражения константы равновесия дает термодинамический подход, в основе которого лежит очень важная характеристика щэоцесса — энергия Гиббса.
В разд. 6.3 рассмотрено ее использование для расчета значений термодинамических констант равновесия. Величину К можно рассчитать, измерив концентрации А, В, С н П в состоянии равновесия. Заметим, что чем выше скорость прямой реакции по сравнению со скоростью обратной реакции, тем больше величина константы равновесия и тем сильнее будет смещено равновесие реакции вправо. В начальный период реакции между А и В скорость прямой реакции большая, так как концентрации А и В еще высоки; при этом обратная реакция идет медленно вследствие очень малых значений С и П [скорость этой реакции первоначально равна нулю).