Т.Н. Шеховцова, И.А. Веселова - Методическое пособие по аналитической химии (1110128), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Рассчитайте активности ионов калия и сульфата в 0,0200 М растворесульфата калия.2. Термодинамическая константа диссоциации азотистой кислоты равна 6,2.10-4.Рассчитайте реальную константу диссоциации кислоты в растворе с ионнойсилой 0,10.3. Рассчитайте равновесную концентрацию сульфит-иона в 0,0500 М растворесульфита калия при pH 7,00. Для H2SO3: K a ,1 = 1,4.10-2, K a ,2 = 6,2.10-84.
При каком pH равновесная концентрация карбонат-иона в 0,0100 М растворекарбоната натрия равна 0,0080 М? Для H2CO3: K a ,1 = 4,5⋅10-7, K a ,2 = 4,8⋅10-11.5. Рассчитайте общую концентрацию оксалата натрия, обеспечивающуюравновесную концентрацию оксалат-иона 2.10-3 М при pH 3,00.Для H2C2O4: K a ,1 = 5,6⋅10-2, K a ,2 = 5,4⋅10-5Кислотно-основное равновесие и кислотно-основное титрование1. Каков состав карбонатного буфера, способного обеспечить постоянство pH =10,00±0,05 при добавлении к 200,0 мл его 0,0050 моль сильного основанияили кислоты?Для H2CO3: K a ,1 = 4,5⋅10-7, K a ,2 = 4,8⋅10-11.2.
Сколько граммов твердого формиата натрия следует добавить к 0,200 лбезводной муравьиной кислоты (pKSH = 6,7), чтобы pH полученногораствора составил 5,0 ? Ионную силу не учитывать.3. Напишите уравнение кислотно-основного равновесия для пиридина C5H5N вледяной уксусной кислоте. Рассчитайте рН 0,0100 М раствора, приняв γ ± =1.Для C5H5N: K b = 7,9⋅10-7, для CH3COOH: KSH = 3,5⋅10-15.4. Рассчитайте pH 1,000 М раствора мочевины.
K b = 1,5⋅10-14.95. Навеску 0,1285 г Na2CO3 растворили в воде, добавив 25,00 мл 0,2034 Мраствора HCl, избыток кислоты оттитровали 23,42 мл 0,1256 М раствораNaOH. Найти массовую долю примесей в соде. Мол.масса Na2CO3 - 106,0.6. На титрование раствора NaOH, содержащего 4% Na2CO3, в присутствииметилового оранжевого (рТ=4,0) израсходовали 25,00 мл стандартногораствора HCl.
Какой объем титранта пойдет на титрование этого же раствораNaOH в присутствии фенолфталеина (рТ=9,0)? Для H2CO3: K a ,1 = 4,5⋅10-7,-11K a ,2 = 4,8⋅10 .7. При титровании 0,0100 М раствора HCl 0,0100 М NaOH использовалииндикаторы фенолфталеин (рТ=9,0) и метиловый оранжевый (рТ=4,0).Покажите расчетами, какой из индикаторов использовать целесообразнее.8. Какой индикатор даст возможность оттитровать 0,1000 М раствор NH3 0,1000М раствором HCl с меньшей погрешностью: метиловый оранжевый (рТ=4,0)или метиловый красный (рТ=5,0)? Подтвердите расчетами индикаторныхпогрешностей. Для NH3: K b = 1,76⋅10-5.Равновесие в реакциях комплексообразования,комплексонометрическое титрование1.
Вычислите условную константу устойчивости для Ag (CN )2− в присутствии3.10-3 M Na2S2O3.β Ag ( CN ) = 7. 8 ⋅ 10 19 , β Ag ( S O ) = 6. 61 ⋅ 10 8 , β Ag ( S O ) = 2. 88 ⋅ 10 13 .−223−23−3 22. Вычислите ориентировочно интервал перехода окраски металлоиндикаторапри комплексонометрическом титровании никеля при рН 5,0. Можно липрименять этот индикатор для титрования 0,01 М раствора никеля 0,01 Мраствором ЭДТА? Ответ обоснуйте.
βуNiY = 1012 .3. 0,1 М раствор Cd ( NO 3 )2 в 0,5 М NH 3 оттитровали 0,1 М раствором ЭДТА.Вычислите условную константу устойчивости комплекса с подходящиминдикатором, если известно, что изменение окраски раствора становитсязаметным при соотношении концентраций комплекса металл-индикатор инесвязанного индикатора 10:1.β CdY2−= 1016 . 6Для Cd ( NH3, α)2+4Y4−= 10− 0 .7,: k 1 = 3 , 24 ⋅ 10 2 , k2= 91 , 2 , k3= 20 . 0 , k4= 6 ,17 .4.
0.01 М раствор кальция титруют 0,01 М раствором ЭДТА при рН 10,0(βуCaY = 1010.2 ). Вычислите βуCaInd , при рН 10,0, если в точке эквивалентностиCaInd и Ind присутствуют в равных концентрациях.5. Раствор, полученный из навески феррита состава Fe2O3-BaO массой 0,3822 г,пропустили через ионообменную колонку для отделения железа.Полученный раствор нейтрализовали до рН 10,0, добавили к нему 25,00 мл0,025 М раствора ЭДТА, избыток которого оттитровали 0,0200 М растворомMgCl2 с индикатором эриохромом черным Т.
На титрование израсходовали20,92 мл титранта. Вычислите массовые доли (%) оксидов в феррите. Мол.массы: Fe – 55,85; Ba – 137,34; O – 15,99.2−10Окислительно-восстановительное равновесие.Окислительно-восстановительное титрование1. Вычислите равновесные концентрации ионов Fe2+, Fe3+, Mn2+, MnO4− врастворе, полученном при смешивании 20 мл 0.1 М раствора KMnO4 и 20 мл00E MnO= 151. B , E Fe= 0.77B .0.1 М раствора FeSO4 при рН 0./ Mn/ Fe−42+3+2+2. Рассчитайте константу равновесия реакции между ионами BrO 3− и Br- при рН2.0. Укажите фактор эквивалентности окислителя.0E BrO= 152.
B,−, H + / Br3E Br022/ 2Br −= 109. B.3. Может ли железо(III) окислить иодид-ион в 1М растворе фторида натрия?Ответ подтвердите расчетами.0E I0 / 2 I = 0.54 B; E Fe= 0.77 B; βFeF = 126. ⋅ 10 6 ./ Fe2−3+2+3−64. Рассчитайте ЭДС ячейки:Pt VO 2 + (0.25 M ),V 3+ (010. M ), H + (1 ⋅ 10 −3 M ) Tl 3+ (010. M ), Tl + (0.05 M ) Ptи укажите, является ли она гальваническим элементом00электролитической ячейкой.
E VO 2 + / V3+ = 0.36B, E Tl3+ / Tl + = 1.25B.или5. Навеску стали 1,0000 г растворили, окислили хром до Cr2O 27− , прибавили 15.00мл 0,2500 М соли Мора и её избыток оттитровали, израсходовав 25,00 мл0,1000 М (1/5KMnO4) раствора перманганата калия. Рассчитайтесодержание хрома (%). Мол. масса Cr = 51.99.6.
Вычислите индикаторную погрешность титрования VO2+ раствором церия(IV) при рН 0 с фенилантраниловой кислотой в качестве индикатора.Полученный результат сравните с индикаторной погрешностью титрования,когда раствор VO2+ прибавляют к раствору церия (IV).E0VO2+ /VO2+00 =109=100. B, ECe=144. B, Eинд. В(IV )/Ce(III )Часть II. ПРАКТИКУМII.1.
ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗАТитриметрические методы основаны на точном измерении объемоврастворов двух веществ, вступающих между собой в реакцию. При проведениититрования реагент, называемый титрантом,добавляют к растворуопределяемого (титруемого) вещества до тех пор, пока они непровзаимодействуют в эквивалентных количествах. Методы титриметрииклассифицируют по типу химической реакции, лежащей в основе определениявеществ; различают методы кислотно-основного, комплексометрического,окислительно-восстановительного и осадительного титрования.Растворы реагентов с известными концентрациями называютстандартными растворами. По способу приготовления различают первичные11и вторичные стандартные растворы.
Первичные стандартные растворыготовят растворением точной навески реагента и разбавлением раствора доопределенного объема. Для приготовления таких растворов можноиспользовать только стандартные вещества, удовлетворяющие рядутребований: они должны быть химически чистыми; устойчивыми в твердомвиде и в растворе; их состав должен строго соответствовать химическойформуле.Вторичные стандартные растворы получают растворениемпримерных навесок разных веществ, применяемых в титриметрии, а точную ихконцентрацию устанавливают с помощью подходящего первичногостандартного раствора.
Процесс определения концентрации вторичногостандартного раствора титрованием по первичному стандартному растворуназывают стандартизацией раствора.Для проведения расчетов в титриметрии введено понятие эквивалента ифактора эквивалентности. Эквивалент – условная или реальная частица,которая может присоединять, высвобождать, замещать один ион водорода вкислотно-основных реакциях или быть эквивалентной одному электрону вокислительно-восстановительных реакциях.Если определяемое вещество А реагирует с титрантом В по уравнениюaA + bB → продукты реакции,то из этого уравнения следует, что одна частица вещества А эквивалентна b/aчастицам вещества В.
Отношение b/a - фактор эквивалентности (fэкв).Молярной массой эквивалента вещества называют массу одного моляэквивалента этого вещества, которая равна произведению фактораэквивалентности на молярную массу вещества. Число эквивалентов веществ,вступающих в реакцию, равно n=cV.10-3 (где с – молярная концентрацияэквивалента, V – объем), поэтому для двух стехиометрически реагирующихвеществ справедливо соотношение:с1 V1 = c2 V2.Следовательно, если известны молярная концентрация и объем (с1 и V1)раствора одного вещества (титранта), а также объем (V2) раствораопределяемого вещества, можно определить концентрацию последнего (с2).Молярная концентрация с – отношение числа молей растворенноговещества к объему его раствора. Например, c(1/2H2SO4) = 0,1000 M, этоозначает, что в 1 л растворено 4,9 г H2SO4.В процессе титрования изменяются равновесные концентрацииопределяемого вещества, титранта и продуктов реакции.
При этомпропорционально концентрациям этих веществ изменяются свойства раствора.График зависимости параметра системы, связанного с концентрациейтитруемого вещества, титранта или продукта, от состава раствора в процессетитрования называют кривой титрования.Конец титрования устанавливают экспериментально по изменениюокраски соответствующего индикатора. Эта точка, называемая конечнойточкой титрования, в идеальном случае должна совпадать с теоретически12рассчитанной точкой эквивалентности, однако на практике эти точки несовпадают из-за погрешностей титрования.В методе прямого титрования, применимого в тех случаях, когдареакция титрования протекает стехиометрично, количественно и быстро,существует способ фиксирования конечной точкой титрования, определяемыйкомпонент непосредственно титруют подходящим титрантом.
Массуопределяемого вещества mA вычисляют по формуле:ст ·Vт ·Vк ·ЭАmA = ----------------------Va ·1000где ст и Vт – молярная концентрация (М) и объем (мл) титранта; Vк – объемколбы, мл; Va - объем аликвоты, мл; ЭА – молярная масса эквивалентаопределяемого вещества, г/моль.В методе обратного титрования к раствору определяемого веществадобавляют заведомо избыточное количество титранта Т1 с концентрацией с1,проводят реакцию до конца, а затем титруют непрореагировавший титрант Т1другим реагентом Т2 с концентрацией с2. В этом случае массу определяемоговещества рассчитывают по формуле:(с1 ·Vт1 - с2.Vт2) Vк ·ЭАmA = ------------------------------ .Va ·1000Для приготовления стандартных растворов и разбавления анализируемыхрастворов до определенного объема служат мерные колбы объемом 25, 50, 100,200, 250, 500 и 1000 мл. Для измерения объемов титранта используют бюретки– градуированные цилиндрические трубки с суженным концом, снабженнымспециальным краном.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
