Ю.А. Золотов - Основы аналитической химии (задачи и вопросы) (1110138), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Известно, что крутизна электродной функции электрода на 3 мВ ниже теоретической. Сколько мг Си содержится в растворе? Мол. масса (Сп) 63,55. Ответ: 1,74 мг. 16. Для определения Р в зубной пасте из навескв 0,2000 г фтор взвлекли 50,00 мл 1 М КХОз и разбавила водой до 100,0 мл. При 25'С потенциал Р-селективного электрода, погруженного в 25,00 мл этого раствора, равен — 155,3 мВ. После добавки 0,10 мл раствора, содержащего 0,5 мама Р, потенциал электрода стал равен — 176,2 мВ.
Рассчитайте массовую долю (%) фтора. Ответ: 0 08% б. Опишите принцип работы хпоридсеребряного и насыщена каломельного электродов сравнения. 7. Какие индикаторные электроды используют в прямой пот циометрии? 8. Каковы отличив металлических индикаторньп~ электро 1 рода от мембранных электродов? Назовите металлы, пригодные для изготовления индикаторных электродов. 9. Что такое потенциал жидкостного соединения? Почему важно свести к минимуму при прямых потенциометрических изме рениях? Как зто можно сделать? 10.
Для приведенных ниже жидкостных границ: а) 0,01 М НС! ~0,! НС); б) 0,1 М КС! ~0,1 М НС); в) О,! М НС! 0,05 М 1ЧН,1ЧОз укажите направление движения ионов и заряды по обе стороны границы. 11. Почему величина потенциала жидкостного соединения не так существенна в случае потенциометрического титрования? 12. Как устроен мембранный (ионоселектнвный) электрод? 13. Что означает термин «полупроницаемая мембрана»? 14. Какие типы мембран применяют для изготовления ионоселективных электродов? 15. Что такое электродноактивное вещество? Приведите примеры. 10. Как обьяснить электрическую проводимость кристаллических, жидких и стеклянных мембран? 17. Какие характеристики ионоселектнвного электрода входят в уравнение Никольского? Есть ли какие-то отличия при записи этого уравнения для эл~ггрода селективного к катионам и электрода селективного к авионам? 18.
Что означает термин «электродная функция»? Что такое крутизна электродной функции и от чего она завысит? Поясните графически на примере Са- и Е-селективных электродов. 19. Что такое потенциометрический коэффициент селективности? Что он характеризует? 20. Какие методы оценки коэффициентов селективности извест'- ны? Почему чаще используют метод смешанных растворов? 21. Будет ли электрод с мембраной из ЬаРз реагировать на ионы лаитана также, как и на фторид ион? Почему? 22. Почему фторид-селективный электрод выполняет фторидную функцию в ограниченном интервале рН? Ответ поясните уран нениями реакций. 23.
Почему рН-чувствительной является только хорошо вымоченная стеклянная мембрана? 24. Почему результаты измерения рН в сильношелочных Рас творах занижены? Для создания каких электродов использовал" этот факт? 25. Почему стеклянный электрод дает неправильные результаты при измерении РН в сильнокислых растворах? Какой электрод можно использовать в этой ситуации вместо стеклянного? 26. Что такое потенциал асимметрии? Каковы возможные прип1ны его возникновения? Как его можно устранить? 27. Назовите индикаторные электроды для потенциометрического титрования с использованием реакций: а) кислотно-основных; б) окислительно-восстановительных; в) осадительных.
28. Какими способами можно найти конечную точку титрования? 29. В каких случаях целесообразно использовать метод Грана? В чем его суть? 8.2. Кулонометричеекие методы Кулонометрические методы анализа основаны на измерении количества электричества, затраченного либо на электропревращение (окисление или восстановление) определяемого электроактивного вещества, либо на электрогенерацню кулонометрического титранта для титрования определяемого вещества. В первом случае имеем дело с прямой кулонометрией, во втором — с кулонометрическим титрованием. Связь между количеством затраченного электричества и массой определяемого вещества выражается формулой объединенных законов Фарадея (8.4) т= —, ак где т — масса определяемого вещества, г; Д вЂ” количество электричества, Кл, равное произведению силы тока 1 (А) и времени электролиза г (с); М вЂ” молярная масса; а — число электронов; Р— постоянная Фарадея, 96500 Кл.
По этой формуле„кроме массы определяемого вещества, можно рассчитать и другие величины. Так, если известны л и т, можно Рассчитать молярную массу вещества, если число электронов неизвестно, можно рассчитать молярную массу эквивалента (М/л), что часто полезно для характеристики органических соединений. 8.2.1. Прямая кулонометрия Прамер 1. Навеагу циикпэой руды массой 1,2500 г распюрили в кислоте и за 10 ывв прв агле това 1000 мА выделила смак ва электроде.
Припав выход по току раввым 100%, рассчитайте мысу выделсввого цивха в ыассовую долю (%) оксида цацка в руде. Рпиелье. В гшоцессе электролиза ва катоде протекает реакциа восстаиовлеввл попов цвига 2пз++2е зч 2л следовательно, в 2. Дэл того чтобы рассчитать количество затуачевиого ва сталовлевие пивка электричщтээ, щпбхолимо врема электролиза (10 мав) выраз в секуалах, а силу това (1000 мА) з аыперах, поскольку количество электрвчест эьграиаетск в кулонах (А с).
Итак, электролах продалпипх 10х60 600 с и за зто времэ при силе 1ООО х 10 з 1 А иа восстаиовлеаие попов Ул(Щ затуичево й=1 А'600 с=600 Кх. Находим массу цввка, выде~шэшегоса ва элекгроде, ДЗУ 600 65,37 ш= — . 0,2032 г. лР 2 '96%0 Следа вательво, 0,2032 ' 81,38 шло= =0,2530 г 65,37 0,2530 шхпо* А — 100 20,26. 1,2500 Прамер 2. При электролюе раствора, содериыпего иовы М(щ) при силе тсэ 1,0 А за 35 мив иа катоде выделено 0,3772 г металла. Првпхв выход по току раэвым 100%, определите злхой это металл. Решение.
В условви задача есть все лаиаые длв опрецелеиик атомной массы металла (мол. масса), зыделевпсго ва электроде э результате решщаи Мэь+ +Зе~М. Итак, лльГ 3'0,3772 96500 Мол. масса= — = ' =51,99. уг 1,0'(35'60) Следовательно, это хром. Пример 3. При потевцвале — 1,0 В (отвосательво НКЭ) ва ртутвом электроле СС4 с а е с доСНС1ьпр — 1,8В р сход да йш ю пве СНС)з до СН4. НавескУ 0,8010 г, содеРзсашУю СС1о СНС1з и элехтРоиезхтввпьи оргаввческве соедивеввэ, растворили в метаноле в провелв злектролю при — 1.0 В до залапаого значении остаточного тока, затратив 9,17 К» Затем электролю предо лиилв при — 1,8 В, дополпательио азрасходоваэ 59,65 Кл.
Рассчитайте массовую долю (%) СС16 и СНС)з в смеси, предполагаа, что выход по току 100%. рплелке. Этот пример иллюстрарует ВОХМОНВОСТЬ Поахсдоватшзьистп Оарадалспви нескольких заехтроахтиав44х компоиентоВ смеси при услоВии что их Оквслвтель. ао-восстановительные свойства заметно рапашавзтсд. зашппем урааненил реакций Восстановленаи СО4 при — 1,0 В 2СО4+2Н +2е+2Н8Ш2СНОз+Н82С12 .4 восстановлении СНОз прв — 1,8 В 2СНОЗ+6Н +64+6Н8Е42СН4+3Н82О2 (2) На злектролвз прв — 1,0 В израсходовано 9,17 Кл, следовательно в смеси одерналось 9,17 2'153,8 4лсс1, =0,0146 г. 2 96500 На восстановленве СНОз, содернхпюгосл в исходной смеси и образовавшегоск В результате восставовленва СС14 по реакции (1), пошло 59,65 Кл злеззрачестеа, долгому В соответствии с реакцией (2) находим Обвив количество СНОз В анализируемом растворе 59,65 2'119,35 л4спо,= =0,0246 г.
6 96500 Но реакцав (1) рассчитаем массу СНС12, образовавшагоск из 0,0146 г СС!4: 119,35 ' 0,0146 шсно4= -=ОО!13 г. 153,8 Следовательно, в 0,8010 г всхоцаой смеси содердвтса 0,0146 г СС1„в 0,0246 — О,О!!3=0,0133 г СНС!з. Итак, анализируемак смесь содеривт 0,0146 шссз % = 100=1,!Г2. 0,80!О 0,0133 шсигз,, % = — — 100=1,66.
0,8010 Следует обратить внимание на то, что во всех рассмотренных примерах выход по току принимали равным 100%. Но так бывает це всегда из-за протекания побочных процессов (разложение воды, Реакции с участием примесей). Выход по току 2) — это отношение количества электропреврац!енного вещества к теоретически вычисленному по закону Фарадея: 2) =- — 100%. 4434 Следовательно, если выход по учитывать, и тогда Пр ер 4. Н Са131) тв ру ЭДТА с НйГН). На татровавве 40,0 ъпт Рассчнтайте выход по току. Рпиешм. Запишем ура вненва редкина НбЪ'* + С г++т Прв 10056-нем выходе по току ма х 70 4006
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
