Ю.А. Золотов - Основы аналитической химии (задачи и вопросы) (1110138), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Но авалю поэтоыу в условнкх опыта выход по ток 40,0 й— 43,6 Првмер 5. Невесту 0,1221 г сплава количественно выделили на аноде, эатра Выход по току 90,0тм Рассчитайте массо Ревнвве. Укатывал, что выход по в растворе Вюе 0,15 13 шрь— В сплаве содернвтса О, шрь. 56 О, Пример 6. Прн определенен содер го элеатрвчества на восставовлевве Ее(Ш во-кислородного кулонометра. За вреьаг 36,50 мл смеси газов (н.у,), Какова массо 1,0000 гу Решение. Реакцнл восстановленнл + 1е ~ Ге".
Запвшем уравненнк реакцан катогс 4НэО+4 анод." 2НгΠ— 4г Следовательно, на вьшелевве 3 моль смеси газов расходуетск 4 моль элеатронов. рассчитаем теоретический объем, обусловленвъет прохонденаем 1 Кл элехтрнчества 3'22400 Р=--- . — =0,174 мл. 4'96500 224 В соответствии с условивми на восстановление Ре(П1) затрачено 36.50 Π— — = 209,77 Кл.
0,174 рассчвтаезз ззассу РезОз, учвтывак, что в=1 2 2 209,77 159,7 швчо, 0,1736 т, 2 '96500 0:,1736 шве о,% — — 100=17,36. 1,0000 8.2.2. Кулонометрическое титрование Титрант для кулонометрического титроваиия получают в результате электрохимяческой реакции на генераторном электроде при окислении или восстановлении вспомогательного реагевта в ячейке для титроваиия.
Для обеспечения 100%-ного выхода по току необходим большой избыток вспомогательного реагента. Иногда титрвнт генерируют из растворителя или из материала генераторного электрода. Например, прн электролизе воды можно папучить ОН или Н,О+ для кислотно-основного титрования„а из серебряного анода ионы Ай+ для осацительного кулонометрического титрования. В таких случаях 100%-ный выход по току обеспечен условиями генерации титранта. Электрогенерированный титрант сразу вступает в реакцию с определяемым веществом и, если реакция протекает количественно, стехиометрия ее известна и есть возможность зафиксировать конец титрования, то по количеству электричества„зараченного на генерацию титранта, можно рассчитать массу титруемого вещества. Непременное условие получения правильных результатов при расчете — учет стехиометрии реакции получения титранта и сгехиометрии химической реакции его взаимодействвя с определяемым веществом.
Првмер 7. Намеку пробы 6,4000 г растворилв, восстановвли Аз(9) до Аз(1П) и после удаленив взбытка восстаиоввтелк оттвтровали Аз(Ш) злектротенерврованным 1з. На титровавие затрачено 15 ызш 12 с при силе тока 96,3 мА. Рассчитайте массовую долю (%) АззОз в пробе. Мол. масса (АззОз) 197,64. Реиение. Запишем ураввенне реакции получении 1з оквслеввем КЛ на олатвновом аноде кулонометрвческой кчейки 21 — 2е м 1з и уравнение реакции титровзнвк Аз(Ш): З-129 Азы+12 Ю Азт+2Г Поскольку дупло Рассчитать солериавне АззОз то 963.10-з(15.60+12)19784 ~Ъ* о =0,0450 г 4 96500 0,0450'1ЮО шм „%= — ' =0,70. 6,40 Првмер 8. Для определенна содерпаавя фенола в очищенных промстоках часто используют кулономегрвческое татровавне по реакции бромврованвя.
Дла вва определенна 100,0 мл пробы подквслвлв до РН 4,00, ввели избыток и оггвтровалв фенов злектрогеверврованвым на платановом аноде Вгз. При тока 0,0515 А на твтровавве затрачено 7 мвн 35 с. Рассчитайте содержанке (мкг/мл) фенола в сточной воде„полагал ее пл равной 1,О г/мл. Мол. масса фенола 94, 12. Ревмлве. Прн взавмодейспив фенола с Вгз образуется трпбромфенол: ОН П Вг -зйг, = ОН В1 +3Н +3Вг Вг Записав уравнение решщвн геверацнн Вгг вз КВг на платановом аноде 2Вг — 2е ег Вгз внднм, что и 3 2=6. Следовательно, в 100,0 мл пробы содерпвтса 0,0515(7 ' 60+ 35)94,0 Ийе, =0,0038 г, 6 96500 т.
е. сточная вола содервзп 38 мкг/мт фенола. Првмер 9. для определенвя содерншгвя алюмввня 0,5374 г сплава растеорвлв н осадвлв алюмннвй в виде 8-оксвхвнолнната. Осадок отфвльтровалн н расгворющ в 100„0 мл НС1. В ячейку, содержащую 50,0 мз 0,2 М КВг, помествлв 50,0 мкл полученного раствора в 8-оксвхинолнн оггвтроаалв злектрогеверврованвым Вгз. Какова массовка дола (%) алюмнвня в сгьтаае, если на твтрояанне затрачено 2 мен прн силе тока 10,2 мА7 Выход по току првнять равным 100%.
Реиелие. Этот пример вшпострврует аозмозгность косвенного кулонометрвчес кого твтровання зонов металлов (МВ, А1, )п), способных реагировать с 8-оксвхвно дином с образояаннем устойчивых мазорасгворвмых соединений. Запишем уравнсввя реакций осшкленвя 8-оксвхвнолвната А1(1П) 226 О) Р) А1э++ЗНОСэНаН Д)(ОСэНе?Ч)з+3Н+ твтроэивиа бромом пслучиашегоса прв растаореюи осадка 8-оксиаиволава НОСэНе1Ч+ 2Вгэ гч НОСэнч?ЧВгт+2нвг и говорении Вгз Вз Квг 2Вг — 2е эт Вг С Учетом стеаиометвии Реаттий (Ц (3) найдем л=З 2 2=12, рассчитаем массу алзомивиа, содериащегоса а 100„0 мл растаора 8-оксваанолвната алзомвнии 017): ЛМУ' аа 10 2. 1О-э(2. 60)2698.
100 шзп 5,7 10-' . лЛ~свмога 12'96500'0.5 Следовательно, а аналиэвруемом сплаве содерлптса иль % = 5*7 10 э ' 100/0.5374 = 1 Об. М лгР 0,0145 96500 — — = 172,75. л П 0,0324 250 Задачи 1. Какая сила тока (мА) необходима для проведения кулонометрических измерений при постоянной силе тока, чтобы время (1 с ) было численно равно молярной массе эквивалента электроактивного вещества2 Отвею: 96,50 мА. 2 Из раствора СпЯО„необходимо выделить 10,0 г меди.
Какое количество электричества и сколько времени для этого потребуется, если злектролнз проводить при силе тока 10,0 А? Отвею: 3,04'104 Кл и 0,84 ч. 3. Для получения амальгамы кадмия через ячейку, содержащую водный раствор соли кадмия и 10,0 г металлической ртути, служащей катодом, пропускают постоянный ток 500 мА. Рассчитайте массовую долю (%) кадмия в амальгаме в зависимости от времени электролиза и время, необходимое для получения точно 10%- амальгамы.
Ответ: 2,9. 10 '%„.57,2 мин. Прамер 10. Налесау 0,0145 г очвппвной органической кислоты распюрили а водно-спиртовой смеси и оттнтроаали электрогенерироаавными ОН -иовами. На татроаааие до рН-8,0 затрачено 250 с прв силе тока 32,4 мА. Что можно узнать о кислоте вз этна даввыа? Решение. Поскольку осноаность квслоты невзаестна, то мсвио рассчитать только моллрнуэо массу ее экаааалента: 4. Навеску пробы массой 0,3150 г растворили в метаноле и н ртутном катоде восстановили нитробензол до феннлгидрокснлами на (СьН,МНОН), затратив 40,04 Кл электричества.
Рассчитайт~ массовую долю (%) нитробензола в пробе. Мол. масса (С~Н,О,Ы) 123,12. Отвеик 4,05%. 5. Металлическую медь (мол. масса 63,54, р=8,96 г/смз) элект ролизом выделяют на электроде с поверхности площадью 2,5 смз Сколько времени потребуется для получения слоя меди толщинои 0,01 мм? Отвеин 136 с. б. На восстановление хннона (Д) в 25,0 мл раствора при постоянном потенциале электрода по реакции Д+2е+2Н+ зт НгД затра чено 321 Кл. Какова концентрация хинона (М)? Ответ: 0,0829 М. 7.
Сколько времени потребуется для полного выделения меди нз 25,0 мл 0,0500 М раствора СпБО4 электролизом при силе тока 0,1 А (выход по току 100%)? Как можно сократить время, скажем, до 15 мин? Ответ: 40,2 мин; установить силу тока 0,27 А. 8. При каком рН возможно количественное электролитическое выделение никеля из раствора Ж(ХНЗ),з+ в присутствии 1 М ЫНз (20'С, выход по току 100%)? Отеевп рН 11,30. 9.
Навеску ГеБз массой 1,2350 г с примесью РЪБ растворили в 2 М НЫО, и на количественное окисление РЪ(П) на аноде затратилн 3 мин 30 с при силе тока 0,400 А. Напюпите уравнения реакций, рассчитайте массу свинца и массовую долю (%) РЪБ в пробе. Мол. масса: (РЪБ) 239,26; (РЪ) 207,19. 10. Необходимо в течение 1 мин получить 43,4 мл гремучей смеси при 18 'С и давлении 745 мм рт. сг. Какова должна быть сила тока? Ргввет: 3,82 А. 11. Рассчитайте время, необходимое для выделения 99,9% Сд нз 0,0622 М СдБО, объемом 20,0 мл элекгролизом при силе тока 0,1 мА.
Выход по току 100%. Отвеин 2,36 с. 12. Навеску сплава массой 0,7235 г растворили и через полученный раствор в течение 22 мин пропускали ток силой 0,180 А, в результате чего на катоде полностью выделилась медь. Какова массовая доля (%) меди в сплаве, если выход по току 80,0%. Мол. масса (Си) 63,55. Огневик 8,65%. 13. Рассчитайте количество электричества, необходимое для по- лУчениЯ 1,0 г (1ЧН~)зБзО, по Реакции окислении (1ЧН4)рБОе Выход по току 75%.
Мол. масса ((ХН4),Б,О,) 228,22. Ответ: 1128 Кл. 14. На тнтрование 8,10 мг 1 электрогенерированными МпО4- ионами затрачено 5 мин при силе тока 25 мА. Рассчитайте выход по току. Отвеин 82,2%. 15. Через последовательно соединенные медный н серебряныя кулонометры пропустили 1 Кл электричества. Какого металла выделится больше и во сколько раз? Огпвевк серебра, в 3,4 раза. 228 16. При кулонометрическом определении висмута прн постоянном потенциале ртутного электрода за время электролиза в водородно-кислородном кулонометре образовалось 24,12 мл газа (н.у.). Рассчитайте теоретический объем газа, выделяющегося при пропусканни 1 Кл электричества.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
