zadachnik_2016_g__-_modifitsirovannyi_774 (856265), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Аликвотные части объемом по12.00 мл оттитровали раствором гидроксида калия с концентрацией0.1035 моль/л. При этом на титрование с метиловым оранжевымзатрачено 15.40 мл раствора титранта, а с фенолфталеином – 22.00 мл.Рассчитайте массовую концентрация (г/л) каждой из кислот висходном растворе.113. Смесь гидроксида и карбонат натрия массой 0.5000 г растворили вмерной колбе вместимостью 100.0 мл. На титрование 20.00 мл этогораствора с фенолфталеином израсходовали 13.77 мл растворахлороводородной кислоты (0.1250 моль/л), а на титрование такой жеаликвотной части с метиловым оранжевым – 17.55 мл.
Вычислитемассовые доли (%) гидроксида и карбоната натрия в образце.114. На титрование 15.00 мл раствора, содержащего смесь фосфорнойкислоты и дигидрофосфата натрия, с индикатором метиловыморанжевым затрачено 17.35 мл, а с фенолфталеином – 37.63 мл,раствора гидроксида натрия с концентрацией 0.1003 моль/л. Определитетитры (мг/мл) каждого компонента в аликвотной части раствора.115. Навеску смеси карбоната натрия, гидрокарбоната натрия и нитратанатрия массой 5.3000 г растворили в дистиллированной воде ираствор перенесли в мерную колбу вместимостью 250.0 мл. Натитрование 10.00 мл полученного раствора с тимолфталеиномзатрачено 12.00 мл раствора серной кислоты с концентрациейэквивалента 0.1200 моль/л, а на титрование такой же аликвотной частис метиловым оранжевым – 26.10 мл. Рассчитайте массовую долю (%)карбоната и гидрокарбоната натрия в исходной смеси.116. Аликвотнуючасть(20.00мл)раствора,содержащегохлороводородную и ортофосфорную кислоты, разбавили водой вмерной колбе вместимостью 1000.0 мл.
На титрование 18.00 млполученного раствора с метиловым красным израсходовали 20.50 млраствора гидроксида натрия с концентрацией 0.1880 моль/л, а натитрование такой же пробы с фенолфталеином – 30.85 мл растворатитранта. Напишите уравнения титриметрических реакций в47соответствии с используемыми индикаторами. Вычислите массовыеконцентрации (г/л) каждой из кислот в исходном растворе.117. Пробу анализируемого раствора, содержащего фосфорную кислоту идигидрофосфат калия, объемом 20.00 мл перенесли в мерную колбуобъемом 500.0 мл и довели до метки дистиллированной водой.
Натитрование 15.00 мл с индикатором метиловым оранжевым пошло24.00 мл, а с индикатором тимоловый синий – 58.00 мл, растворагидроксида калия (0.08550 моль/л). Определите молярные концентрации(моль/л) каждого компонента в анализируемом растворе.118. Навеску смеси карбоната натрия, гидрокарбоната натрия и хлориданатрия массой 1.4770 г растворили в дистиллированной воде иоттитровали раствором хлорной кислоты с концентрацией 0.2000моль/л. При этом на титрование с фенолфталеином затрачено 10.45 млраствора кислоты, а с метиловым оранжевым – 34.09 мл.
Рассчитайтемассовую долю (%) карбоната и гидрокарбоната натрия в исходнойсмеси.119. При определении качества твердого гидроксида натрия,загрязненного карбонатом натрия, из его навески массой 0.5601 гприготовили 250.0 мл раствора. На титрование 50.00 мл этогораствора с фенолфталеином затратили 22.67 мл раствора солянойкислоты с концентрацией 0.1120 моль/л, а на титрование такой жеаликвотной части с метиловым оранжевым – 24.08 мл. Вычислитемассовую долю (%) гидроксида натрия в анализируемом образце.120.
На титрование 25.00 мл раствора, содержащего смесь фосфорнойкислоты и дигидрофосфата натрия, с индикатором метиловыморанжевым затрачено 12.00 мл раствора гидроксида натрия сконцентрацией 0.1650 моль/л, а с индикатором фенолфталеином – 28.50мл. Вычислите массовую концентрацию (мг/мл) каждого компонентасмеси.121. Смесь хлороводородной и фосфорной кислот объемом 50.00 млперенесли в мерную колбу на 2000.0 мл и довели до меткидистиллированной водой. Аликвотные части полученного раствораобъемом 10.00 мл оттитровали раствором гидроксида натрия (0.06812моль/л). При этом на титрование с метиловым оранжевым пошло 18.2048мл раствора титранта, а с фенолфталеином – 34.70 мл.
Рассчитайтемолярные концентрации (моль/л) хлороводородной и фосфорной кислотв исходной смеси.122. Пробуанализируемогораствора,содержащегокарбонат,гидрокарбонат и хлорида калия, массой 1.6352 г перенесли в мернуюколбу объемом 100.0 мл и довели до метки дистиллированной водой.На титрование аликвотной части полученного раствора объемом 20.00мл с индикатором тимолфталеин затратили 10.08 мл раствора сернойкислоты с молярной концентрацией 0.05230 моль/л, а на титрование тойже пробы с индикатором метиловый красный – 24.25 мл. Рассчитайтемассовые доли (%) карбоната и гидрокарбоната калия ванализируемом растворе.123. Раствор, содержащий гидроксид калия и карбонат натрия,оттитровали раствором хлорной кислоты с массовой концентрацией0.01206 г/мл, затратив на титрование с фенолфталеином 22.20 млраствора кислоты, а на титрование того же раствора с метиловыморанжевым – 34.00 мл.
Рассчитайте количества вещества (ммоль)гидроксида калия и карбоната натрия в титруемом растворе.492.Комплексонометрическое титрование2.1. Предварительные оценочные расчеты при проведениикомплексонометрического анализа2.1.1. Решение типовых задачПример 2.1.1.1.Объектом анализа является смесь солей CuSO4 (20 ÷ 30 %) иCuSO4∙5H2O (70 ÷ 80 %). Содержание меди в этой смеси определяюткомплексонометрическим титрованием с использованием аммонийногобуферного раствора (рН = 9.0). Для приготовления анализируемого растворавзята навеска смеси солей массой 1.1520 г и растворена в мерной колбеобъемом 100 мл. В ходе анализа была использована следующая мернаяпосуда: пипетка на 20 мл, бюретка на 25 мл, мерные колбы на 100 и 250 мл.Напишитеуравнениетитриметрической реакции,оценитеконцентрацию титранта и массу навески металлической меди, необходимуюдля приготовления стандартного раствора.Справочные данные: М(CuSO4∙5H2O) = 249.7 г/моль; М(CuSO4) = 159.6г/моль; М(Cu) = 63.55 г/моль.Дано:X ≡ Cu2+CuSO4 (1 = 20 ÷ 30%) + CuSO4∙5H2O (2 = 70 ÷ 80%)mсмеси = 1.1520 г; рН = 9.0 (аммонийный буфер)T ≡ Na2H2Y (комплексонометрия)VП = 20 мл; VБ = 25 мл; VK1 = 100 мл; VK2 = 250 млst ≡ CuМ(CuSO4∙5H2O) = 249.7 г/мольМ(CuSO4) = 159.6 г/моль; М(Cu) = 63.55 г/мольСT(Na2H2Y), [моль/л] = ?mst(Cu), [г] = ?50Решение:С учетом доминирующих в аммонийном буферном растворе при рН =9.0 комплексных частиц, уравнение титриметрической реакции следуетнаписать следующим образом:2+ + 43 = [ (3 )4]2+[ (3 )4 ]2+ + 3− = []2− + 4+ + 33Поскольку и в объекте анализа и в стандартном веществекомплексонометрически титруется один и тот же ион Cu2+, титрованиепроводят в одинаковых условиях.По закону эквивалентов: (2+ ) = (2 2) (2+ ) ∙ П = (2 2) ∙ 1 (2+ ) = (2 2 ) (2+ ) ∙ П = (2 2 ) ∙ 2Для получения небольшой относительной погрешности объематитранта примем, что⅓Б ≤ ≤ ⅔Б ; → ≈ → ≈ ½Б8 мл ≤ ≤ 17 мл; → ≈ → ≈ ½Б = 12.5 млΣ (2+ ) (4 ) + (4 ∙ 52)2+ ( ) ===11∙ (4) смеси ∙ 2(4 ∙ 52)( смеси 1+)(4 ) (4 ∙ 52 )==11.1520 г ∙ (25% ∙ 10−2) 1.1520 г ∙ (75% ∙ 10−2)(+)159.6 г⁄моль249.7 г⁄моль== 0.05265 моль⁄л ≅−3(100 ∙ 10 ) л≅ 0.053 моль⁄лТогда получим: (2+ ) ∙ П (2+ ) ∙ П 0.053 моль⁄л ∙ 20 мл (2 2) ====→½Б12.5 мл= 0.0848 моль⁄л ≅ 0.085 моль⁄лПоскольку мы приняли, что VT→st ≈ VT→X, то (2+ ) = (2+ ) = 0.053 моль⁄лДля приготовления раствора стандартного вещества используютмерную колбу вместимостью 250 мл (VK2).
Тогда51 () = (2+ ) ∙ 2 ∙ () == 0.053 моль⁄л ∙ (250 ∙ 10−3) л ∙ 63.55 г⁄моль = 0.8420 г ≅ 0.85 гПример 2.1.1.2.Проводят анализ водопроводной воды средней жесткости, чтосоответствует от 1.0 до 9.0 ммоль суммарного содержания Ca2+ и Mg2+ в 1литре воды. Содержание Ca2+ и Mg2+ определяют комплексонометрическимтитрованием с использованием аммонийного буферного раствора (рН = 9.5).Для титрования анализируемой воды взята проба объемом 100 мл.
Влаборатории имеется следующая мерная посуда: пипетка на 10 мл, бюреткана 50 мл, мерная колба на 500 мл.Напишитеуравнениятитриметрических реакций,оценитеконцентрацию титранта и массу навески стандартного вещества(MgSO4∙7H2O), необходимую для приготовления стандартного раствора вмерной колбе объемом 500 мл.Справочные данные: М(MgSO4∙7H2O) = 246.5 г/моль.Дано:X ≡ Ca2+ + Mg2+CX(Ca2+ + Mg2+) = (1.0 ÷ 9.0)·10–3 моль/лVпробы = 100 мл; рН = 9.5 (аммонийный буфер)T ≡ Na2H2YVП = 10 мл; VБ = 50 мл; VK = 500 млst ≡ MgSO4∙7H2OМ(MgSO4∙7H2O) = 246.5 г/мольСT(Na2H2Y), [моль/л] = ?mst(MgSO4∙7H2O), [г] = ?Решение:Поскольку ни кальций, ни магний в растворе не образуют устойчивыхкомплексных частиц, то уравнения титриметрических реакций следуетнаписать следующим образом:2+ + 3 + 3− = [ ]2− + 4+2+ + 3 + 3− = [ ]2− + 4+52Титрование стандартного вещества MgSO4∙7H2O проводят в тех жеусловиях и уравнение титриметрической реакции для него выглядитаналогично:2+ + 3 + 3− = [ ]2− + 4+По закону эквивалентов: (2+ + 2+ ) = (2 2) (2+ + 2+ ) ∙ пробы = (2 2 ) ∙ → (2+ ) = (2 2) (2+ ) ∙ П = (2 2) ∙ →Для получения небольшой относительной погрешности объематитранта примем, что⅓Б ≤ ≤ ⅔Б ; → ≈ → ≈ ½Б17 мл ≤ ≤ 33 мл; → ≈ → ≈ ½Б = 25 млТогда получим:(1.0 + 9.0) ∙ 10−3 моль⁄л2+2+ ( + ) == 5.0 ∙ 10−3 моль⁄л2 (2+ + 2+ ) ∙ пробы (2+ + 2+ ) ∙ пробы (2 2) ===→½Б(5.0 ∙ 10−3) моль⁄л ∙ 100 мл== 0.020 моль⁄л25 млИспользуй закон эквивалентов для аликвотной части растворастандартного вещества, найдем его концентрацию, а затем массу,необходимую для приготовления стандартного раствора: (2 2 ) ∙ → (2 2 ) ∙ ½Б (2+ ) ===ПП0.020 моль⁄л ∙ 25 мл== 0.050 моль⁄л10 мл (4 ∙ 72 ) = (2+ ) ∙ ∙ (4 ∙ 72 ) == 0.050 моль⁄л ∙ (500 ∙ 10−3) л ∙ 246.5 г⁄моль = 6.1625 г ≅ 6.2 г532.1.2.
Задания для самостоятельного решенияПри решении задач №№ 1 – 20, приведенных в табл. 2.1, напишитеуравнения титриметрических реакций и проведите вычисления для оценкитребуемых величин.Все справочные данные приведены в конце данного пособия.Сокращения: VП – объем пипетки; VБ – объем бюретки; VК – объемколбы.NH3∙H2O+ NH4ClpH = 9.0ОценитьNH3∙H2O+ NH4ClpH = 8.0Мерная посуда,мл3MgSO4(20 ÷ 40%)Mg2++ MgSO4∙7H2O(60 ÷ 80%)NH3∙H2O+ NH4ClpH = 9.0СтандартноевеществоCa(NO3)2(60 ÷ 80%)+ KNO31Ca2+(20 ÷ 40%)mсмеси = 1.5450 г VК1Ca(NO3)2(40 ÷ 60%)+ Ca(NO3)2∙4H2O2Ca2+(60 ÷ 40%)mсмеси = 1.2500 г VК1УсловиятитрованияОпределяемыйкомпонент№Объектанализа;способподготовки канализуТаблица 2.1MgSO4∙∙7H2OVП = 10VБ = 25VК1 = 100VК2 = 250СT;mst VК2ZnVП = 20VБ = 50VК1 = 100VК2 = 200СT;mst VК2MgSO4∙VП = 20∙7H2OVБ = 10mst =VК1 = 100= 3.1850 гVК2 = 250 VК2СT;mсмеси VК14NH4Fe(SO4)2∙∙12H2OFe3+Fe2(SO4)3(70 ÷ 80%)+ Na2SO45Fe3+(20 ÷ 30 %)mсмеси = 2.4585 г VК1CdО(20 ÷ 30 %)6Cd2++ CdСO3(70 ÷ 80 %)ZnCl2(40 ÷ 60 %)7Zn2++ ZnSO4(40 ÷ 60 %)ОценитьМерная посуда,млpH = 3.0FeVП = 20mst =VБ = 50= 1.1250 г VК1 = 100VК2 = 250 VК2СT;mX VК1pH = 2.0FeVП = 10VБ = 25VК1 = 200VК2 = 250СT;mst VК2NH3∙H2O+ NH4ClpH = 9.0Cumst == 0.5220 г VК2Znmst == 0.5425 г VК2MgSO4∙∙7H2Omst == 2.5500 г VК2Cumst == 0.7515 г VК2VП = 10VБ = 25VК1 = 100VК2 = 250VП = 20VБ = 25VК1 = 100VК2 = 200СT;mсмеси VК1VП = 10VБ = 25VК1 = 100VК2 = 200СT;mсплава VК1VП = 25VБ = 50VК1 = 200VК2 = 250СT;Vисх. VК1NH3∙H2O+ NH4ClpH = 9.0Сплав8Zn2+Zn = 10 ÷ 20 %NH3∙H2O+ NH4ClpH = 10.0Раствор CuSO4Cu2+г(150 ÷ 250 /л)NH3∙H2O+ NH4ClpH = 9.59СтандартноевеществоУсловиятитрованияОпределяемыйкомпонент№Объектанализа;способподготовки канализу54СT;mсмеси VК1ZnCl2(25 ÷ 30 г/л)10Zn2++ ZnSO4(40 ÷ 60 г/л)Sr(NO3)2(20 ÷ 40 %)+ Sr(NO3)2∙4H2O11Sr2+(80 ÷ 60 %)mсмеси = 2.8300 г VК1Смесьсолей Cu12Cu2+Cu = 15 ÷ 20 %131415MnSO4∙7H2O(60 ÷ 80%)+ К2SO4(20 ÷ 40 %)МnCl2(40 ÷ 50 %)+ МnCl2∙4H2O(50 ÷ 60 %)Pb(NO3)2(70 ÷ 80%)+ NаNO3(20 ÷ 30%)ОценитьМерная посуда,млСтандартноевеществоУсловиятитрованияОпределяемыйкомпонент№Объектанализа;способподготовки канализу55NH3∙H2O+ NH4ClpH = 9.0ZnVП = 10mst =VБ = 25= 0.6212 г VК1 = 200VК2 = 500 VК2СT;Vисх. VК1NH3∙H2O+ NH4ClpH = 10.0MgSO4∙∙7H2OVП = 20VБ = 50VК1 = 200VК2 = 250СT;mst VК2Cumst == 0.9255 г VК2Znmst == 0.6565 г VК2Cumst == 0.4252 г VК2Znmst == 0.4885 г VК2VП = 10VБ = 25VК1 = 100VК2 = 500VП = 20VБ = 50VК1 = 100VК2 = 250VП = 25VБ = 25VК1 = 100VК2 = 250VП = 10VБ = 25VК1 = 100VК2 = 250СT;mсмеси VК1NH3∙H2O+ NH4ClpH = 10.0Mn2+СН3СООН +СН3СООNарН = 5.0Mn2+СН3СООН +СН3СООNарН = 5.5Pb2+СН3СООН +СН3СООNарН = 6.0СT;mсмеси VК1СT;mсмеси VК1СT;mсмеси VК1Pb(СН3СОО)2∙∙3H2O(70 ÷ 90%)16 + СН3СООNа Pb2+(10 ÷ 30%)mсмеси = 2.1875 г VК1Pb(СН3СОО)2(200 ÷ 250 г/л)17Pb2+ 10.00 мл VК1Сплав18Co = 7 ÷ 10 %19KFe(SO4)2∙∙12H2OСоSO4(10 ÷ 30%)20+ СоSO4∙7H2O(70 ÷ 90%)СН3СООН +СН3СООNарН = 5.5СН3СООН +СН3СООNарН = 5.0ОценитьМерная посуда,млСтандартноевеществоУсловиятитрованияОпределяемыйкомпонент№Объектанализа;способподготовки канализу56CuVП = 10СT;VБ = 25VК1 = 200 mst VК2VК2 = 500ZnVП = 20СT;VБ = 10VК1 = 200 mst VК2VК2 = 250Co2+NH3∙H2O+ NH4ClpH = 9.5CuVП = 10mst =VБ = 25= 0.3688 г VК1 = 100VК2 = 200 VК23+рН = 2.0для X;рН = 9.0для stС(Cu2+) == 0.02655моль/лVП = 10СT;VБ = 25mсоли VКVК = 2002+NH3∙H2O+ NH4ClpH = 9.0С(Cu2+) == 0.03118моль/лVП = 10VБ = 25VК = 200FeCoСT;mсплава VК1СT;mсмеси VК572.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
