Типовые задачи



Скачать 116.79 Kb.
НазваниеТиповые задачи
Дата22.04.2013
Размер116.79 Kb.
ТипЗадача
источник
1. /3 КУРС 5 С/Аналитическая химия/Аналитическая химия/Лаборатория/Вводная информация.doc
2. /3 КУРС 5 С/Аналитическая химия/Аналитическая химия/Лаборатория/Качественный анализ.doc
3. /3 КУРС 5 С/Аналитическая химия/Аналитическая химия/Лаборатория/Кислотно-основное титрование.doc
4. /3 КУРС 5 С/Аналитическая химия/Аналитическая химия/Лаборатория/Маршрутный лист.doc
5. /3 КУРС 5 С/Аналитическая химия/Аналитическая химия/Примеры решения задач/Часть 2.doc
6. /3 КУРС 5 С/Аналитическая химия/Аналитическая химия/Примеры решения задач/Часть1.doc
7. /3 КУРС 5 С/Аналитическая химия/Аналитическая химия/Расчетно-графическая работа/Задание на РГР.doc
8. /3 КУРС 5 С/Аналитическая химия/Аналитическая химия/Расчетно-графическая работа/РГР(вариант1).doc
9. /3 КУРС 5 С/Аналитическая химия/Аналитическая химия/Расчетно-графическая работа/РГР(вариант2).doc
10. /3 КУРС 5 С/Аналитическая химия/Аналитическая химия/Расчетно-графическая работа/РГР(вариант3).doc
11. /3 КУРС 5 С/Аналитическая химия/Аналитическая химия/Расчетно-графическая работа/РГР(вариант4).doc
12. /3 КУРС 5 С/Аналитическая химия/Аналитическая химия/Теоретическое содержание/Качественный анализ.doc
13. /3 КУРС 5 С/Аналитическая химия/Аналитическая химия/Теоретическое содержание/Кислотно-основное титрование.doc
14. /3 КУРС 5 С/Аналитическая химия/Хим мет Часть1/Контрольные работы/КОНТР-1.doc
15. /3 КУРС 5 С/Аналитическая химия/Хим мет Часть1/Контрольные работы/КОНТР-2.doc
16. /3 КУРС 5 С/Материаловедение/Материаловедение/n1.doc
17. /3 КУРС 5 С/Материаловедение/Материаловедение/n2.doc
18. /3 КУРС 5 С/Рабочий план 5 семестр.doc
19. /3 КУРС 5 С/Физическая химия 5сем2005/1 ЗДО Домзадания 1сем.doc
20. /3 КУРС 5 С/Физическая химия 5сем2005/Домзадания.doc
21. /3 КУРС 5 С/Электротехника/Электротехника/Контрольные вопросы.doc
22. /3 КУРС 5 С/Электротехника/Электротехника/Контрольные задачи.doc
23. /3 КУРС 5 С/Электротехника/Электротехника/ПРОГРАММА КУРСА.doc
24. /3 КУРС 5 С/механика/механика/задание на курс.проект.doc
Название лабораторной работы
Руководство по оформлению лабораторной работы №1 по теме
Руководство по оформлению Лабораторной работы №2 по теме
Маршрутный лист 200 /200 уч год Фамилия, И. О. Группа
Типовые задачи
Задача № Рассмотрите условия определения иона к + с Na 3 [Co(no 2 ) 6 ]. Какой ион мешает определению иона калия?
Задание на выполнение расчетно-графической работы (ргр)
Вариант Титрование сильной кислоты сильным основанием
Вариант Титрование сильного основания сильной кислотой
Вариант Титрование слабой кислоты сильным основанием
Вариант Титрование слабого основания сильной кислотой
Программа теоретического курса. Тема I
Литература Примеры решения задач Вопросы для самостоятельной подготовки
Вариант 1 Требования к аналитической химической реакции. Привести примеры. С помощью каких реакций можно отличить BaCO3 от CaSO4? (Уравнения реакций, условия их проведения, аналитические признаки продуктов реакции).
5. По какой формуле рассчитывают титр стандартного раствора hcl (тhcl), если на титрование vnа2В4О7
Д. И. Менделеева основы материаловедения. Указания к изучению курса
Д. И. Менделеева основы материаловедения
3 курс 5 семестр
Домашнее задание №1
Домашнее задание №1
Электротехник а перечень контрольных вопросов Однофазные и трехфазные электрические цепи
Учебное пособие №34-20 «Сборник контрольных задач по электрическим цепям переменного тока»
Программа курса
Техническое задание на курсовой проект "Химический аппарат колонного типа"

Тема. Методы кислотно-основного титрования

Типовые задачи


Количество молей эквивалента вещества может быть выражено через характеристики стандартного раствора следующим образом:

(1)


1. Приготовление рабочих растворов.


Задача №1. В мерной колбе вместимостью 500,0 мл приготовлен раствор из навески 2,3465 г Na2CO3. Вычислить следующие характеристики раствора: а) концентрацию моль эвивалента; б) титр; в) титр по HCl.

Решение:

При решении используем уравнение (1):

а) Находим молярную концентрацию эквивалента Na2CO3 (с(1/2 Na2CO3)):

; моль экв/л

б) Титр приготовленного раствора Na2CO3 (Т(Na2CO3):

; г/см3

в) Титр раствора Na2CO3 по HCl (T(NaOH/HCl)): Для расчета этой характеристики стандартного раствора Na2CO3 используем понятие «титр по определяемому веществу» (сколько граммов определяемого вещества приходится на 1 мл используемого для стандартизации стандартного раствор или сколько грамм определяемого вещества оттитровывается одним миллилитром титранта, в том случае, если стандартным раствором является титрант). Определяемым веществом в данном случае является HCl. Имеется в виду, что характеристики раствора соляной кислоты определяются по реакции титрования:

Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + 2H2CO3



Через титр раствора Na2CO3:

г/мл

Задача №2. Какой объем соляной кислоты плотностью 1,84 г/см3 (ω = 38,82%) следует взять для приготовления 500 мл 0,2 М раствора?

Решение:

Раствор соляной кислоты можно приготовить только приблизительной концентрации (вторичный стандарт). Для расчета объема соляной кислоты (VHCl) , необходимого для приготовления определенного объема (V’HCl) раствора с заданной концентрацией воспользуемся формулой (1):

, мл

2. Прямое титрование и титрование по заместителю




2.1. Расчет характеристик рабочих растворов



Задача 3: На титрование 10,00 см3 раствора, приготовленного из навески 2,0568 г тетрабората натрия (Na2B4O7∙10H2O) в мерной колбе на 100 мл расходуется 8,75 см3 раствора HCl. Рассчитайте титр и молярную концентрацию эквивалента раствора HCl.

Решение:

Стандартизация раствора HCl (вторичный стандарт) по раствору Na2B4O7∙10H2O (первичный стандарт) проводилась прямым титрованием:


Na2B4O7∙10H2O + 2 HCl → 4H3BO3 + 2NaCl + 5H2O

fэкв(Na2B4O7∙10H2O) = 1/2; fэк(HCl) =1/1

Схема прямого титрования в этом случае выглядит так:


На титрование аликвоты (10 см3) стандартного раствора тетрабората натрия пошло 8,75 см3 раствора соляной кислоты. В конечной точке титрования, количество молей эквивалента Na2B4O7∙10H2O, которое внесли в колбу для титрования (аликвота = 10 см3), равно количеству молей эквивалента раствора HCl, пошедшего на титрование. Представим схематически количество моль эквивалентов в виде отрезков:


n(1/2Na2B4O7)



n(1/1HCl)

Схема расчета для метода прямого титрования:

Пользуясь формулой (1), выразим количество молей эквивалента через известные из условия задачи характеристики. Для этого сначала рассчитаем титр раствора тетрабората натрия:

г/см3

Для расчета молярной концентрации эквивалента HCl необходимо количество молей эквивалента HCl выразить через c(1/1HCl):

;

Молярная концентрация эквивалента раствора HCl:



Для расчета титра HCl необходимо количество молей эквивалента HCl выразить через T(HCl):



Титр раствора HCl:




2.2 Расчет навески или объема раствора, взятых для анализа, и результатов анализа


Задача №4: Рассчитать массу бария в растворе гидроксида бария объемом 100 мл, если на титрование аликвоты (10 мл) затрачено 8,67 мл 0,0987М раствора HCl.

Решение:

Ba(OH)2 определяют методом прямого титрования. Реакция титрования:

Ba(OH)2 + 2HCl → BaCl2 + 2H2O

fэкв(Ba(OH)2) = 1/2; fэкв(HCl) =1/1

Схема расчета для метода прямого титрования в этом случае имеет вид:

Пользуясь формулой (1), выразим количество молей эквивалента через известные из условия задачи характеристики. Количество молей эквивалента Ba(OH)2 через массу Ba (m(Ba)), а количество молей эквивалента HCl через молярную концентрацию эквивалента HCl (c(1/1HCl)):

; fэкв(Ba) = fэкв(Ba(OH)2) = ½

Искомая масса бария с учетом соотношения объема колбы к объему пипетки (аликвоты):

г.

Задача №5: Сколько миллилитров 10 %-ного раствора серной кислоты плотностью 1,09 г/см3 нужно взять для анализа, чтобы на ее титрование пошло 10 мл 0,1М раствора NaOH?

Решение:

Серная кислота титруется стандартным раствором NaOH методом прямого титрования. H2SO4 является сильной двухосновной кислотой (К1≈2; К2≈10−2). Поэтому титрование протекает в один скачек (обе ступени титруются одновременно):

H2SO4 +2 NaOH → Na2SO4 + 2H2O

fэкв(H2SO4) = 1/2; fэкв(NaOH) =1/1


Схема расчета для метода прямого титрования в этом случае имеет вид:

Пользуясь формулой (1), выразим количество молей эквивалента через известные из условия задачи характеристики. Количество молей эквивалента H2SO4 через процентную концентрацию (ω(%)), а количество молей эквивалента NaOH через молярную концентрацию эквивалента (с(1/1NaOH)):




Рассчитаем искомый объем серной кислоты, необходимый для анализа:




Задача №6: Из 0,5320 г нитрата аммония приготовили 100 мл раствора. К 20 мл этого раствора добавили в избытке нейтральный раствор формалина, в результате реакции с которым выделилась азотная кислота в количестве, эквивалентном NH4NO3. На титрование HNO3 пошло 12,50 мл 0,1030 М раствора NaOH.Рассчитать массовую долю азота в образце.

Решение:

Нитрат аммония определяют по заместителю (формальдегидный метод). В результате химической реакции иона аммония с формальдегидом выделяется количество кислоты, эквивалентное аммонийной соли:

4NH4NO3 + 6HCOH → (CH2)6N4 + 4HNO3 + 6H2O

Выделившуюся кислоту затем оттитровывают стандартным раствором NaOH:

HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O

fэкв(NH4NO3) = fэкв(HNO3) = fэкв(NaOH) =1/1

Схема титрования по заместителю в этом случае выглядит так:







Представим схематически количество моль эквивалентов в виде отрезков:

n(1/1NH4NO3)



n(1/1HNO3)


n(1/1NaOH)




Схема расчета для метода титрования по замещению:



Пользуясь формулой (1), выразим количество молей эквивалента через известные из условия задачи характеристики. Количество молей эквивалента NH4NO3 через массу N (m(N)) (с учетом соотношения объема колбы к объему пипетки), а количество молей эквивалента NaOH через молярную концентрацию эквивалента HCl (c(1/1HCl)):

г

Массовая доля азота в образце (ωN(%)):


;

Задача №7: Какую навеску вещества, содержащего по массе около 10% азота, нужно взять для анализа, чтобы на титрование аммиака, полученного из азота, расходовалось 10 мл соляной кислоты с титром по аммиаку Т(HCl/NH3)=0,007654 г/мл?

Решение:

По условию задачи из азота, содержащегося в образце, получают аммиак, который затем оттитровывают соляной кислотой:


NH4OH + HCl → NH4Cl + H2O

fэкв(NH4OH) = fэкв(NH3) = = fэкв(N) = 1/1; fэкв(HCl) =1/1


Схема расчета для метода прямого титрования в этом случае имеет вид:

Пользуясь формулой (1), выразим количество молей эквивалента через известные из условия задачи характеристики. Количество молей эквивалента N через массу N (m(N)), а количество молей эквивалента HCl через титр HCl по NH3 (Т(:HCl/NH3)) (Определение понятия см. Задача№1):



Рассчитаем массу азота, на титрование которой расходуется 10 мл соляной кислоты с известным титром по определяемому веществу:

г

Искомая навеска вещества (m) по массе содержит 10% азота (ωN(%))=10:

; г


2.3. Задачи на определение компонентов смеси протолитов


Задача № 8: 20 мл раствора, содержащего Na2CO3 и NaHCO3 оттитровали раствором HCl с с(1/1HCl)=0,1M. На титрование с индикатором фенолфталеином пошло 7 мл соляной кислоты, а на титрование этой же аликвоты смеси с индикатором метиловым оранжевым пошло 22 мл соляной кислоты. Рассчитать молярные концентрации Na2CO3 и NaHCO3.

Решение:

Рассмотрим химизм титрования данной смеси. Индикатор фенолфталеин позволяет установить точку эквивалентности, соответствующую первой ступени титрования. На первом этапе титрования (до первой точки эквивалентности) Na2CO3 титруется до NaHCO3:

I ступень титрования: Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl фенолфталеин

fэкв(Na2CO3) = fэкв(HCl) = 1/1

От первой до второй точки эквивалентности титруется NaHCO3, который получили на первой ступени титрования из Na2CO3 (обозначен зеленым цветом) и тот гидрокарбонат, который был в составе смеси:

II ступень титрования: NaHCO3 + HCl = NaCl + H2CO3 метиловый оранжевый

NaHCO3 + HCl = NaCl + H2CO3

fэкв(NaHCO3) = fэкв(HCl) = 1/1

Таким образом, при индикации точки эквивалентности с помощью фенолфталеина оттитровывается только один компонент смеси - Na2CO3. При расчете содержания Na2CO3 по этой ступени надо учитывать фактор эквивалентности fэкв(Na2CO3) = 1/1.

Протекание реакции по второй ступени можно заметить с метиловым-оранжевым:

При этом оба компонента смеси будут оттитровываться до угольной кислоты:

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2CO3

NaHCO3 + HCl = NaCl + H2CO3

fэкв(Na2CO3) = 1/2; fэкв(NaHCO3) = 1/1

Кривая титрования заданной смеси будет выглядеть так:


рН


ф.ф




7 мл

м.о.






22 мл

Из закона эквивалентов рассчитываем молярную концентрацию эквивалента Na2CO3 (используем данные для титрования с индикатором фенолфталеином):






моль экв/л

Молярная концентрация Na2CO3 равна рассчитанной молярной концентрации эквивалента Na2CO3, т.к. фактор эквивалентности соды в этом случае равен 1/1.

с(Na2CO3) = с(1/1 Na2CO3)=0,035 моль экв/л

Рассчитаем объем соляной кислоты, пошедший на титрование компонента смеси NaHCO3 с индикатором метиловым оранжевым (V’(HCl)), (смотри кривую титрования):

V’(HCl) = Vм-о –2Vф-ф = 22-2∙7 = 8 мл


Из закона эквивалентов рассчитываем молярную концентрацию эквивалента NaHCO3 (используем данные для титрования с индикатором метиловым оранжевым):





моль экв/л


Молярная концентрация NaHCO3 равна рассчитанной молярной концентрации эквивалента NaHCO3:

С(NaHCO3) = с(1/1 NaHCO3)=0,040 моль экв/л


Задача № 9: Рассчитать объем раствора NaOH с молярной концентрацией c(NaOH) =0,08 M, необходимый для титрования 25 мл раствора, содержащего 0,02 моля H3PO4 и 0,03 моля NaH2PO4 c индикатором фенолфталеином.

Решение:

Рассмотрим химизм титрования смеси с индикатором фенолфталеином. Фенолфталеин позволяет установить точку эквивалентности, соответствующую титрованию смеси до второй точки эквивалентности. При этом H3PO4 титруется до Na2HPO4, и NaH2PO4 до Na2HPO4 и протекают следующие реакции:

H3PO4 +2NaOH = Na2HPO4 + 2H2O

fэкв(H3PO4) = 1/2;

NaH2PO4 + NaOH = Na2HPO4 + H2O

fэкв(NaH2PO4) = 1/1


Кривая титрования заданной смеси будет выглядеть так:






ф-ф



7






м-о


0

14

V(HCl)


V(NaOH)=?

Рассчитаем объем NaOH, необходимый для титрования 25 мл раствора, содержащего 0,02 моля H3PO4 и 0,03 моля NaH2PO4 c индикатором фенолфталеином. Количество молей эквивалента титранта расходуется на титрование H3PO4 до Na2HPO4, и NaH2PO4 до Na2HPO4:





Рассчитываем объем NaOH, подставляя данные из условия (с(1/2H3PO4) = 2∙с(H3PO4)):

мл


3. Обратное титрование


Задача № 10: Навеска 0,1547 г технического образца MgO обработана 50 см3 0,1500 М раствора HCl. На титрование полученного раствора пошло 15,1 см3 стандартного раствора NaOH с концентрацией 0,25М. Сколько процентов MgO содержится в образце?

Решение:

MgO определяют обратным титрованием. К навеске, содержащей MgO, прибавляют точно известный объем стандартного раствора HCl, остаток которого оттитровывают стандартным раствором NaOH:

MgO + 2HClизбыток → MgCl2 + H2O +[ HClостаток]

fэкв(MgO) = 1/2

HClостаток + NaOH → NaCl + H2O


Схема обратного титрования титрования в этом случае выглядит так:


MgO+HCl


NaOH




П
n(1/2MgO)
редставим схематически количество моль эквивалентов в виде отрезков:






n(1/1HCl)





n(1/1NaOH)




Схема расчета для метода обратного титрования:



Выразим количество молей эквивалента через известные из условия задачи характеристики. Количество молей эквивалента MgO через массу MgO (m(MgO)), а количество молей эквивалента HCl и NaOH через молярные концентрации эквивалентов:



Рассчитываем содержание MgO в образце:



г

Рассчитываем процентное содержание MgO в исследуемом образце (ωMgO(%)):



Задача № 11: При анализе азотсодержащего органического вещества азот количественно переводят в соль аммония. Аммиак, выделившийся при кипячении с концентрированной щелочью, отгоняют в 50 мл раствора HCl [Т(HCl)=0,003650 г/мл]. Какую навеску вещества надо взять, для анализа, чтобы на титрование избытка кислоты расходовать 20 мл раствора NaOH [Т(NaOH)=0,00400 г/мл] при массовой доле азота около 10%?.

Решение:

Азот, количественно переведенный в соль аммония, определяют методом обратного титрования(«метод отгонки»).Рассматриваемый метод является комбинированным(метод титрования заместителя + метод обратного титрования). Рассмотрим химизм метода отгонки:

Соль аммония (эквивалентную азоту) кипятят с раствором щелочи:

NH4+ + OH → NH3↑ + H2O (отгонка при кипячении)

Выделившийся аммиак отгоняют в сосуд, содержащий точно известный объем стандартного раствора кислоты.

NH3 + HCl избыток = NH4Cl + [HCl остаток]

fэкв(NH3) = 1/1

После взаимодействия аммиака с кислотой, остаток кислоты оттитровывают стандартным раствором NaOH:

HCl остаток + NaOH → NaCl + H2O

fэкв(HCl) = fэкв(NaOH) = 1/1

Схема расчета для метода обратного титрования:



Пользуясь формулой (1), выразим количество молей эквивалента через известные из условия задачи характеристики. Количество молей эквивалента N через массу (m(N)), а количество молей эквивалента HCl и NaOH через титры соответствующих растворов (Т(HCl) и Т(NaOH)):



Масса азота, определяемая в ходе анализа:



Масса навески при массовой доле азота 10% (ωN(%)):

;




Добавить документ в свой блог или на сайт


Похожие:



Если Вам понравился наш сайт, Вы можеть разместить кнопку на своём сайте или блоге:
refdt.ru


©refdt.ru 2000-2013
условием копирования является указание активной ссылки
обратиться к администрации
refdt.ru