Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Міністерство освіти і науки України
Миколаївський державний коледж економіки та харчових технологій
Циклова комісія природничо-наукових дисциплін
І.С.Боровик
Аналітична хімія
Збірник задач
Аналітична хімія. Збірник задач: Навчальне видання. Миколаїв, МДКЕХТ, 2008р. 94с.
Укладач: І.С.Боровик, викладач хімії МДКЕХТ, вища категорія, ст.викладач.
Даний збірник задач укладений згідно навчальної програми дисципліни „Аналітична хімія”.
Містить розв’язки типових задач з основних розділів аналітичної хімії: „Теоретичні основи аналітично хімія”, „Кількісний аналіз” (гравіметричний та титриметричний методи аналізу). Кожному розділу передує розгляд необхідних теоретичних положень, що полегшує розуміння розв’язування задач. У кінці кожного розділу подані задачі для самостійного розв’язування та деякі довідкові матеріали.
Рекомендовано для студентів спеціальностей 5.05170101 „Виробництво харчової продукції”, 5.05170104 „Виробництво хліба, кондитерських, макаронних виробів та харчових концентратів”.
Розглянуто та затверджено на засіданні Методичної ради Миколаївського державного коледжу економіки та харчових технологій. Протокол №______від_______________2008р.
Розглянуто та рекомендовано до затвердження на засіданні обласного методичного об’єднання викладачів хімії, біології, екології ВНЗ І-ІІ рівнів акредитації. Протокол № ______ від __________2008р.
Розглянуто та схвалено на засіданні циклової комісії природничо-наукових дисциплін. Протокол №______ від _________2008р.
ЗМІСТ
Передмова ................................................................................5
І. Теоретичні основи аналітичної хімії................................7
Задачі для розв’язування.............................................32
Відповіді на задачі.......................................................36
ІІ. Кількісний аналіз.............................................................38
2.1. Розрахунки у ваговому (гравіметричному) аналізі.......................................................................................38
2.1.1. Обчислення маси наважки досліджуваної речовини..................................................................................38
2.1.2. Обчислення масової частки компоненту в досліджуваному зразку...........................................................42
2.1.3. Обчислення масової частки гігроскопічної вологи..............................................................47
Задачі для розв’язування.............................................51
Відповіді на задачі.......................................................54
2.2. Обчислення в титриметричному (об’ємному) методі аналізу..........................................................................56
2.2.1. Розрахунок маси наважки необхідної для приготування розчинів............................................................56
2.2.2. Обчислення титру розчинів....................58
2.2.3. Обчислення результатів титрування.....60
2.2.4. Обчислення молярної маси речовини еквіваленту окисника і відновника в окислювально-відновних методах..................................................................70
2.2.5. Обчислення з використанням титру за визначуваною речовиною (складного титру).......................72
Задачі для розв’язування.............................................76
Відповіді на задачі........................................................81
Додатки...................................................................................83
Література...............................................................................94
Передмова
Даний збірник задач рекомендований для студентів спеціальностей „Виробництво харчової продукції”, „Виробництво хліба, кондитерських, макаронних виробів та харчових концентратів”.
Аналітична хімія є хорошою основою для формування наукового світогляду та оволодіння методологією пізнання, формування логічного мислення, екологічної культури і навичок проведення хімічних досліджень.
Вивчення основ аналітичної хімії, зокрема, відпрацювання практичних умінь по проведенню основних розрахунків, пов’язаних з виготовленням розчинів і обчисленням результатів аналізу, є важливим елементом підготовки техніків-технологів харчових виробництв та лаборантів хімічного аналізу.
Аналітична хімія базується на знаннях з неорганічної хімії, яка теоретично обґрунтовує методи і прийоми хімічного аналізу, поєднує загально хімічну підготовку студентів з вивченням найбільш важливих методів аналізу речовин, встановленням взаємозв’язків між класичними і сучасними методами якісного та кількісного аналізу і є основою для вивчення дисциплін “Основи стандартизації та метрології”, „Технологія хлібопекарського та макаронного виробництва”.
У даному посібнику містяться методичні рекомендації по розв’язуванню задач до розділів „Теоретичні основи аналітичної хімії” (обчислення еквівалента, фактора еквівалентності, молярної маси речовини еквівалента; обчислення, пов’язані з перерахунком концентрацій;обчислення рН розчинів сильних і слабких електролітів; обчислення можливості випадання осадів; обчислення добутку розчинності та розчинності малорозчинних сполук), „Кількісний аналіз” (обчислення маси наважки досліджуваної речовини; обчислення в гравіметричному та титриметричному аналізі).
На початку кожної теми стисло розглянутий необхідний теоретичний матеріал, наведені необхідні формули, подано приклади розв’язання типових задач та задачі для самоконтролю. Подано алгоритми розв’язування типових задач з різних тем і вимоги щодо їх оформлення.
При підготовці даного збірника використовувався досвід викладання аналітичної хімії в Миколаївському державному коледжі економіки та харчових технологій.
І. Теоретичні основи аналітичної хімії
1.1. Обчислення еквівалента, фактора еквівалентності, молярної маси речовини еквівалента
Еквівалент кислоти (основи) – це така частка цієї речовини, яка в даній кислотно-основній реакції звільняє один гідроген – іон або сполучається з ним, або якимось – іншим способом еквівалентна йому.
Число Z називається числом еквівалентності, його визначають за хімічною формулою речовини.
Для кислот число еквівалентності дорівнює числу катіонів водню, здатних заміщуватися катіонами металу:
Z(HCІ)=1;
Z(H2SO4)=2;
Z(H3PO4)=3.
Для основ число еквівалентності дорівнює числу гідроксогруп ОН-:
Z(NaOH)=1;
Z(Ca(OH)2)=2;
Z(AІ(OH)3)=3.
Для солей число еквівалентності дорівнює числу катіонів водню кислоти, що були заміщені катіонами металу або амонію:
Z(NaСІ)=1; Z(Na2СО3)=2; Z(АІСІ3)=3; Z(Fe2(SO4)3)=6; Z(K2HPO4)=2; Z(Na3PO4)=3; Z(KH2PO4)=1.
Еквівалент речовини кислоти чи основи змінний і залежить від реакції, в якій ця речовина бере участь.
Число, що показує, яка частка реальної частинки речовини Х еквівалентна одному гідроген-іону в даній кислотно – основній реакції, називається фактором еквівалентності речовини Х. Позначається fекв (Х), є величиною безрозмірною.
Фактор еквівалентності в реакціях обміну визначають залежно від стехіометрії реакції (від утвореного продукту):
H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O,
fекв(H2SO4) =1 (в реакції – заміщення 1 катіону водню на катіон натрію).
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O,
fекв(H2SO4)= 1/2 (в реакції – заміщення 2-х катіонів водню на катіони натрію).
Величина fекв(Х)Х називається еквівалентом речовини Х, або еквівалентною формою Х і є загальною формою позначення всіх частинок, які реагують у кислотно – основних реакціях.
Форма запису еквівалента сульфатної кислоти:
fекв(H2SO4)H2SO4) = H2SO4
для реакції: H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O;
fекв(H2SO4)H2SO4) = ½ H2SO4
для реакції: H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O.
Фактор еквівалентності речовини в кислотно-основних реакціях може бути рівним 1 або менший одиниці: fекв(Х)<1. Якщо фактор еквівалентності речовини дорівнює одиниці (fекв(Х) = 1), то еквівалент ідентичний самій реагуючій частинці.
Молярна маса речовини еквівалента fекв(Х)Х – це маса одного моля речовини еквівалента fекв(Х)Х, дорівнює добутку фактора еквівалентності fекв (Х), на молярну масу речовини Х.
Форма запису молярної маси речовини еквівалента fекв(Х)Х: М(fекв (Х)Х) і обчислюється за формулою:
М(fекв (Х)Х) = fекв (Х) ∙ М(Х);
М(fекв (H2SO4)H2SO4) = fекв (H2SO4) ∙M(H2SO4).
М(1/2 H2SO4) = ½ ∙ 98 = 49 г/моль.
З навчальною метою для полегшення записів можна використовувати:
Мекв(H2SO4) = fекв (H2SO4) ∙ М(H2SO4).
Фактор еквівалентності показує в скільки разів молярна маса еквівалента даної речовини менше за її молярну масу.
Мекв.(НСІ) = = = 36,46г/моль
Мекв.(H3PO4) = = = 32,66г/моль
Мекв.(MgO) = = = 20,155г/моль
Мекв.(Ca(OH)2) = = = 37,05г/моль
Мекв.(Fe2(SO4)3) = = = 66,65г/моль
Мекв.(Ca2+) = = = 20г/моль
Висновок: молярна маса речовини еквівалента менша за молярну масу даної речовини в ту кількість разів, що відповідає фактору еквівалентності.
Кількість речовини еквівалента – це кількість речовини (в молях), що складається з еквівалентів (fекв(Х)Х). Одиницею кількості речовини еквівалента є моль.
Форма запису кількості речовини еквівалента така:
n ( fекв (Х)Х).
Обчислити кількість речовини еквівалента можна за формулою:
n( fекв (Х)Х ) =
Зв’язок молярної маси речовини еквівалента, кількості речовини еквівалента з масою речовини m (Х) виражається:
m (Х) = ,
полегшений запис має вигляд: m (Х) = .
Звідси, кількість речовини еквівалента дорівнює:
;
Згідно закону еквівалентів: всі речовини взаємодіють в однакових кількостях речовини еквівалента:
Задача №1
Обчислити кількість речовини еквівалента кальцій гідроксиду, якщо маса Са(ОН)2 дорівнює 2,295г.
Дано:
m ((Са(ОН)2) = 2,295г
Обчислити:
Розв’язування:
Кількість речовини еквівалента можна обчислити:
Молярну масу речовини еквівалента кальцій гідроксиду обчислимо за формулою:
=
; (основа, містить дві гідроксогрупи);
= 40,08 + 2∙ (15,999 + 1) = 74,08г/моль;
= = 37,04г/моль.
Після підстановки чисельних значень обчислимо кількість речовини еквівалента:
= = 0,06196моль
Відповідь: = 0,06196 моль.
1.2. Способи вираження концентрації розчину
Концентрація кількості речовини (молярна концентрація речовини) у розчині – це відношення кількості речовини у розчині до об’єму цього розчину.
Форма запису: , , М (молярність);
Одиниці вимірювання: моль/л, моль/дм3.
Обчислити кількість речовини у розчині (молярну концентрацію) можна за формулою:
, де
V = 1 дм3 = 1 л
Запис 0,01М означає, що в 1 л розчину міститься 0,01моль речовини.
Концентрація кількості речовини еквівалента (молярна концентрація речовини еквівалента) у розчині – це відношення кількості речовини еквівалента () у розчині до об’єму цього розчину.
Форма запису: , , Н, N (нормальність);
Одиниці вимірювання: моль/л, моль/дм3.
, де
V = 1 дм3 = 1 л
Запис 0,01Н означає, що в 1л розчину міститься 0,01моль речовини еквівалента.
Пам’ятайте!
Наприклад, С(1/5 КМnО4) = 0,1моль/л.
Якщо=1, то використовувати термін „нормальний” розчин не рекомендується. Тоді слід користуватися терміном „молярний” розчин.
Використання розчинів з нормальною концентрацією на практиці чи поняття „нормальний” розчин в розрахунках обов’язково вимагає знань рівнянь відповідних реакцій.
Зв’язок між молярною концентрацією речовини Х у розчині та молярною концентрацією речовини еквівалента Х у розчині:
Молярна концентрація речовини Х у розчині дорівнює нормальній концентрації речовини Х у розчині, помноженій на фактор еквівалентності речовини Х:
=
Звідси, , або
Масова частка речовини у розчині – це маса речовини Х, що міститься в 100г розчину, дорівнює відношенню маси розчиненої речовини до загальної маси розчину.
Форма запису: ω(Х), одиниці вимірювання: долі одиниці, відсотки.
Масову частку речовини у розчині обчислюють за формулою:
, де
маса розчиненої речовини, в г;
маса розчину, в г.
Задача № 2
Обчислити молярну концентрацію речовини НСI у розчині хлоридної кислоти з масовою часткою речовини НСІ 20,00%, якщо густина розчину дорівнює 1,100г/см3?
Дано:
ρ(розчину) = 1,100г/см3
Обчислити:
С(НСІ) ?
Розв’язування:
Відповідь: С(НСІ) = 6моль/л.
Приклад №3
Обчислити молярну концентрацію речовини еквівалента Н2SО4 у розчині, якщо густина розчину сульфатної кислоти з масовою часткою Н2SО4 15,00% дорівнює 1,105г/см3.
Дано:
Розв’язування:
Молярну концентрацію речовини еквівалента можна обчислити за формулою:
М(fекв (H2SO4)H2SO4) = fекв (H2SO4) ∙M(H2SO4)
fекв(H2SO4) = 1/2;
M(H2SO4) = 2 + 32 + 4∙16 = 98 г/моль
М(fекв (H2SO4)H2SO4) = ½ ∙ 98 = 49 г/моль;
Відомо, що розчин з масовою часткою розчиненої речовини 15% містить в 100г – 15г безводної H2SO4, тобто .
Обчислимо об’єм розчину сульфатної кислоти:
Після підстановки у формулу одержимо:
=
Відповідь: = 3,38 моль/л
Задача №4
У воді масою 60г розчинили калій сульфат К2SO4 масою 40г. Використовуючи ці дані, виразити концентрацію К2SO4 у розчині всіма відомими способами: масова частка розчиненої речовини, молярна концентрація розчиненої речовини, молярна концентрація речовини еквівалента у розчині.
Дано:
Розв’язування:
Записуємо формулу для обчислення масової частки розчиненої речовини у розчині:
, де
Обчислимо молярну концентрацію розчиненої речовини у розчині:
Припустимо, що
, тоді
Молярну концентрацію розчиненої речовини еквівалента у розчині обчислюють за формулою:
Враховуючи, що , обчислимо молярну масу речовини еквівалента K2SO4:
=
Після підстановки значень одержимо:
Відповідь:
Пам’ятайте!
рН= lg[H+]
рОН =- lg [OH-]
рH + рОH = 14
[H+] = 10-pH
[H+] =
[OH-] =
При обчисленні користуйтесь властивостями логарифмів:
loga1=0 loga a=1 logaxn=n logax
Для десяткових логарифмів замість log10 Х прийнятий запис lg Х.
Справедливі вирази:
10lg a=a
lg 1=0, lg 0,1 = 1
lg 10=1, lg 0,01 = 2
lg 100 = 2, lg 0,001 = 3
lg1000 = 3, lg 0,0001 = 4.
lg 10n = n
Задача №5
Обчислити рН 0,1М розчину НСl.
Дано:
|
С(НСl) = 0,1 моль/л |
Обчислити:
рН ?
Розвязування:
З рівняння дисоціації хлоридної кислоти, припускаючи повну дисоціацію, обчислимо концентрацію іонів гідрогену: НСІ → Н+ + СІ-
З 1моль НСl утворюється 1моль Н+
З 0,1моль НСl Хмоль Н+
[H+] = 0,1моль /л
pH = - lg
Відповідь : рН (НСl) = 1, середовище кисле.
Задача №6
Обчислити рН 0,1М розчину натрій гідроксиду NaOH, припускаючи повну дисоціацію.
Дано:
|
С(NaOH) = 0,1моль/л |
Обчислити:
рН ?
Розвязування:
Згідно рівняння дисоціації: NaOH→ Na+ + OH- обчислимо концентрацію гідроксид – іонів:
З виразу іонного добутка води визначаємо концентрацію іонів гідрогену:
[H+] =
Обчислимо рН розчину лугу: рН=-lg[H+];
рН = 10-13=13.
Відповідь: рН (NaOH) =13, середовище лужне.
Памятайте!
, де
Ккисл – констаната дисоціації слабкої кислоти;
Скисл – концентрація слабкої кислоти.
, де
рКкисл = lgKкисл
рСкисл = lgCкисл
;
рН = 14 – рОН, де
[OH-] = ; рОН = lg[OH-].
;
або
Задача №7
Обчислити рН в 0,1М розчині боратної (ІІІ) кислоти, враховуючи лише першу стадію електролітичної дисоціації, Н3ВО3. Константа дисоціації Н3ВО3 дорівноє 5,75∙10-10.
Дано:
См(Н3ВО3)= 0,1моль/л
К1дис(Н3ВО3) = 5,75∙ 10-10
Обчислити:
рН ?
Розв’язування:
Н3ВО3 – слабка кислота, яка дисоціює за першою стадією: Н3ВО3 ↔ Н+ + Н2ВО3-
Обчислимо концентрацію іонів водню за формулою:
рН = -lg[H+] ; pH = -lg7,6 ∙ 10-6 = 5,12
Відповідь: рН = 5,12; кисле середовище.
Задача №8
Обчислити рН у 0,01М водному розчині амоніаку (NH3 ∙Н2О).
Дано:
С(NH3∙Н2О) = 0,01моль/л
Обчислити:
рН ?
Розв’язування:
З довідника необхідно взяти значення константи дисоціації амоній гідроксиду(NH3∙ Н2О): Кдис( NH3∙ Н2О) = 1,76 ∙ 10-5.
Рівняння дисоціації амоній гідроксиду:
NH4OH ↔ NH4+ + OH-
[OH-] = ;
Враховуючи іонний добуток води, одержимо
Обчислимо рН розчину слабкої основи:
рН = lg[H+] = lg 2,4∙ 10-11 = 10,38
Відповідь: рН = 10,38, лужне середовище.
Задача №9
Обчислити концентрацію іонів водню та рН розчину, в 1л якого міститься 0,03моль СН3СООН і 0,01моль СН3СООNa (Кдис. оцтової кислоти = 1,74 ∙ 10-5).
Дано:
V (розчину) = 1л
n (СН3СООН) = 0,03моль
n (СН3СООNa) = 0,01моль
Кдис. оцтової кислоти= 1,74 ∙ 10-5
Обчислити:
[H+] = ?
pH = ?
Розв’язування:
Суміш слабкої кислоти СН3СООН з її сіллю СН3СООNа є буферною сумішшю.
Концентрацію іонів водню обчислимо за рівнянням: ;
Після підстановки чисельних значень одержимо:
рН буферної суміші дорівнює:
Відповідь: рН = 4,28 ; [Н+] = 5,22 ∙ 10-5моль/л.
У практиці якісного аналізу, виявляючи іони чи цілі групи іонів, доводиться постійно мати справу з реакціями осадження чи розчинення осадів.
Пам’ятайте!
Осадження можна вважати практично повним, якщо в розчині залишається така кількість речовини осаджуваних іонів, яка не заважає в подальших операціях розділення і виявлення іонів. (ДР ≠ 0, осадження ніколи не буває повним).
Для більш повного осадження до розчину додають надлишок реагенту – осаджувача, проте дуже великий надлишок осаджувача викликає розчинення осаду (сольовий ефект).
ДР(АаВb) = [А+]а · [В-]b; Одиниці вимірювання: моль/л, моль/дм3.
Алгоритм обчислення можливості випадання осаду:
Задача №10
Чи випаде осад аргентум хлориду (АgСІ) при змішуванні рівних об’ємів 0,01М розчину калій хлориду (КСІ) і 0,001М розчину аргентум нітрату(V) (АgNO3)?
Дано:
V(КСІ) = V(АgNO3)
С(КСІ) = 0,01моль/л
С(АgNO3) = 0,001моль/л
Для розв’язування задачі з довідника беруть значення добутку розчинності АСІ: ДР(АgСІ) = 1,78 · 10 -10
Розв’язування:
Після змішування розчинів молярні концентрації кожної речовини складають: С(КСІ) = 0,005моль/л; С(АgNO3) = 0,0005моль/л
Рівноважні молярні концентрації:
[СІ -] = 0,005моль/л;
[Аg +] = 0,0005моль/л
Обчислимо добуток молярних концентрацій Аg +, СІ :
[Аg +] · [СІ -] = ЙД (АgСІ) = 0,005 · 0,0005 = 2,5 · 10 -6
Порівняємо добуток молярних концентрацій речовин Аg + і СІ – з добутком розчинності АgСІ:
ЙД(АgСІ) = 2,5 · 10 -6
ДР (АgСІ) = 1,78 · 10 -10
ЙД > ДР, отже, розчин пересичений, тому випаде осад аргентум хлориду (АgСІ).
Відповідь: [Аg +] · [СІ -] > ДР (АgСІ), утвориться осад АgСІ.
Пам’ятайте!
ДР – константа добутку розчинності речовини АаВb;
[А+]а, [В-]b – молярні концентрації речовин іонів у насиченому розчині;
а, b – число атомів або атомних груп у молекулі цієї речовини.
S =
Одиниці вимірювання: моль/л (моль/дм3), г/л (г/дм).
Алгоритм обчислення добутку розчинності
С = , моль/дм3 (моль/л)
Задача №11
В 1дм3 (л) насиченого за 250С розчину міститься кальцій карбонат масою 6,9·10-3г. Обчислити добуток розчинності СаСО3.
Дано:
m(СаСО3) = 6,9 · 10 -3г
t0С = 250С
V(розчину) = 1дм3
Обчислити:
ДР(СаСО3) ?
Розв’язування:
М(СаСО3) = 40+12+16 · 3 = 100г/моль
Обчислимо молярну концентрацію СаСО3 у насиченому розчині:
С = = = 6,9 · 10 -5моль/дм3
Дисоціація: СаСО3 ↔ Са 2+ + СО3 2-
[Са 2+] = 6,9 · 10 -5 моль/дм3
[СО32-] = 6,9 · 10 -5 моль/дм3
Добуток розчинності:
ДР(СаСО3) = [Са 2+] · [СО32-] = 6,9 · 10 -5 · 6,9 · 10 -5 = 4,8 · 10 -9
Відповідь: ДР(СаСО3) = 4,8 · 10 -9.
Задача №12
Розчинність магній гідроксиду Мg(ОН)2 за 250С дорівнює 3,1·10-3г/дм3. Обчислити добуток розчинності магній гідроксиду Мg(ОН)2.
Дано:
S (Мg(ОН)2) = 3,1 · 10 -3г/дм3
t0С = 250С
V(розчину) = 1дм3
Обчислити:
ДР(Мg(ОН)2 ) ?
Розв’язування:
Обчислимо молярну концентрацію Мg(ОН)2 у насиченому розчині:
С== = 5,32 · 10 -5моль/дм3
М(Мg(ОН)2) = 24,3 + 16 · 2 + 2 · 1 = 58,32г/моль
Дисоціація: Мg(ОН)2 ↔ Мg 2+ + 2ОН –
[Мg 2+] = 5,32 · 10 -5 моль/дм3
[ОН -] = 5,32 · 10 -5 моль/дм3
Обчислимо добуток розчинності:
ДР(Мg(ОН)2) = [Мg 2+] · [ОН-] 2 = 5,32 · 10 -5 · (1,064 · 10 -4 )2 = 6,02 · 10 -13
Відповідь: ДР(Мg(ОН)2) = 6,02 · 10 -13
Задача №13
Обчислити розчинність Са3(РО4)2 при 250С, якщо ДР(Са3(РО4)2 = 1,2 · 10 -14.
Дано:
ДР(Са(РО4)2 = 1,2 · 10 -14
Обчислити:
S (Са3(РО4)2) ?
Розв’язування:
У водному розчині дисоціація Са3(РО4)2 відбувається згідно рівняння:
Са3(РО4)2 ↔ 3Са 2+ + 2 РО4 3-
Розчинність Са3(РО4)2 можна обчислити за формулою:
S(Са3(РО4)2 ) = = = = = 6,4 · 10 -4 моль/дм3
Відповідь: S (Са3(РО4)2) = 6,4 · 10 -4 моль/дм3
Задача №14
Обчислити розчинність РbSO4 при 250С, якщо ДР(РbSO4) = 2,2 · 10 -8.
Дано:
ДР(РbSO4) = 2,2 · 10 -8
М(РbSO4) = 303,2г/моль
Обчислити:
S(РbSO4) ?
Розв’язування:
У водному розчині РbSO4 дисоціює згідно рівняння:
РbSO4 ↔ Рb 2+ + SО4 2-
Обчислимо розчинність РbSO4 за формулою:
S (РbSO4) = = 1,5 · 10-4 моль/дм3
Для того, щоб перейти до розчинності у г/дм3, необхідно:
S (РbSO4) = 1,5 · 10 -4 · 303,2 = 4,5 · 10 -2 г/дм3, де
М(РbSO4) = 303,2г/моль
Відповідь: S (РbSO4) = 4,5 · 10 -2 г/дм3;
S (РbSO4) = 1,5 · 10 -4моль.
Послідовність випадіння осадів з розчину, в якому міститься ряд іонів, здатних утворювати малорозчинні сполуки з одним і тим же іоном-осаджувачем, пов’язана з їх добутками розчинності. Першим випаде в осад та речовина, добуток розчинності якої досягається раніше.
Для однотипних сполук: AgCІ, AgBr, AgI, AgCNS, послідовність утворення осадів визначається зіставленням значень ДР цих сполук.
ДР(AgCІ) = 1,6 ∙ 10-10; ДР(AgCNS) = 1,16 ∙ 10-12; ДР(AgBr) = 7,7 ∙ 10-13; ДР (AgI) = 1,5 ∙ 10-16.
ДР (AgCІ) > ДР(AgCNS) > ДР(AgBr) > ДР (AgI)
Таким чином, за однакових умов першим повинен осаджуватися йодид, потім бромід, потім роданід, і наприкінці, хлорид аргентуму.
Якщо концентрації однотипних іонів різні, то задачі такого типу можуть розв’язуватися на основі розрахунків.
Задача №15*
Який з осадів Fe(OH)3 або Мn(ОН)2 та за яких значень рН випадатиме першим при поступовому додаванні розчину NaOH до суміші, що містить 0,1моль/дм3 MnCI2 та 0,001моль/дм3 FeCI3.
Дано:
ДР [Мn(ОН)2] = 4 ∙ 10-14
ДР [Fe(OH)3] = 3,8 ∙ 10-38
С (MnCI2) = 0,1моль/дм3
С (FeCI3) = 0,001моль/дм3
Обчислити:
рН початку осадження [Мn(ОН)2] = ?
рН початку осадження [[Fe(OH)3] = ?
Розв’язок:
Враховуючи, що MnCI2 та FeCI3 – сильні електроліти, вважають [Mn2+]=0,1моль/дм3; [Fe3+]=0,1моль/дм3.
Записують вирази добутків розчинності для осадів Мn(ОН)2 та Fe(OH)3:
ДР [Мn(ОН)2] = [Мn2+] ∙ [ОН-]2
ДР [Fe(OH)3] = [Fe3+] ∙ [OH]3
Підставляючи значення [Mn2+]=0,1моль/дм3 та [Fe3+]=0,1моль/дм3, обчислюють [ОН-]:
Для Мn(ОН)2: 0,1 [ОН-]2 = 4 ∙ 10-14
моль/дм3
Для Fe(OH)3: 0,001 [ОН-]3 = 3,8 ∙ 10-38
моль/дм3
Таким чином, для початку осадження Fe(OH)3 необхідна менша концентрація іонів ОН-, і він випадатиме в осад першим. Концентрація [OH-] = 3,4 ∙ 10-12 моль/дм3, тобто за цих умов:
рОН = lg [OH-] = lg 3,4 ∙ 10-12 = 12 – 0,53 = 11,47
рН = 14 – рОН = 14 – 11,47 = 2,53
Для початку осадження Мn(ОН)2, необхідна концентрація [OH-] = 6,3 ∙ 10-7 моль/дм3:
рОН = lg [OH-] = lg 6,3 ∙ 10-7= 7 – 0,8 = 6,2
рН = 14 – рОН = 14 – 6,2 = 7,8
Відповідь: з розчину спочатку випадає в осад Fe(OH)3 при рН=2,53, а потім при рН = 7,8 починається осадження Мn(ОН)2.
Пам’ятайте!
Перед розв’язуванням задач рекомендовано вивчити основний теоретичний матеріал за підручником або опорною лекцією.
При розв’язуванні задач рекомендовано дотримуватись вимог щодо їх оформлення:
Якщо задача має декілька дій, то необхідно пояснювати кожну з них.
Задачі для розв’язування
Відповіді на задачі
Розділ: Теоретичні основи аналітичної хімії
|
|
Відповідь: ДР(СаСО3) = 4,8·10-9 моль/л |
|
|
Відповідь: ДР[Мg(OH)2] = 6,02·10-13 |
|
|
Відповідь: ДР[Sr3(PO4)2] = 1,01 · 10-31 |
|
|
Відповідь: Р [Са3(РО4)2] = 6,4·10-4 моль/г). |
|
|
Відповідь: ДР (AgBr) = 2,8·10-13 |
|
|
Відповідь: ДР (Ag2CrO4) = 9,0·10-12 |
|
|
Відповідь: ДР (BaSO4) = 9,74 · 10-11 |
|
|
Відповідь: так |
|
|
Відповідь: S = 1,05 · 10-5 моль/л; S =2,44 · 10-3 г/л |
|
|
Відповідь: S = 9,11 · 10-9 моль/л; S=2,14 · 10-6 г/л |
|
|
Відповідь: так |
|
|
Відповідь: рН (HNO3) = 1; рН (СН3СООН) = 3,39 |
|
|
Відповідь: рН (NaOH) = 12; рН (NH3·H2O) = 10,38 |
|
|
Відповідь: С(NaCl) = 0,1001моль/л |
|
|
Відповідь: С(NaOH) = 2моль/л |
|
|
Відповідь: С (CuSO4∙5H2O) = 0,1моль/дм3 |
|
|
Відповідь: С(1/2 Na2CO3) = 0,1000моль/дм3 |
|
|
Відповідь: С(1/2 Na2SO4) = 0,1моль/дм3 |
|
|
Відповідь: m(Н3РО4)=0,098г |
|
|
Відповідь: С(HCl) = 6 моль/дм3 |
|
|
Відповідь: С(1/2H2SO4) = 3,38 моль/дм3 |
|
|
Відповідь: ω(NaOH) = 31,8% |
|
|
Відповідь: М(1/2 H3PO4) = 49 г/моль |
|
|
Відповідь: ω(K2SO4) = 40%; С(K2SO4)=2,299моль/л; С(1/2(K2SO4)=4,5977моль/л |
|
|
Відповідь: рН (НСІ) = 1; рН (НNO2) = 2,15 |
|
|
Відповідь: рН (HNO3) = 1; рН (НF) = 2,1 |
|
|
Відповідь: [H+] = 2,6 ∙ 10-3; рН = 2,58 |
|
|
Відповідь: [H+] = 10-4; рН = 4 (по першій стадії) |
|
|
Відповідь: S = 1,3 · 10-4 моль/л; S = 1,3 · 10-3 г/л |
ІІ. Кількісний аналіз
2.1. Розрахунки у ваговому (гравіметричному) аналізі
2.1.1. Обчислення наважки досліджуваної речовини
Для обчислення маси наважки потрібної для виконання аналізу необхідно:
Якщо в результаті осадження утворюється:
Задача №1
Розрахунок наважки для кристалічних осадів. Визначення вмісту СаСО3 в технічному карбонаті.
Хімізм процесу:
СаСО3 + 2НСІ СаСІ2 + СО2↑ + Н2О
СаСІ2 + (NH4)2C2O4∙ Н2O 2NH4Cl
СаС2О4 ∙ Н2О СаО + СО2↑ + СО↑+ Н2О
СаО – гравіметрична форма
m(СаО)=0,5г (для важких кристалічних осадів)
СаСО3 СаСІ2 СаС2О4 СаО
М(СаСО3) = 100,09г/моль
М(СаО) = 56,08г/моль
Обчислюють кількість СаО, яку необхідно отримати
n(СаО)== 0,0089моль
З рівнянь реакцій відомо, що для отримання 1моль СаО необхідно взяти 1моль СаСО3.
Звідси: n(СаСО3) = n(СаО) = 0,0089моль
Розраховують необхідну масу СаСО3:
m(СаСО3)=n(СаСО3)∙М(СаСО3) = 0,0089моль∙100,09г/моль= =0,89г
Практично наважка може бути взята (зважена) на 10% більше розрахованої, тобто 0,80 – 0,98г.
Задача №2
Обчислення наважки для аморфних осадів (визначення вмісту заліза в ферум(ІІІ) нітраті).
Хімізм процесу:
Fe(NO3)3 + 3NH4OH Fe(OH)3↓ + 3NH4NO3
2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O
Fe2O3 – гравіметрична форма
m(Fe2O3) = 0,1г (аморфний осад).
2Fe(NO3)3 2Fe(OH)3 Fe2O3
М(Fe(NO3)3∙ 9Н2О) = 404,01г/моль
М(Fe2O3) = 159,69г/моль
Обчислюють кількість речовини Fe2O3:
n(Fe2O3)== 0,0006моль
З рівнянь реакцій відомо, що для отримання 1моль Fe2O3 необхідно взяти 2моль Fe(NO3)3:
n[Fe(NO3)3∙9Н2О] = n(Fe2O3)∙2 = 0,0006моль∙2 = 0,0013моль
Обчислюють масу наважки кристалогідрату ферум(ІІІ)нітрату:
m(Fe(NO3)3∙9Н2О) = n(кристалогідрату)∙М(кристалогідрату) = 0,0013моль∙404,01г/моль = 0,51г
Для розрахунку наважок можна використовувати формули:
m(наважки) =
m(наважки) =
n кількість речовини, моль.
Задача №3
Обчислення наважки для кристалічного осаду (див. задача №1).
Дано:
М(СаСО3) = 100,09г/моль
М(СаО) = 56,08г/моль
СаО гравіметрична форма, важкий кристалічний осад.
Схема процесу:
СаСО3 СаСІ2 СаС2О4∙ Н2О СаО
Розв’язування:
Підставляємо чисельні дані у формулу для розрахунку наважки при осадженні важкого кристалічного осаду:
m(наважки) =
m(наважки) = = 0,89г
Відповідь: маса наважки СаСО3 становить 0,89г.
Задача №4
Обчислення наважки для аморфних осадів (див. задача №2).
Дано:
M(Fe(NO3)3∙ 9Н2О) = 404,01г/моль
M(Fe2O3) = 159,69г/моль
Fe2O3 – гравіметрична форма;
Fe(OН)3 аморфний осад.
Схема процесу:
2Fe(NO3)3 2Fe(OH)3 Fe2O3
Розв’язування:
Записуємо формулу для розрахунку наважки при осадженні аморфних осадів та підставляємо чисельні значення:
m(наважки) =
m(наважки) = = 0,51г
Відповідь: маса наважки кристалогідрату нітрату заліза (ІІІ) дорівнює 0,51г.
2.1.2. Обчислення масової частки компоненту в досліджуваному зразку
Якщо досліджують метали або сплави, то результати (в %) відносять до хімічних елементів (Fe, C, S).
Якщо досліджують силікати, гірські породи, то результат виражають у вигляді оксидів (SiO2, AІ2O3, CaO, Fe2O3, K2O).
Аналітичний множник (фактор перерахунку), позначається F – відношення молярної маси компоненту, що визначають, до молярної маси гравіметричної форми з урахуванням стехіометричних коефіцієнтів.
F =
Для обчислення масової частки речовини в зразку необхідно знати:
У гравіметричному аналізі можна спростити результати обчислень, застосовуючи факторні наважки: беруть наважку зразка досліджуваної речовини в грамах, що чисельно дорівнює фактору перерахунку для даної вагової форми.
Наприклад, при визначенні барію необхідно брати наважку, що дорівнює 0,5884г (обчислення фактору перерахунку для Ва/ВаSО4 наводиться при розв’язуванні задачі №2). Така наважка називається факторною наважкою. При використанні факторних наважок на аналітичних терезах зважують обчислену масу речовини з точністю до четвертого знаку після коми. При проведенні серійних заводських аналізів зважують наважку з точністю до третього знаку після коми, якщо користуються факторними наважками.
Всі одержані вимірюванням або обчислені чисельні величини повинні містити стільки значущих цифр, щоб передостанній знак був точним. Наприклад, якщо маса АgCI при зважуванні на аналітичних терезах дорівнює 0,2474г, то цифра 7 є точною, а цифра 4 – сумнівною.
Задача №5
При аналізі 0,8105г сплаву отримана гравіметрична форма АІ2О3 масою 0,5008г. Розрахувати масову частку (%) алюмінію в сплаві.
Дано:
m(наважки) = 0,8105г
m(гравім.форми) = 0,5008г
М(АІ2О3) = 101,96г/моль
М(АІ) = 26,98г/моль
Обчислити:
(АІ)-?
Розв’язування:
F (АІ/АІ2О3) = = = 0,5292
,
= 32,70%
Відповідь: масова частка алюмінію в сплаві складає 32,70%.
Задача №6
Для аналізу було взято 0,5850г технічного хлориду барію. В результаті осадження та прожарювання осаду його маса склала 0,5642г. Обчислити масову частку (%) барію в зразку.
Дано:
m(нав.ВаСІ2)=0,5850г
m(грав.ВаSО4)=0,5642г
М(ВаSО4)=233,39г/моль
М(Ва)=137,33г/моль
Обчислити:
(Ва)-?
Розв’язування:
Хімізм процесу:
ВаСІ2 + Н2SО4 ВаSО4↓ + 2НСІ
ВаSО4 – гравіметрична форма.
Обчислимо аналітичний множник F:
F (Ва/ВаSО4) = = = 0,5884
Обчислимо масову частку барію (%) в зразку:
(Ва)= = 56,75%
Відповідь: (Ва)=56,75%
Задача №7
При аналізі карбонатної породи з наважки масою 0,5310г після відповідної обробки добули осад Mg2P2O7 масою 0,0146г. Обчислити масову частку (%) MgСО3 в зразку.
Дано:
m(наважки) = 0,5310г
m(грав.Mg2P2O7)=0,0146г
М(Mg2P2O7)=222,56г/моль
М(MgСО3)=84,32г/моль
Обчислити:
(MgСО3)-?
Розв’язування:
Рівняння хімічних реакцій:
MgСО3 + 2НСІ MgСІ2 + СО2↑ + Н2О
MgCІ2 + NH4OH + NaHPO4 MgNH4PO4↓ + H2O +2NaCІ
2MgNH4PO4 Mg2P2O7 + 2NH3↑ + Н2О↑
Схема процесу:
2MgСО3 2MgСІ2 2MgNH4PO4 Mg2P2O7
Mg2P2O7 – гравіметрична форма.
Обчислимо аналітичний множник F:
F (MgСО3/Mg2P2O7) = = = 0,757
(MgСО3) = = 2,08%
Відповідь: (MgСО3) = 2,08%
Задача №8*
Обчислити кількість молекул води в кристалогідраті ацетату свинцю при гравіметричному аналізі, якщо з його наважки масою 0,3243г одержано 0,2593г сульфату свинцю.
Дано:
m(наважки) = 0,3243г
m(грав.PbSO4) = 0,2593г
М(PbSO4) = 303,2г/моль
М[Pb(СН3СООН)2] = 325 г/моль
М(Н2О) = 18 г/моль
Обчислити:
х (H2O) в кристалогідраті Pb(СН3СООН)2 ∙ х Н2О
Розв’язування:
Позначимо молярну масу кристалогідрату Pb(СН3СООН)2 ∙ х Н2О через М(Х).
З пропорції знаходимо молярну масу кристалогідрату:
З наважки 0,3243г кристалогідрату одержали 0,2593г PbSO4
З М(Х) кристалогідрату 303,2г PbSO4
М(Х) = М[Pb(СН3СООН)2] + х М(Н2О)
Звідси,
Таким чином, формула кристалогідрату має вигляд:
Pb(СН3СООН)2 ∙ 3Н2О
Відповідь: х (H2O) = 3;
формула Pb(СН3СООН)2 ∙ 3Н2О
2.1.3. Обчислення масової частки гігроскопічної вологи
У твердих речовинах вода може бути:
При зберіганні кристалогідрати можуть втрачати воду (вивітрювання) або поглинати воду з повітря (розпливання). Тому їх зберігають в закритому посуді. Висушування наважок кристалогідратів проводять при строго визначеній температурі. Наприклад, ВаСІ2 ∙ 2Н2О втрачає воду при температурі 120-1250С.
Вміст гігроскопічної вологи залежить від:
Висушування наважок, як правило, проводять при температурі 105 1100С.
Вміст води (%) обчислюють за формулою:
(Н2О) = , де
m(Н2О) – маса води, як різниця між масами наважки до висушування (m0) та після висушування(m):
m(Н2О) = m0 – m
m0 – маса наважки до висушування;
(Н2О) – масова частка води.
Задача №9
Обчислити масову частку води у вершковому маслі, якщо у тигель взяли 20,00г масла. Після повного видалення вологи маса його стала 18,60г.
Дано:
m0 (наважки) = 20,00г
m (залишку) = 18,60г
Обчислити:
(Н2О) ?
Розв’язування:
Вміст води (%) розраховують:
(Н2О) =
m(Н2О) = m0 (наважки) m (залишку) = 20,00 – 18,60 = 1,40г (зменшення маси наважки вершкового масла обумовлене видаленням вологи під час висушування).
(Н2О) = = 7%
Відповідь: (Н2О) = 7%.
При обчисленнях результатів аналізу технічних матеріалів, що містять гігроскопічну вологу, часто робиться перерахунок на абсолютно суху речовину (правильно суху речовину). Якщо досліджувана речовина – волога або мокра, то, крім гігроскопічної вологи ця речовина містить ще зовнішню вологу. Суха речовина може бути одержана шляхом видалення зовнішньої або гігроскопічної вологи при висушуванні до постійної маси за 105 – 110 С. Для перерахунку результатів на суху речовину вміст окремих компонентів технічного матеріалу виражають у відсотках до маси сухої речовини.
Задача №10
При аналізі технічного сульфату натрію одержали такі результати 87,56% Na2SO4; 1,14% NaCI; 11,30% Н2О (разом 100,00%). Зробити перерахунок вмісту сульфату натрію та хлориду натрію на суху речовину.
Дано:
ω(Na2SO4) = 87,56%
ω(NaСІ) = 1,14%
ω(Н2О) = 11,30%
Обчислити:
ω(Na2SO4 на суху речовини) = ?
ω(NaСІ на суху речовину) = ?
Розв’язування:
Для перерахунку на суху речовину необхідно знайти масову частку сухої речовини:
ω(сухої речовини) = 100% ω(Н2О) = 100% 11,30% = 88,70%
Звідси, масова частка Na2SO4 в перерахунку на суху речовину дорівнює:
ω(Na2SO4 на суху речовини)= =
ω(NaСІ на суху речовину)= =
Відповідь: ω(Na2SO4) = 98,71%, ω(NaСІ) = 1,29% у перерахунку на суху речовину.
Пам’ятайте!
Всі обчислення результатів аналізу проводять з точністю, яка відповідає точності виконаного аналізу. В результатах обчислень повинно бути стільки значущих цифр, щоб лише остання з них могла бути недостовірною. Точність усіх обчислень не може бути вище точності найменш точного з чисел, які входять у дане обчислення.
Приклад: треба обчислити суму результатів аналізу (%), для якого результати окремих визначень одержані у вигляді чотиризначних чисел: 67,52; 24,88; 6,796; 0,9568; 0,07138.
Щоб знайти їх суму, треба заокруглити всі значення до двох знаків після коми, так як сума не може бути точніше сотих часток процента (два перші визначення).
Сума: 67,52 + 24,88 + 6,80 + 0,96 + 0,07 = 100,23 (%)
При множенні та діленні гранична відносна помилка добутку або частки не повинна бути меншою, ніж відносна помилка в найменш точному з узятих чисел. Наприклад, якщо три числа одержані з помилками 0,6; 0,09 та 0,002% відповідно, то після перемноження чисел максимальна відносна помилка добутку буде не менше ніж 0,6%.
При множенні та діленні найменш точним числом є то число, що містить найменшу кількість значущих цифр.
Наприклад,
Найменш точним числом є 0,0536, що містить три значущі цифри. Таким чином, три значущі цифри повинні бути і в результаті аналізу, тобто 59,5г.
При множенні або діленні з використанням логарифмів достатньо мати в мантисах стільки знаків, скільки значущих цифр є в найменш точному з множників.
Задачі для розв’язування
Відповіді на задачі
Тема: Гравіметричний (ваговий) метод аналізу
|
|
Відповідь: (АІ2О3) = 50,85% |
|
|
Відповідь: (СаО) = 43,08% |
|
|
Відповідь:(MgO) = 27,56% |
|
|
Відповідь: (Са) = 30,18% |
|
|
Відповідь: (СаСО3) = 75,98% |
|
|
Відповідь:(СаО) = 56,02% |
|
|
Відповідь: (СаСО3) = 67,36% |
|
|
Відповідь: (Ag) = 90,02% |
|
|
Відповідь: (ВаСІ2∙ Н2О) = 56,32% |
|
|
Відповідь: (Ag) = 81,65% |
|
|
Відповідь: (NaCl) = 85,36% |
|
|
Відповідь: (Н2О) = 35,11%; (сухої речовини) = 64,89% |
|
|
Відповідь: (Н2О) = 99,28%; (золи) = 0,72% |
|
|
Відповідь: (Н2О) = 44,78%; (сухої речовини) = 55,22% |
|
|
Відповідь: (Н2О) = 88,20%; (сухої речовини) = 11,80% |
|
|
Відповідь: (Н2О) = 88,61%; (сухої речовини) = 11,39% |
|
|
Відповідь: (сухої речовини)=15,47% |
|
|
Відповідь: (Н2О)=74,80% |
|
|
Відповідь: (Н2О)=21,09% |
|
|
Відповідь:(Н2О)=37,73% |
|
|
Відповідь: m (Fe) = 0,1979г |
|
|
Відповідь: ω (Fe) = 30,20% |
|
|
Відповідь: 100,23 |
|
|
Відповідь: ω(СаСО3) = 67,94%; ω(MgСО3) = 31,48% |
|
|
Відповідь: ω(Pb) = 20,69% |
2.2. Обчислення в титриметричному(об’ємному) аналізі
2.2.1. Розрахунок маси наважки необхідної для приготування розчинів
Пам’ятайте!
m(Х) = , де
m(Х) – маса наважки речовини для приготування розчину, г;
С(Х) – молярна концентрація розчину, моль/л;
V(розчину) – об’єм розчину, мл;
М(Х) – молярна маса речовини, г/моль.
m(Х) = , де
m(Х) – маса наважки речовини для приготування розчину, г;
Сн(Х) – молярна концентрація речовини еквівалента (нормальна концентрація), моль/л;
Мекв(Х) – молярна маса речовини еквівалента, г/моль;
(Обчислення молярної маси речовини еквівалента, фактора еквівалентності кислот, основ і солей розглянуто в розділі „Теоретичні основи аналітичної хімії”).
V(розчину) – об’єм розчину, мл.
Точність обчислень до четвертого знака після зап’ятої.
Задача №1
Обчислити масу наважки фосфорної кислоти Н3РО4, що необхідна для приготування 2л 0,06Н розчину.
Дано:
Сн(Н3РО4) = 0,06моль/л
V(розчину) = 2л = 2000мл
Обчислити:
m(Н3РО4)-?
Розв’язування:
Масу наважки Н3РО4 обчислимо за формулою:
m(Н3РО4)=
Мекв.(Н3РО4)= М(fекв.(Н3РО4)Н3РО4) = М(Н3РО4)×fекв.(Н3РО4) = = = 32,67г/моль, де
fекв(Н3РО4) = 1/3
Після підстановки чисельних значень в формулу:
m(Н3РО4)==3,9204г
Відповідь: m(Н3РО4)=3,9204г
Задача №2
У 100мл розчину міститься 0,01моль безводної H2SO4. Обчислити молярну концентрацію речовини еквівалента (нормальну концентрацію) та молярну концентрацію розчину H2SO4.
Дано:
V(розчину)=100мл
n(H2SO4)=0,01моль
Обчислити:
Сн(H2SO4) ?
С(H2SO4) ?
Розв’язування:
Обчислимо кількість речовини еквівалента H2SO4:
n(fекв(H2SO4) H2SO4) = , де
) =1/2
n(1/2 H2SO4)=2∙ 0,01= 0,02моль/л
Молярна концентрація речовини еквівалента (нормальна концентрація) дорівнює:
Сн(H2SO4) =
Молярну концентрацію H2SO4 можна обчислити:
С(H2SO4)=
Або за формулою:
См(H2SO4)=
См(H2SO4)=
Відповідь: Сн(H2SO4)=0,2моль/л; С(H2SO4)=0,1моль/л
2.2.2. Обчислення титру розчинів
Для полегшення при проведенні розрахунків в титриметричному аналізі вміст розчиненої речовини в розчині часто виражають через титр (Т).
Титр розчину – маса розчиненої речовини (в г), що міститься в 1 мл розчину.
Т(Х)=, [T] = [г/мл]
Запис Т(КОН)=0,0056г/мл означає, що в 1мл даного розчину міститься 0,0056г КОН.
Задача №3
Обчислити масу КІ в 200мл розчину, якщо титр його дорівнює 0,0166г/мл.
Дано:
V(розчину КІ)=200мл
Т(КІ)=0,0166г/мл
Обчислити:
m(КІ)-?
Розв’язування:
З формули для розрахунку титру знаходимо:
m(КІ) = Т(КІ) ∙ V(розчину)
Після підстановки чисельних значень обчислимо масу КІ в 200мл розчину:
m(КІ)= 0,0166 ∙ 200 = 3,32г
Відповідь: m(КІ) = 3,32г.
Сн(Х)=, де
Мекв.(Х) – молярна маса речовини еквівалента, г/моль.
Задача №4
Титр розчину Са(ОН)2 дорівнює 0,003705г/мл. Розрахуйте молярну концентрацію речовини еквівалента Са(ОН)2 (нормальну концентрацію).
Дано:
Т(Са(ОН)2)=0,003705г/мл
Обчислити:
Сн(Са(ОН)2) ?
Розв’язування:
Сн(Са(ОН)2) =
Мекв.(Са(ОН)2)=, fекв(Са(ОН)2) = 1/2
Сн(Са(ОН)2)=
Відповідь: Сн(Са(ОН)2)=0,1моль/л.
С(Х)=, де
М молярна маса речовини, г/моль.
Звідси,
Т(Х) =
2.2.3. Обчислення результатів титрування
В об’ємному аналізі користуються нормальними концентраціями (молярними концентраціями речовини еквівалента) для полегшення розрахунків. Це пов’язано з двома основними властивостями нормальних розчинів:
Сн(А) ∙ V(А) = Сн(В) ∙ V(В)
Задача №5
Обчислити молярну концентрацію речовини еквівалента розчину H2SO4, якщо на нейтралізацію 24,50мл розчину витратили 23,00мл розчину КОН, С(КОН)=0,15моль/л.
Дано:
С(КОН)=0,15моль/л
V(H2SO4)=24,50мл
V(КОН)=23,00мл
Обчислити:
Сн(H2SO4) ?
Розв’язування:
Рівняння реакції:
H2SO4 + 2КОН К2SO4 + 2Н2О
Згідно закону еквівалентів:
Сн(КОН) ∙ V(КОН) = Сн(H2SO4) ∙ V(H2SO4)
Звідси,
Сн(H2SO4)=
Сн(КОН) = = 0,15 ∙ 1 = 0,15моль/л
Після підстановки чисельних значень у формулу, одержимо значення нормальної концентрації кислоти:
Сн(H2SO4) = = 0,1408 моль/л
Відповідь: Сн(H2SO4)= 0,1408моль/л.
Задача №6
Який об’єм 0,2Н розчину НСІ необхідно взяти для нейтралізації 25,00мл розчину КОН, титр якого становить 0,008978г/мл?
Дано:
Сн(НСІ)=0,2моль/л
V(КОН)=25,00мл
Т(КОН)=0,008978г/мл
Обчислити:
V(НСl) ?
Розв’язування:
Рівняння реакції:
НСІ + КОН КСІ + Н2О
Знаючи титр КОН, обчислимо молярну концентрацію речовини еквівалента:
Сн(КОН)=
Мекв(КОН)==56,01г/моль
Сн(КОН)==0,1603моль/л
Згідно закону еквівалентів:
Сн(НСІ) ∙ V(НСІ) = Сн(КОН) ∙ V(КОН)
Виражаємо об’єм розчину НСІ, що необхідний для нейтралізації 25,00мл розчину КОН:
V(НСІ)=
V(НСІ)==20,04мл
Відповідь: V(НСІ)=20,04мл
m(Х)=
Сн(R) – нормальна концентрація реагенту (моль/л);
V(R) – об’єм реагенту (в мл), витрачений на титрування досліджуваної речовини Х;
Мекв.(Х) – молярна маса речовини еквівалента, г/моль(досліджувана речовина Х).
Задача №7
Визначити масу Н3РО4 в розчині, якщо на його титрування витратили 25,50мл розчину NaOH, Сн(NaOH)=0,2моль/л.
Дано:
V(NaOH)=25,50мл
Сн(NaOH)=0,2моль/л
Обчислити:
m(Н3РО4)-?
Розв’язування:
Рівняння реакції:
H3РO4 + 3NaОН Na3PO4 + 3Н2О
fекв(H3РO4)=1/3;
Мекв(H3РO4) = =32,7г/моль
H3РO4 – досліджувана речовина;
NaОН – реагент.
Масу H3РO4 можна обчислити за формулою:
m(H3РO4)=
m(H3РO4) ==0,1668г
Відповідь: m(H3РO4)=0,1668г
Задача №8
На нейтралізацію розчину, що містить 0,1г Na2СО3, витратили 20,00мл розчину H2SO4. Обчислити молярну концентрацію речовини еквівалента (нормальну концентрацію) H2SO4 в розчині.
Дано:
m(Na2СО3)=0,1г
V(H2SO4)=20,00мл
Обчислити:
Cн(H2SO4) ?
Розв’язування:
Запишемо формулу для обчислення маси досліджуваної речовини в розчині за результатами титрування:
m(Na2СО3)=,
fекв(Na2CO3) = ½,
Мекв.(Na2СО3)= = 53г/моль,
Звідси,
Сн(H2SO4)==
=0,094моль/л
Відповідь: Сн(H2SO4)=0,094моль/л
m(Х)=
Сн(R) – нормальна концентрація реагенту (моль/л);
V(R) – об’єм реагенту (в мл), витрачений на титрування досліджуваної речовини Х;
Мекв.(Х) – молярна маса речовини еквівалента, г/моль(досліджувана речовина Х).
V(загальний) – об’єм досліджуваного розчину (об’єм мірної колби), мл;
V(аліквотний) – об’єм досліджуваного розчину, що був взятий для титрування (об’єм мірної піпетки), мл.
Задача №9
Обчислити масу безводної HNO3 в 200мл розчину, якщо на титрування 25,00мл цього розчину витратили 23,00мл розчину NаOН з титром 0,004214г/мл.
Дано:
V(загальний)=200мл
V(аліквотний)=25,00мл
V(NаOН)=23,00мл
Т(NаOН)=0,004214г/мл
Обчислити:
m (HNO3) ?
Розв’язування:
Знаючи титр, можна обчислити молярну концентрацію речовини еквівалента лугу:
Сн(NаOН) =
Мекв(NаOН)= = 40,00г/моль;
Сн(NаOН) = = 0,1054моль/л
Запишемо формулу для обчислення маси досліджуваної речовини в розчині за результатами титрування, якщо для проведення аналізу використовують аліквотний об’єм розчину досліджуваної речовини:
m(HNO3)=
Мекв(HNO3)= = 63,01г/моль
Після підстановки даних обчислимо масу HNO3 в розчині:
m(HNO3)==1,2214г
Відповідь: m(HNO3) = 1,2214г
Задача №10*
У мірній колбі місткістю 200мл розбавили 20мл оцтової есенції (ρ = 1,07г/мл). 32мл цього розчину знову розбавили водою до 500мл. На титрування 25,0мл цього розчину витрачено 24,50мл 0,0950Н розчину гідроксиду натрію. Визначити відсотковий вміст оцтової кислоти (СН3СООН).
Дано:
V(колби) = 200мл
V(есенції СН3СООН) = 20мл
ρ = 1,07г/мл
V1 (розчину СН3СООН) = 32мл
V2 (розчину СН3СООН) = 500мл
V2(аліквотний СН3СООН) = 25,0мл
V(NaOH) = 24,50мл
С (NaOH) = 0,0950моль/л
Обчислити:
ω (СН3СООН) = ?
Розв’язування:
Обчислимо молярну концентрацію речовини еквівалента (нормальну концентрацію) оцтової кислоти у розчині (2) за результатами титрування розчином лугу:
С2(СН3СООН)=
500мл 0,0931Н розчину СН3СООН утворилось при розбавлянні 32мл розчину СН3СООН з концентрацією Х моль/л.
Звідси, Х=С1(СН3СООН) =
200мл 1,4547Н розчину СН3СООН утворилось при розбавлянні 20мл розчину СН3СООН з концентрацією Х моль/л.
Звідси,
Х=С(СН3СООН) =
Запис С(СН3СООН) = 14,55моль/л означає, що в 1л розчину міститься 14,55 моль СН3СООН.
Звідси,
m(СН3СООН) = n (СН3СООН) ∙ М (СН3СООН) = 14,55моль ∙ 60г/моль = 873г
m(розчину СН3СООН) = ρ∙V(розчину СН3СООН) = =1,07г/мл ∙1000мл = 1070г
Обчислимо масову частку речовини оцтової кислоти в оцтовій есенції.
Відповідь: ω(СН3СООН) = 81,59%
Задача №11*
З 20,00г наважки м’якушки хліба приготували 250мл витяжки. На титрування 25мл витяжки витрачено 4,91мл 0,1015Н розчину нітрату срібла. Скільки відсотків кухонної солі міститься у хлібові в перерахунку на суху речовину, якщо вміст вологи в ньому 48%.
Дано:
m(наважки)= 20,00г
V(витяжки) = 250мл
V(аліквотний) = 25мл
V(AgNO3) = 4,91мл
Сн(AgNO3) = 0,1015моль/л
ω(Н2О) = 48%
Обчислити:
ω(NaCI) ?
Розв’язування:
Якщо для титрування використовують лише певну частину досліджуваного розчину (аліквотний об’єм), то результати титрування обчислюють за формулою:
m(NaCI)=
=
Вміст води (%) у харчовому продукті розраховують за формулою:
(Н2О) =
Звідси, можна знайти масу води в наважці хліба:
та масу сухої речовини:
m(сухої речовини) = 20,00 – 9,6 = 10,4г
Масова частка солі у перерахунку на суху речовину становить:
ω(NaCI) =
Відповідь: масова частка солі в хлібі в перерахунку на суху речовину складає 2,80%
Задача №12*
На титрування 40см3 води при визначенні загальної твердості води комплексонометричним методом витратили 5,10см3 0,0150 М розчину ЕДТА. Обчислити загальну твердість води в (мг/дм3) карбонату кальцію.
Дано:
V(H2O) = 40см3
V(ЕДТА) = 5,10см3
С(ЕДТА) = 0,0150моль/л
М(СаСО3) = 100,09г/моль
Обчислити:
Твердість(Н2О)
Розв’язування:
Загальну твердість води (сумарний вміст іонів кальцію та магнію) обчислюють за формулою:
Твердість води = ,
Звідси, твердість води = ммоль/дм3
Твердість води на СаСО3 = М(СаСО3) n = 1,9125 ∙ 100,09 = =191,5мг/дм3
Відповідь: твердість води на СаСО3 191,5мг/дм3
2.2.4. Обчислення молярної маси речовини еквіваленту окисника і відновника в окислювально-відновних методах
Еквівалент речовини, фактор еквівалентності, молярна маса речовини еквівалента в окислювально-відновних реакціях відрізняються від їх значень в реакціях обміну.
Еквівалент окислювача або відновника – умовна частина речовини, яка в даній окислювально-відновній реакції еквівалентна одному здобутому або втраченому електрону однією молекулою речовини.
Число, що вказує на кількість відданих або приєднаних електронів одним атомом, іоном або молекулою, називається фактором еквівалентності (fекв).
Для обчислення фактора еквівалентності та молярної маси речовини еквівалента необхідно:
Приклад №1
Розчинення міді в концентрованій азотній кислоті супроводжується виділенням NO2:
Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
Cu0 – 2e Cu+2 1
відновник 2
N+5 + 1e N+4 2
окислювач
Cu0 + 2N+5 Cu+2 + 2N+4
Обчислимо молярні маси речовини еквівалента окислювача (HNO3) та відновника (Cu); знаючи, що fекв(HNO3) = 1, fекв(Cu) = 1/2.
Мекв(HNO3) = 63,01г/моль
Мекв(Cu) = = 31,77г/моль
При розчиненні міді в розведеній азотній кислоті реакція супроводжується виділенням NO:
3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
Cu0 – 2e Cu+2 3 fекв(Cu)=1/2
відновник 6
N+5 + 3e N+2 2 fекв(HNO3)=1/3
окислювач
3Cu0 + 2N+5 3Cu+2 + 2N+2
Обчислимо молярні маси речовини еквівалента окислювача (HNO3) та відновника (Cu):
Мекв(HNO3) = = 21,00г/моль
Мекв(Сu) = = 31,77г/моль
2.2.5. Обчислення з використанням титру по визначуваній речовині (складного титру):
Титр по визначуваній речовині (складний титр) показує, яка маса цієї речовини еквівалентна 1мл стандартного розчину.
Запис Т(KМnO4/Na2C2O4)=0,0006701г/мл показує, що 1мл розчину KМnO4 еквівалентний 0,006701г Na2C2O4 або з 1мл розчину KМnO4 взаємодіє 0,006701г Na2C2O4.
Тстандарт. розчину / визначув. реч. =
Тстандарт. розч. / визначув. реч.=
Одиниці вимірювання титру по визначуваній речовині: г/мл.
Задача №13
Титр розчину KМnO4 дорівнює 0,003160г/мл. Визначити Т(KМnO4/FeSO4).
Дано:
Т(KМnO4)=0,003160г/мл
М(FeSO4)=151,91г/моль
М(KМnO4)=158,04г/моль
Обчислити:
Т(KМnO4/FeSO4)-?
Розв’язування:
Хімізм процесу:
10FeSO4 + 2KMnO4+ 8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + К2SO4 + 8H2O
2Fe+2 – 2e 2Fe+3 5 fекв(FeSO4)=1
Mn+7 + 5e Mn+2 2 fекв(KМnO4)=1/5
Мекв(KМnO4)= =31,61г/моль;
Мекв(FeSO4)== =151,91г/моль, тому, що катіон Fe+2, який входить до складу молекули FeSO4, в реакції з KМnO4 віддає один електрон.
Записуємо формулу для розрахунку:
Т(KМnO4/FeSO4)=
Т(KМnO4/FeSO4)= = 0,01519г/мл
Відповідь: Т(KМnO4/FeSO4)=0,01519г/моль.
Задача №14
Обчислити титр розчину KМnO4 по Н2С2О4, якщо (молярна концентрація речовини еквівалента) нормальна концентрація розчину KМnO4 дорівнює 0,1моль/л.
Дано:
Сн(KМnO4) = 0,1моль/л
М(Н2С2О4) = 90г/моль
Обчислити:
Т(KМnO4/Н2С2О4) ?
Розв’язування:
Рівняння хімічної реакції:
5Н2С2О4 + 2KМnO4 + 3H2SO4 10СО2 + 2МnSO4 + K2SO4+8H2O
С2О42- 2е 2СО2 5 fекв(Н2С2О4) = 1/2
10
Mn+7 +5е Mn+2 2
Мекв(Н2С2О4) = = 45г/моль
Т(KМnO4/Н2С2О4) =
Т(KМnO4/Н2С2О4) = = 0,0045г/мл
Відповідь: Т(KМnO4/Н2С2О4) = 0,0045г/мл
Задача №15
На титрування 20мл розчину соляної кислоти з Т = 0,003517 затрачено 21,55мл розчину гідроксиду натрію. Обчислити: а) ТNаOH / HCI; б) ТNаOH; в) ТNаOH /
Дано:
V(NaOH)=21,55мл
V(НСІ)=20,00мл
Т(НСІ) = 0,003517г/мл
Обчислити:
ТNаOH / HCI ?
ТNаOH ?
ТNаOH / Н2SO4 ?
Розв’язування:
Рівняння реакції: НСІ + КОН КСІ + Н2О
Сн(HСІ)=,
Мекв(НСІ)== 36,5г/моль
С(НСІ) ==0,0964моль/л (Сн(HСІ) = С(НСІ))
Згідно закону еквівалентів:
Сн(НСІ) ∙ V(НСІ) = Сн(NaOH) ∙ V(NaOH)
С(NaOH) =
Т(NaOH) =
ТNаOH / HCI=
Знаючи, що фактор еквівалентності H2SO4 в реакції:
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O дорівнює ½, можна обчислити молярну масу речовини еквівалента H2SO4:
Мекв.(H2SO4)=fекв(H2SO4)∙М(H2SO4)= ½ ∙ 98,08 = 49,04г/моль
Звідси,
Т(NаOH/Н2SO4)=
Відповідь: Т(NaOH) = 0,0894моль/л; Т(NаOH/HCI)= =0,003263г/мл; Т(NаOH/Н2SO4) = 0,004384г/мл
Задача №16*
Наважка 0,1602г вапняку була розчинена в соляній кислоті. Після чого іони Са2+ осадили у вигляді СаС2О4; відмитий осад розчинили у розведеній сульфатній кислоті та відтитрували 20,75см3 розчину КМnО4, титр якого за СаСО3 складає 0,006020г/см3. Обчислити масову частку СаСО3 у вапняку.
Дано:
m(наважки СаСО3) = 0,1602г
V(КМnО4) = 20,75см3
Т(КМnО4 / СаСО3) = 0,006020г/см3
Обчислити:
ω(СаСО3) ?
Розв’язування:
Концентрація КМnО4 виражається за визначуваною речовиною (складний титр), тобто 1 см3 розчину КМnО4 відповідає 0,06020г СаСО3. Усьому об’єму, витраченому на титрування КМnО4, відповідає m(СаСО3)=0,006020×20,75= =0,1249г
Масова частка СаСО3 у вапняку дорівнює:
ω(СаСО3) = =
Відповідь: ω(СаСО3) = 77,97%
Задачі для розв’язування
H2S + KMnO4 + H2SO4 S + MnSO4 + K2SO4 + H2O
FeSO4 + HNO3 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + NO + H2O
KMnO4 + HCІ KCІ + MnCІ2 + CІ2 + H2O
KI + H2SO4 I2 + K2SO4 + H2S + H2O
FeSO4+ KMnO4 + H2O + КОН → Fe(ОН)3↓ + MnO2↓ + K2SO4
K2Cr2O7 + КІ + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + І2 + K2SO4 + H2O
КІ + KMnO4 + H2SO4 → I2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
Відповіді на задачі
Тема: Титриметричний (об’ємний) метод аналізу
|
|
Відповідь: Т(Н2SO4) = 0,004913г/мл |
|
|
Відповідь: Сн(Н2SO4) = 0,4986моль/л |
|
|
Відповідь: m (наважки) = 6,3030г |
|
|
Відповідь: С(НСІ) = 0,09600моль/л |
|
|
Відповідь: m(Na2S2O3 ∙ 5H2O) = 6,20г |
|
|
Відповідь: Сн(KMnO4) = 0,08656моль/л |
|
|
Відповідь: Сн(KMnO4) = 0,08656моль/л |
|
|
Відповідь: m(AgNO3) = 4,2472г |
|
|
Відповідь: Т(AgNO3) = 0,008341г/мл |
|
|
Відповідь: Сн(ЕДТА) = 0,09920моль/л |
|
|
Відповідь: Сн(К2СО3) = 0,3478моль/л |
|
|
Відповідь: m(Н3РО4) = 3,92г |
|
|
Відповідь: Т(NaОН) = 0,02г/мл |
|
|
Відповідь: Сн(H2SO4) = 0,1408моль/л |
|
|
Відповідь: V(AgNO3) = 75,00мл |
|
|
Відповідь: C(НСІ) = 0,4517моль/л; Т(НСІ) =0,01647г/мл |
|
|
Відповідь: V(НСІ) = 20,00мл |
|
|
Відповідь: Т(NaОН) = 0,004102г/мл; С(NaОН)=0,1026моль/л |
|
|
Відповідь: m(HNO3) = 1,2464г |
|
|
Відповідь: m(NaОН) = 1,8г |
|
|
Відповідь: m(Н3РО4) = 0,2499г |
|
|
Відповідь: С(КОН) = 0,1026моль/л; Т(КОН)=0,005757г/мл |
|
|
Відповідь: С(КОН)=0,1008моль/л |
|
|
Відповідь: m(Cu) = 0,02896г |
|
|
Відповідь: Т(AgNO3) = 0,2369г/см3 |
|
|
Відповідь:m(КСІ) = 3,2806г |
|
|
Відповідь: ω(Н2С2О4∙2Н2О) = 98,59% |
|
|
Відповідь: ω(Н2О2) = 45,93% |
|
|
Відповідь: ω (СН3СООН) = 95,12% |
Додаток 1
Таблиця 1. Молярні маси деяких речовин
|
Формула хімічної сполуки |
Молярна маса, г/моль |
|
АgCI |
143,32 |
|
AgNO3 |
169,88 |
|
AI2O3 |
101,96 |
|
AI2(SO4)3 |
342,15 |
|
BaCO3 |
197,35 |
|
BaCI2 |
208,25 |
|
BaCI2∙2H2O |
244,28 |
|
BaSO4 |
233,40 |
|
Ba(OH)2 |
171,36 |
|
CaCO3 |
100,09 |
|
CaC2O4 |
128,10 |
|
CaC2O4∙H2O |
146,12 |
|
CaCI2 |
110,99 |
|
CaCI2∙6H2O |
219,08 |
|
CaO |
56,08 |
|
Ca(OH)2 |
74,10 |
|
Ca(NO3)2 |
164,09 |
|
CaSO4 |
136,14 |
|
CaSO4∙2H2O |
172,17 |
|
Cr(NO3)3 |
237,99 |
|
CuO |
79,54 |
|
CuSO4 |
159,60 |
|
CuSO4∙5H2O |
249,68 |
|
FeCI2 |
126,75 |
|
FeCI3 |
162,21 |
|
Fe2O3 |
159,69 |
|
Fe(NO3)3 |
241,66 |
|
FeS |
87,91 |
|
Формула хімічної сполуки |
Молярна маса, г/моль |
|
FeSO4 |
151,91 |
|
FeSO4 ∙ 7H2O |
278,02 |
|
Fe2(SO4)3 |
399,88 |
|
H2O |
18,015 |
|
H2O2 |
34,01 |
|
H3BO3 |
61,83 |
|
CH3COOH |
60,05 |
|
H2C2O4 |
90,04 |
|
H2C2O4 ∙ 2H2O |
126,07 |
|
HCI |
36,46 |
|
HNO3 |
63,01 |
|
H3PO4 |
98,00 |
|
H2S |
34,08 |
|
H2SO4 |
98,08 |
|
KBr |
119,01 |
|
KHCO3 |
100,11 |
|
K2CO3 |
138,21 |
|
KNO3 |
101,10 |
|
KCI |
74,56 |
|
K2CrO4 |
194,20 |
|
K2Cr2O7 |
294,19 |
|
K3[Fe(CN)6] |
329,23 |
|
K4[Fe(CN)6] |
368,33 |
|
KI |
166,01 |
|
K2SiO3 |
154,29 |
|
KMnO4 |
158,04 |
|
KNCS |
97,22 |
|
KOH |
56,11 |
|
K2SO4 |
174,27 |
|
MgCO3 |
84,32 |
|
MgO |
40,31 |
|
Формула хімічної сполуки |
Молярна маса, г/моль |
|
Mg2P2O7 |
222,56 |
|
MgSO4 |
120,37 |
|
MgSO4 ∙ 7H2O |
246,48 |
|
Mn(NO3)2 |
240,96 |
|
MnO2 |
86,94 |
|
NH3 |
17,03 |
|
NH4NCS |
76,12 |
|
(NH4)2C2O4 ∙ H2O |
142,11 |
|
NH4CI |
53,49 |
|
(NH4)2Fe(SO4)2 ∙ 12H2O |
482,19 |
|
NH4NO3 |
80,00 |
|
NH3 ∙ H2O |
35,046 |
|
Na2B4O7 ∙ 10H2O |
381,37 |
|
Na2CO3 |
105,99 |
|
Na2C2O4 |
134,00 |
|
NaHCO3 |
84,10 |
|
CH3COONa |
82,03 |
|
Na2H2Y |
372,30 |
|
NaI |
149,89 |
|
NaNO2 |
69,00 |
|
NaNO3 |
85,00 |
|
NaOH |
40,00 |
|
Na2S |
78,04 |
|
Na2S2O3 ∙ 5H2O |
248,18 |
|
Na2SO3 |
126,04 |
|
Na2SiO3 |
122,07 |
|
Na2SO4 |
142,04 |
|
Na2SO4 ∙ 10H2O |
322,19 |
|
P2O5 |
141,98 |
|
PbCrO4 |
323,18 |
|
ZnCI2 |
136,28 |
Додаток 2
Таблиця 2. Константи іонізації неорганічних та органічних кислот і основ
|
Назва речовини |
Формула |
Ступінь іонізації |
Константа іонізації |
рК |
|
Азотиста кислота |
НNO |
1 |
6,9 ∙ 10-4 |
3,16 |
|
Борна кислота (орто) |
Н3ВО3 |
1 |
7,1 ∙ 10-10 |
9,15 |
|
2 |
1,8 ∙ 10-13 |
12,74 |
||
|
3 |
1,6 ∙ 10-14 |
13,80 |
||
|
Вугільна кислота |
Н2СО3 |
1 |
4,45 ∙ 10-7 |
6,35 |
|
2 |
4,69 ∙ 10-11 |
10,33 |
||
|
Сірчиста кислота |
Н2SO3 |
1 |
1,4 ∙ 10-2 |
1,85 |
|
2 |
6,2 ∙ 10-8 |
7,20 |
||
|
Сірководнева кислота |
Н2S |
1 |
1,0 ∙ 10-7 |
6,99 |
|
2 |
2,5 ∙10-18 |
12,60 |
||
|
Синільна кислота |
НСN |
1 |
5,0 ∙ 10-10 |
9,3 |
|
Фосфорна кислота (орто) |
Н3РО4 |
1 |
7,1 ∙ 10-3 |
2,15 |
|
2 |
6,2 ∙ 10-8 |
7,21 |
||
|
3 |
5,0 ∙ 10-13 |
12,0 |
||
|
Хромова кислота |
Н2СrО4 |
1 |
1,6 ∙ 10-1 |
0,80 |
|
2 |
3,2 ∙ 10-7 |
6,50 |
||
|
Гідроксид амонію |
NH4OH |
1 |
1,76 ∙ 10-5 |
4,755 |
|
Гідроксид алюмінію |
АІ(ОН)3 |
3 |
1,38 ∙ 10-9 |
8,86 |
|
Гідроксид заліза (ІІ) |
Fe(OH)2 |
2 |
1,3 ∙ 10-4 |
3,89 |
|
Гідроксид заліза (ІІІ) |
Fe(OH)3 |
3 |
1,35 ∙ 10-12 |
11,87 |
|
Назва речовини |
Формула |
Ступінь іонізації |
Константа іонізації |
рК |
|
Гідроксид кальцію |
Са(ОН)2 |
2 |
4,0 ∙ 10-2 |
1,40 |
|
Гідроксид магнію |
Мg(OH)2 |
2 |
2,5 ∙ 10-3 |
2,60 |
|
Гідроксид свинцю (ІІ) |
Рb(OH)2 |
1 |
9,55 ∙ 10-4 |
3,02 |
|
2 |
3,0 ∙ 10-8 |
7,52 |
||
|
Гідроксид хрому (ІІІ) |
Сr(ОН)3 |
3 |
1,02 ∙ 10-10 |
9,99 |
|
Гідроксид цинку |
Zn(OH)2 |
2 |
4 ∙ 10-5 |
4,4 |
|
Аскорбінова кислота |
С6Н8О6 |
1 |
9,1 ∙ 10-5 |
4,95 |
|
Бензойна кислота |
С6Н5СООН |
1 |
6,3 ∙ 10-5 |
4,20 |
|
Оцтова кислота |
СН3СООН |
1 |
1,74 ∙ 10-5 |
4,76 |
|
Трихлороцтова кислота |
ССІ3СООН |
1 |
2,0 ∙ 10-1 |
0,70 |
|
Молочна кислота |
СН3СН(ОН)СООН |
1 |
1,5 ∙ 10-4 |
3,83 |
|
Мурашина кислота |
НСООН |
1 |
1,8 ∙ 10-4 |
3,75 |
|
Пропанова кислота |
СН3СН2 СООН |
1 |
1,3 ∙ 10-5 |
4,87 |
|
Фенілоцтова кислота |
С6Н5СН2 СООН |
1 |
4,88 ∙ 10-5 |
4,31 |
|
Фенол |
С6Н5ОН |
1 |
1,0 ∙ 10-10 |
10,0 |
|
Щавлева кислота |
Н2С2О4 |
1 |
5,6 ∙ 10-2 |
1,25 |
|
2 |
5,4 ∙ 10-5 |
4,27 |
||
|
Анілін |
С6Н5NН2 |
1 |
4,3 ∙ 10-10 |
9,37 |
Додаток 3
Таблиця 3. Добуток розчинності деяких електролітів (25 С)
|
Формула електроліту |
Добуток розчинності, ДР |
|
AgOH |
2,0 ∙ 10-8 |
|
AgCI |
1,7 ∙ 10-10 |
|
AgBr |
3,3 ∙ 10-13 |
|
AgI |
8,5 ∙ 10-17 |
|
Ag2CrO4 |
2,0 ∙ 10-12 |
|
Mg(OH)2 |
5,5 ∙ 10-12 |
|
MgCO3 |
1,0 ∙ 10-5 |
|
MgNH4PO4 |
2,5 ∙ 10-13 |
|
Ca(OH)2 |
2,2 ∙ 10-2 |
|
CaCO3 |
1,7 ∙ 10-8 |
|
CaSO4 |
6,26 ∙ 10-5 |
|
CaC2O4 |
3,8 ∙ 10-9 |
|
CaCrO4 |
2,3 ∙ 10-2 |
|
Ba(OH)2 |
2,2 ∙ 10-1 |
|
BaCO3 |
4,93 ∙ 10-9 |
|
BaSO4 |
9,9 ∙ 10-11 |
|
BaCrO4 |
2,3 ∙ 10-10 |
|
AI(OH)3 |
1,1 ∙ 10-15 |
|
PbCI2 |
1,7 ∙ 10-5 |
|
PbI2 |
8,7 ∙ 10-9 |
|
Fe(OH)2 |
1,65 ∙ 10-15 |
|
FeS |
3,8 ∙ 10-20 |
|
Fe(OH)3 |
4,0 ∙ 10-38 |
|
Fe2S3 |
1,0 ∙ 10-88 |
Додаток 4
Таблиця 4. Аналітичні множники (фактори перерахунку) гравіметричного аналізу
|
Досліджуваний компонент |
Гравіметрична форма |
Аналітичний множник |
|
Ag |
AgCI |
0,7526 |
|
AgNO3 |
AgCI |
1,1852 |
|
Ag2O |
AgCI |
0,8084 |
|
AI |
AI2O3 |
0,5292 |
|
Ba |
BaSO4 |
0,5885 |
|
BaCO3 |
BaSO4 |
0,8455 |
|
BaCI2 |
BaSO4 |
0,8923 |
|
CO2 |
CaCO3 |
0,4397 |
|
CO2 |
CaO |
0,7848 |
|
Ca |
CaCO3 |
0,4005 |
|
Ca |
CaO |
0,7147 |
|
CaCO3 |
CaO |
1,7847 |
|
CaCO3 |
CaSO4 |
0,7351 |
|
CaCI2 |
CaO |
1,9793 |
|
CaO |
CaCO3 |
0,5603 |
|
CaSO4 |
CaO |
2,4276 |
|
CI |
AgCI |
0,2474 |
|
Fe |
Fe2O3 |
0,6994 |
|
FeO |
Fe2O3 |
0,8998 |
|
HCI |
AgCI |
0,2544 |
|
H2SO4 |
BaSO4 |
0,4202 |
|
Mg |
Mg2P2O7 |
0,2185 |
|
MgCO3 |
Mg2P2O7 |
0,7576 |
|
MgO |
Mg2P2O7 |
0,3623 |
|
SO3 |
BaSO4 |
0,3430 |
|
Si |
SiO2 |
0,4672 |
Додаток 5
Таблиця 5. Нормальні окислювальні потенціали
У таблиці наведені значення стандартних електродних потенціалів (Е ) при 25 С та за нормального атмосферного тиску (760 мм рт.ст. = 101,325 кПа). Всі величини Е подані відносно потенціалу стандартного водневого електрода.
Використані позначення: ↓ насичений розчин у присутності нерозчинної твердої або рідкої речовини; ↑ насичений газом розчин за нормального атмосферного тиску (760 мм рт.ст. = 101,325 кПа).
|
Вищий ступінь окислення |
Число електронів |
Нижчий ступінь окислення |
Е , В |
|
Ag+ |
+1е- |
Ag↓ |
+0,7994 |
|
AI3+ |
+3e- |
AI |
-0,66 |
|
AIO2- + 2H2O |
+3e- |
AI↓ + 4OH- |
-2,35 |
|
Br2 |
+2e- |
2Br- |
+1,087 |
|
Ca2+ |
+2e- |
Ca↓ |
-2,79 |
|
Cd2+ |
+2e- |
Cd↓ |
-0,403 |
|
CI2 |
+2e- |
2CI- |
+1,359 |
|
2HCIO- + 2H+ |
+2e- |
CI2↑ + H2O |
+1,63 |
|
Cr3+ |
+1e- |
Cr2+ |
-0,41 |
|
Cr3+ |
+3e- |
Cr↓ |
-0,74 |
|
CrO2- + 2H2O |
+3e- |
Cr↓ + 4OH- |
-1,2 |
|
Cr2O72- + 14H+ |
+6e- |
2Cr3+ +7H2O |
+1,33 |
|
CrO42- + 4H2O |
+3e- |
Cr(OH)3↓+5OH- |
-0,13 |
|
Cu2+ |
+1e- |
Cu+ |
+0,159 |
|
Cu2+ |
+2e- |
Cu↓ |
+0,345 |
|
Cu+ |
+1e- |
Cu↓ |
+0,531 |
|
Cu2+ + CI- |
+1e- |
CuCI↓ |
+0,54 |
|
Cu2+ + I- |
+1e- |
CuI↓ |
+0,86 |
|
F2↑ |
+2e- |
2F- |
+2,77 |
|
Вищий ступінь окислення |
Число електронів |
Нижчий ступінь окислення |
Е , В |
|
Fe3+ |
+1e- |
Fe2+ |
+0,771 |
|
Fe3+ |
+3e- |
Fe↓ |
-0,058 |
|
Fe2+ |
+2e- |
Fe↓ |
-0,473 |
|
2H+ |
+2e- |
H2↑ |
0,0000 |
|
2H2O |
+2e- |
H2↑ + 2OH- |
-0,828 |
|
I2 |
+2e- |
2I- |
+0,621 |
|
K+ |
+1e- |
K↓ |
-2,923 |
|
Mg2+ |
+2e- |
Mg↓ |
-2,37 |
|
Mn2+ |
+2e- |
Mn↓ |
-1,17 |
|
MnO42- + 4H+ |
+2e- |
MnO2↓ + 2H2O |
+2,26 |
|
MnO4- |
+1e- |
MnO42- |
0,588 |
|
MnO4- + 4H+ |
+3e- |
MnO2↓ + 2H2O |
+1,69 |
|
MnO4- + 8H+ |
+5e- |
Mn2+ + 4H2O |
+1,51 |
|
NO3- + 3H+ |
+2e- |
HNO2 + H2O |
+0,94 |
|
NO3- + H2O |
+2e- |
NO2- + 2OH- |
+0,01 |
|
NO3- + 2H+ |
+1e- |
NO2↑+ H2O |
+0,80 |
|
NO3- + H2O |
+1e- |
NO2↑ + 2OH-↑ |
-0,86 |
|
NO3- + 4H+ |
+3e- |
NO↑ + 2H2O |
0,96 |
|
2NO3- + 12H+ |
+10e- |
N2↑ + 6H2O |
+0,73 |
|
NO3- + 10H+ |
+8e- |
NH4+ + 3H2O |
+0,87 |
|
Na+ |
+1e- |
Na↓ |
-2,713 |
|
O2↑ + 4H+ |
+4e- |
2H2O |
+1,229 |
|
O2↑ + 2H2O |
+4e- |
4OH- |
+0,401 |
|
O2↑ + 2H+ |
+2e- |
H2O2 |
+0,682 |
|
H2O2 + 2H+ |
+2e- |
2H2O |
+1,77 |
|
Pb4+ |
+2e- |
Pb2+ |
+1,66 |
|
Pb4+ |
+4e- |
Pb↓ |
+0,77 |
|
Pb2+ |
+2e- |
Pb↓ |
-1,26 |
|
S2O32- + 6H+ |
+4e- |
2S↓ + 3H2O |
+0,5 |
|
Sn4+ |
+2e- |
Sn2+ |
+0,15 |
Додаток 6
Тривіальні назви деяких речовин і сумішей
|
Тривіальна назва |
Хімічна формула |
|
Індивідуальні речовини |
|
|
Алюмокалієвий галун |
KAI(SO4)2 ∙ 12H2O |
|
Амонійна селітра |
NH4NO3 |
|
Баритова селітра |
Ba(NO3)2 |
|
Берлінська блакить |
Fe4[Fe(CN)6]3 |
|
Бертолетова сіль |
KCIO3 |
|
Вапняна селітра |
Ca(NO3)2 ∙ H2O |
|
Вуглекислий газ |
CO2 |
|
Гашене вапно |
Ca(OH)2 |
|
Гіпосульфіт |
Na2S2O3 ∙ 5H2O |
|
Глауберова сіль |
Na2SO4 ∙ 10H2O |
|
Глинозем |
AI2O3 |
|
Жжoна магнезія |
MgO |
|
Жовта кров’яна сіль |
K4[Fe(CN)6] ∙ 3H2O |
|
Залізний купорос |
FeSO4 ∙ 7H2O |
|
Їдке калі |
KOH |
|
Їдкий барит |
Ba(OH)2 |
|
Їдкий натр (каустична сода, каустик) |
NaOH |
|
Калійна (індійська) селітра |
KNO3 |
|
Кальцинована сода |
Na2CO3 |
|
Карбід кальцію |
CaC2 |
|
Карборунд |
SiC |
|
Кремнезем |
SiO2 |
|
Кухонна (поварська) сіль |
NaCI |
|
Мідний купорос |
CuSO4 ∙ 5H2O |
|
Нашатир |
NH4CI |
|
Негашене вапно |
CaO |
|
Тривіальна назва |
Хімічна формула |
|
Питна сода |
NaHCO3 |
|
Поташ |
K2CO3 |
|
Сечовина |
CO(NH2)2 |
|
Сіль Мора |
(NH4)2Fe(SO4)2∙6H2O |
|
Сірчистий газ |
SO2 |
|
Сода |
Na2CO3 ∙ 10H2O |
|
Сулема |
HgCI2 |
|
Сухий лід |
CO2 (тв.) |
|
Титанові білила |
TiO2 |
|
Турунбулева синь |
Fe3[Fe(CN)6]2 |
|
Хромокалієвий галун |
KCr(SO4)2 ∙ 12H2O |
|
Хромпик |
K2Cr2O7 |
|
Цементити |
Fe3C |
|
Цинкові білила |
ZnO |
|
Чадний газ |
CO |
|
Червона кров’яна сіль |
K3[Fe(CN)6] |
|
Чилійська селітра |
NaNO3 |
|
Ювелірна бура |
Na2B4O7 ∙ 5H2O |
|
Суміші речовин |
|
|
Баритова вода (насичений водний розчин їдкого бариту) |
Ba(OH)2 |
|
Білильне вапно (суміш) |
Са(СІО)2, СаСІ2, Са(ОН)2 |
|
Бромна вода (водний розчин брому) |
НВrO + HBr + Br2 |
|
Жавелева вода (водний розчин) |
КОН (водн.) + СІ2 (г) |
|
Рідке скло (водний розчин) |
Na2SiO3 + K2SiO3 |
|
Вапняна вода (насичений розчин) |
Ca(OH)2 (водн.) |
|
Купоросне масло (технічна) |
H2SO4 (конц.) |
|
Натронне вапно |
СаО, Са(ОН)2 +NaOH |
|
Нашатирний спирт (водний розчин аміаку) |
NH3 ∙ H2O |
|
Тривіальна назва |
Хімічна формула |
|
Олеум (димляча H2SO4) |
SO3 + H2SO4 (конц.) |
|
Пергідроль (30% водний розчин) |
Н2О2 |
|
Плавикова кислота (водний розчин) |
НF |
|
Сірководнева вода (водний розчин) |
Н2S |
|
Соляна кислота (водний розчин) |
НСІ |
|
Терміт (порошок) |
AI + Fe3O4 |
|
Хлорна вода (водний розчин хлору) |
СІ2 + НСІО + НСІ |
|
Царська водка (суміш конц. кислот) |
1 об.НNO3 + 3 об.НСІ |
ЛІТЕРАТУРА