Количественное определение вещества

Вычисления

Определение нормальной концентрациипроводится по формуле:

V1 / V2 = CH2 / CH1

где V1 и V2 – объемы (в мл), затраченных на реакцию растворов (кислоты и щелочи или соли и перманганата калия, соответственно, а CH1 и CH2 – их нормальность.

Определение титра раствора кислоты проводится по формуле:

Т(кислоты) = CH (кислоты) ∙ Мf / 1000

где Т(кислоты) – титр кислоты‚ CH (кислоты) – нормальность (молярная концентрация эквивалента)‚ Мf – молярная масса эквивалента.

Жесткость воды (в ммоль/л) вычисляют по формуле:

Ж = СН (жест.в.) ∙ 1000

где Ж – это жесткость образца жесткой воды, СН (жест.в.) – это нормальность образца воды, т.е. масса, соответствующая эквиваленту Са(НСО3)2 в 1л воды.

Нормальная концентрация (в моль/л) образца воды вычисляется по формуле:

СН (жест.в.) = V(кислоты) ∙ CH (кислоты)/ V (жест.в.)

где СН (жест.в.) – это нормальная концентрация (в моль/л) образца воды‚ V(кислоты) – объем кислоты‚ затраченной на титрование жесткой воды (в мл)‚ и CH (кислоты) – это нормальная концентрация кислоты, затраченной на титрование жесткой воды, V (жест.в.). – это объем (в мл) титрованного образца воды.

Вычисление содержания железа в соли Мора при известном объеме титруемого образца и его нормальности проводится по формуле:

m(Fe) = Ar (Fe) ∙ СH (FeSO4) ∙ Vp (FeSO4)

где m(Fe) – это масса железа, Ar (Fe) – относительная атомная масса железа, СH (FeSO4) – нормальная концентрация раствора сульфата железа (в моль/л или г-экв/л), Vp(FeSO4) – использованный объем (в л) раствора сульфата железа (II).

Окраска некоторых индикаторов в растворах

Название индикатора Цвет индикатора в растворах
нейтральном кислом щелочном
Лакмус фиолетовый красный синий
Метиловый оранжевый оранжевый розовый желтый
Фенолфталеин бесцветный бесцветный малиновый

Опыт 1. Метод нейтрализации. Определение концентрации кислоты

Реактивы и оборудование: 0,1 н. раствор соляной кислоты, титрованный 0,1 н. раствор гидроксида натрия, фенолфталеин, бюретка, пипетка на 10 мл, три конических колбочки на 100-200 мл, стеклянная воронка, железный штатив.

Ход работы: закрепите бюретку в лапке штатива и вставьте в неё воронку. Заполните бюретку (вместе с наконечником) титрованным 0,1н раствором гидроксида натрия. Установите уровень жидкости в бюретке на нулевом делении и снимите воронку.

Наберите пипеткой 10 мл исследуемого (0,1н) раствора соляной кислоты, перенесите его в чистую коническую колбочку, добавьте в него 2-3 капли раствора фенолфталеина. Подведите колбочку с раствором кислоты под наконечник бюретки и подложите под нее лист белой бумаги.

Производите титрование, приливая к кислоте по каплям и при постоянном перемешивании титрованный раствор щелочи из бюретки до тех пор, пока не появится бледно-розовое окрашивание‚ не исчезающее при взбалтывании.

Изменение окраски индикатора указывает на конец реакции

NaOH + HCl→

Отметьте объем щелочи, пошедшей на титрование. Титрование повторите три раза, начиная всегда отсчет объема щелочи с нулевого деления.

Результаты трех титрований запишите в таблицу:

Титрование Объем взятого раствора кислоты, мл Объем титрованного раствора щелочи, мл Среднее значение объема щелочи, мл
Первое 10,0    
Второе 10,0    
Третье 10,0    

 

Определение нормальной концентрации раствора соляной кислоты:

____________________________________________________________________

Определение титра раствора соляной кислоты:

 

 

Опыт 2. Метод нейтрализации. Определение карбонатной жесткости воды

Реактивы и оборудование: жесткая вода, титрованный 0,1 н. раствор соляной кислоты, раствор метилового оранжевого, бюретка, мензурка (или пипетка) на 100 мл, колба для титрования на 200-250 мл, воронка, железный штатив.

Ход работы: наполните бюретку титрованным 0,1 н. раствором соляной кислоты. Отмерьте 10‚0 мл жесткой воды, перелейте ее в колбу для титрования, добавив туда 2-3 капли раствора метилового оранжевого.

Приливайте к жесткой воде (по каплям) титрованный раствор соляной кислоты до тех пор, пока от прибавления одной капли кислоты окраска не изменится от бледно-желтой до бледно-розовой. Изменение окраски указывает на завершение следующей реакции:

Ca(HCO3)2 + HCl →

Отметьте объем кислоты, потраченной на титрование. Повторите титрование 3 раза.

Результаты трех титрований:

Титрование Объем взятой жесткой воды, мл Объем титрованного раствора HCl, мл Среднее значение объема HCl, мл
Первое 10‚0    
Второе 10,0    
Третье 10,0    

 

Расчет нормальности жесткой воды:

 

 

Расчет карбонатной жесткости

Опыт 3. Перманганатометрия. Определение содержания железа в соли Мора

Реактивы и оборудование: титрованный 0,02 н. раствор перманганата калия, растворы соли Мора (NH4)2SO4∙ FeSO4∙6H2O c концентрацией 0,01 н. и 0,02н., 0,025 н. и 2 н. растворы серной кислоты, мерная колба на 250 мл, бюретка, пипетка на 25 мл, три колбы для титрования на 100 мл, стеклянная воронка, железный штатив.

Ход работы: 0,01 н. или 0,02 н. раствор соли Мора поместите в мерную колбу на 250 мл, долейте колбу дистиллированной водой до метки и тщательно перемешайте. Наберите пипеткой 25 мл раствора, перенесите его в колбу для титрования и подкислите 10-12 мл 2н. раствора серной кислоты.

Наполните бюретку титрованным раствором перманганата калия и титруйте, добавляя его к подкисленному раствору соли Мора (по каплям при перемешивании) до появления бледно-розового окрашивания‚ не исчезающего 1-2 мин. Это означает, что весь восстановитель (ион ____ ) окислен:

KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 →

Электронно-ионный баланс этой реакции:

 

 

Повторите титрование 3 раза.

Результаты трех титрований:

Титрование Объем взятой соли Мора, мл Объем титрованного раствора KMnO4, мл Среднее значение объема KMnO4, мл
Первое 25,0    
Второе 25,0    
Третье 25,0    

 

Нормальная концентрация сульфата железа (II) в растворе соли Мора:

 

 

Масса железа в 250 мл раствора соли Мора:

 


Пензенский государственный педагогический

университет имени В.Г. Белинского

 

Химия: руководство к лабораторным занятиям