Тема: Количественный анализ.
Теоретический материал к занятию:
Титриметрический анализ – измерение объёма титранта, затраченного на реакцию с анализируемым веществом.
Титрант – раствор с точно известной концентрацией.
Титрование – постепенное добавление титранта к анализируемому веществу до достижения точки эквивалентности.
Точка эквивалентности (т.э.) – момент завершения реакции между титрантом и анализируемым веществом.
Аликвотная проба – точно измеренный объём анализируемого вещества.
Ацидиметрия – титрантом является кислота.
Алкалиметрия – титрантом является основание.
Первичный стандарт – раствор вещества, который готовят по точной массе.
Стандартизация титранта – установление точной концентрации титранта.
Закон эквивалентов: с(1/z X) ∙ V (X) = с(1/z T) ∙ V (T)
Задача 1
Рассчитайте объём 20%-ого раствора KOH (ρ = 1,3 г/мл), необходимый для приготовления 1,5 л раствора с концентрацией С (KOH) = 0,1 моль/л.
| Дано: ω(KOH) = 20% C(KOH) = 0,1 моль/л V(KOH) = 1,5 л ρ = 1,3 г/мл | Эталон решения:
1. Для нахождения объёма раствора KOH с ω = 20% необходимо знать массу раствора и его плотность
V(р-р) = 
|
| V(KOH, 20% р-р) = ? | ρ дано в условии задачи, массу раствора следует определить. |
2. Массу раствора щёлочи с ω = 20% можно рассчитать зная массу KOH, содержащуюся в этом растворе:
ω = 
m (р-р) = 
ω % дано в условии задачи, массу KOH следует определить.
3. Массу KOH можно определить, зная молярную массу KOH и количество вещества KOH.
m(KOH) = M(KOH) ∙ υ(KOH) M(KOH) = 56г/моль.
4. Количество вещества KOH можно определить, зная объём раствора и молярную концентрацию KOH в нём.
υ(KOH) = V(р-р) ∙ C(KOH)
Объём раствора и C(KOH) даны в условии задачи.
1. Находим количество вещества KOH:
n(KOH) = 1,5 л ∙ 0,1 моль/л = 0,15 моль
2. Находим массу щёлочи:
m(KOH) = 0,15 моль ∙ 40 г/моль = 6 г
3. Находим массу исходного раствора, содержащего 6 г KOH:
m(р-р) = 
= 30 г
4. Находим объём исходного раствора
V(р-р) = 
= 23 мл
Ответ: Для приготовления требуемого раствора необходимо взять 23 мл исходного раствора. Остальное – вода до объёма 1,5 л.
Задача 2
Раствор гидроксида натрия неизвестной концентрации разбавлен в мерной колбе на 250 мл водой. На титрование 20 мл полученного раствора по реакции:
2NaOH + 2H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O
расходуется 24 мл рабочего раствора серной кислоты с C(1/2H2SO4) = 0,08 моль/л.
Определить массу NaOH, содержащуюся в испытуемом растворе.
| Дано: V1(NaOH) = 200 мл = 0,20 л. V2(NaOH) = 20 мл V(H2SO4) = 22 мл С(1/2H2SO4) = 0,055 моль/л | Эталон решения:
1. По закону эквивалентов находим молярную концентрацию эквивалента NaOH.
С(NaOH) ∙V(NaOH) = C(1/2H2SO4) ∙V(H2SO4)
C(NaOH)=  = 0,605 моль/л.
|
| m (NaOH) = ? |
2. Находим массу NaOH во всём объёме:
m(NaOH) = C(NaOH) ∙V1(NaOH) ∙M(NaOH)
m(NaOH) = 0,605 моль/л∙0,20 л∙40 г/моль = 4,84 г
Ответ: В растворе содержится 4,84 г NaOH.
Домашнее задание:
1. Приведите пример вещества (X), количественное содержание которого в водном растворе можно определить прямым алкалиметрическим титрованием. Напишите уравнение реакции и выражение закона эквивалентов. Вычислите массу вещества (X), если на титрование затрачено 20,0 мл раствора титранта (какого?), с(Т) = 0,1 моль/л.
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Приведите пример вещества (X), количественное содержание которого в растворе можно определить прямым ацидиметрическим титрованием. Напишите уравнение реакции и выражение закона эквивалентов для этой реакции. Вычислите молярную концентрацию вещества (X), если на титрование раствора вещества (X) объемом 15,0 мл было затрачено 12,0 мл титранта (какого?), с (Т) = 0,07 моль/л.
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Приведите пример вещества (X), количественное содержание которого в растворе можно определить прямым перманганатометрическим титрованием. Напишите уравнение реакции и выражение закона эквивалентов для этой реакции. Вычислите молярную концентрацию вещества (X) если на титрование 5,00мл исследуемого раствора затрачено 12,00 мл раствора титранта (какого?), с(1/z T) = 0,01 моль/л.
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Приведите пример вещества (X), количественное содержание которого можно определить обратным перманганатометрическим титрованием. Напишите уравнение реакции и выражение закона эквивалентов. Вычислите молярную концентрацию вещества (X), если к аликвотной доле вещества (X) объемом 10,00 мл добавили раствор сульфата железа (II) объемом 20,00 мл с молярной концентрацией 0,05 моль/л, а на титрование было затрачено 10,00 мл титранта (какого?), с (1/z T) = 0,05 моль/л.
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. Вычислите объем раствора азотной кислоты с концентрацией 0,065 моль/л, необходимый для титрования раствора, содержащего 0,1 г гидроксида калия.
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6. Раствор муравьиной кислоты массой 2,32 г разбавлен водой до 100 мл. На титрование 10 мл разбавленного раствора затрачено 7,2 мл раствора гидроксида калия с концентрацией 0,15 моль/л. Рассчитайте массовую долю муравьиной кислоты в исходном растворе.
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________