Розрахунки в об’ємному аналізі.

 

Під час об’ємно - аналітичних визначень найчастіше розраховують одну з 3 –х величин:

V – об’єм стандартного розчину, витраченого на титрування досліджуваної речовини (мл.),

Сn – концентрацію досліджуваного розчину та вміст досліджуваної речовини в розчині в грамах. Для цього використовують слідуючу формулу:

але в деяких задачах дається маса розчиненої речовини, а потрібно визначити нормальну концентрацію досліджуваного розчину, тому з основної формули маси можна визначити концентрацію

 

Cn

 

Для визначення нормальної концентрації, або об’єму розчину можна використати формули – математичне вираження закону еквівалентів – нормальні концентрації реагуючих розчинів знаходяться в зворотно пропорціональній залежності до їх об’ємів:

 

Якщо відомо три величини з цих чотирьох, то можна визначити любу невідому речовину:

; або

 

Масу розчиненої речовини можна визначити за титром, якщо відомий об’єм:

m=T·V, а виходячи з цієї формули можна визначити титр або об’єм, якщо відома маса:

 

Якщо, за умовою задачі, відома нормальна концентрація, то титр можна розрахувати за іншою формулою:

Т=

 

Іноді, за умовою задачі, необхідно визначити титр однієї речовини за іншою, тоді використовують таку формулу:

ТnaCI/AgNO₃=

 

А тепер для прикладу розберемо декілька задач.

 

Задача 1. Приготувати 500,0мл. 0,1 н розчину щавелевої кислоти –

Н₂С₂О₄ х 2Н₂О.

Дано:

Сn щ.к. = 0,1 н. М (Н₂С₂О₄ х 2Н₂О) = 126 г.

V = щ.к. = 500,0 мл. Екв. щ. к. = ;

m щ.к.-? m щ.к.=

 

Відповідь: для того, щоб приготувати 500 мл 0,1 розчину щавелевої кислоти необхідно відважити на аналітичних терезах, перенести в мірну колбу на 500,0 мл., додати невелику кількість дистильованої води, добре перемішати до повного розчинення щавелевої кислоти і долити до мітки дистильовану воду.

 

Задача 2. Хімічно чистий карбонат кальцію масою 1,3250 г. розчинили в колбі на 250,0 мл. дистильованою водою. 25,0 мл. цього розчину відтитрували 26,47 мл. розчину трилону Б. Визначити нормальну концентрацію розчину трилону Б.

Дано:

mCaCO₃ = 1,3250 г Для визначення нормальної концентрації трилону Б

VCaCO₃ = 250,0 мл. використаємо формулу - математичне вираження закону

V₁CaCO₃ = 25,0 мл. еквівалентів:

VТР.Б = 26,47 мл.

Cn Тр. Б -?

Але нам за умовою задачі дається маса карбонату кальцію, а не його нормальна концентрація. Тому перш за все визначимо Сn СаСО₃ за формулою:

Сn СаСО₃ =

М(СаСО₃) = 100 г.

Екв.(СаСО₃) =

Сn СаСО₃=

 

А тепер, знаючи Сn СаСО₃ можна визначити Сn Тр.Б.

 

Сn Тр.Б =

 

Відповідь: нормальна концентрація трилону Б в цій реакції дорівнює 0,1 н.

 

 

Задача 3. Визначити об’єм 0,05 н розчину хлоридної кислоти, який необхідно для взаємодії з 20 мл. 0,1 н розчину КОН.

 

Дано: , звідси

Cn HCℓ = 0,05 н

Сn КОН = 0,1 н

V КОН = 20,0 мл. Відповідь: Об’єм хлоридної кислоти, необхідний для

VHCℓ -? взаємодії з 20 мл. 0,1 н. розчину КОН

дорівнює 40 мл.

 

 

Задача 4. Титр розчину хлоридної кислоти дорівнює 0,03647 г/мл. Чому дорівнює його титр за гідроксидом калію – КОН?

 

Дано: Т НСℓ/КОН=

Т НСℓ = 0,03647 г/мл.

Для того, щоб визначити ТНСℓ/КОН необхідно знайти

Т НСℓ/КОН -? Cn HCℓ та Екв. KOH.

 

ТHCℓ = ,звідси

Cn HCℓ =

 

М(НСℓ) = 36,5 г.

 

Екв.(НСℓ)=

 

Cn HCℓ =

М(КОН) = 56 г.

 

Екв.(КОН)

 

Т НСI/КОН = ;

 

Відповідь: ТНСℓ/КОН = 0,0559 г/мл.

 

Задача 5. На титрування розчину, приготовленого розчиненням 0,1020 г

NaCℓ, необхідно 38,40 мл встановлюваного розчину AgNO₃. Визначити:

а). нормальну концентрацію розчину AgNO₃ та

б).Т AgNO₃/Сℓ.

 

Дано: Це найскладніший тип задач, де дається маса однієї

mNaCℓ=0,1020 г речовини, а треба знайти нормальну концентрацію

V АgNO₃ =38,40 мл. іншої.

Перш за все треба пам’ятати, що речовини

взаємодіють між собою в еквівалентних кількостях,

Сn АgNO₃-? тобто однокавою кількістю г- еквівалентів.

Т АgNO₃ /Сℓ -?. Якщо ми знайдемо, яку кількість г-еквівалент складає 0,1020 г NaCℓ, то така ж сама кількість г-екв.AgNO₃ вступить з нею в реакцію. Для цього розрахуємо вартість 1 г-екв. NaCℓ.

М (NaCℓ) = 58,5 г

 

Екв. NaCℓ = : 1=58,5 г/моль.

Знаходимо кількість г-екв. NaCI

0,1020 г: 58,5 = 0,0017

така ж сама кількість г-екв. вступить в реакцію АgNO₃. Тепер легко визначити масу АgNO₃, якщо знайдемо вартість г-екв. його та помножимо на кількість г-екв.

М (АgNO₃) = 170 г х Екв. АgNO₃ =

m АgNO₃ =170 х 0,0017 = 0,296 (г)

з формули маси переходимо до формули нормальної концентрації

;

Сn АgNO₃ =

ТАgNO₃/СI=

Екв.Сℓ= 35,5 г

 

Відповідь: Нрмальна концентрація АgNO₃ в даній реакції дорівнює 0,045 н, а Т АgNO₃/СI=0,0016 г/мл.

 

Задача 6. На титрування 0,2173 г соди Na₂CO₃ витрачено 23,17 мл. розчину хлоридної кислоти. Визначити Сn HCI та ТHCI/ Na₂CO₃.

 

Дано: Ця задача основана на еквівалентних відносинах

реагуючих речовин. Тому в першу чергу необхідно

m соди = 0,2173 г визначити кількість г-екв. соди, що вступають в реакцію

VНСI =23,17 мл. з хлоридною кислотою. Але для цього треба розрахувати

вартість одного г-екв. соди.

СnНСℓ-? М (Na₂CO₃) = 106 г.

ТНСℓ/Na₂CO₃-? + M – молярна маса 106г

Екв.Na₂CO₃= = 53 г/моль

n– загальна валентність металу 2

 

Знаходимо кількість г-екв. соди

0,2173 г: 53 = 0,0041.

Така ж сама кількість г-екв. хлоридної кислоти вступає в реакцію з содою.

Розрахувавши вартість одного г-екв. хлоридної кислоти, знайдемо масу її.

М(НСℓ) = 36,5 г

.

Екв.НСℓ=

mHCI= 36,5 х 0,0041 = 0,1496 (г)

 

CnHCI=

 

ТНСℓ/Na₂CO₃ =

 

 

Задача 7. На титрування розчину NaOH витрачено 21,72 мл. 0,1251 н. розчину хлоридної кислоти. Обчисліть масу NaOH в розчині.

 

Дано: Знаходимо масу НСI

1. mHCI=

V HCI = 21,72 мл Екв.НСI = 36,5 г/моль.

CnHCI=0,1251н Тепер знаходимо кількість г-екв. НСI

mNaOH -? 0,0992: 36,5 = 0,0027.

Вартість одного г-екв. NaOH =

М(NaOH) = 40 г.

Кількість г-екв. реагуючих речовин завжди однакова, тому помноживши вартість г-екв. NaOH на кількість г-екв-знайдемо масу NaOH

 

40 х 0,0027 = 0,108 (г) NaOH

 

Задача 8. Скільки грамів хлориду натрію містилось в 250 мл. розчину, якщо на титрування 10,0 мл. його витрачено 12,50 мл.0,05 н розчину AgNO₃?

Дано: mNaCI =

VNaCI = 250,0 мл.

V₁NaCI= 10,0 мл. Екв. NaCI= ;

V AgNO₃ =12,5 мл. М(NaCI) = 58,5 г/моль

СnAgNO₃ = 0,05 н Екв. NaCI = = 58,5 г/моль.

mNaCI -? Сn NaCI можна знайти за формулою- математичне

вираження закону еквівалентів.

 

Сn NaCI =

А тепер можемо розрахувати масу NaCI, що міститься в 250,0 мл. даного розчину.

mNaCI=