Расчеты в титриметрическом анализе

 

Титриметрический анализ основан на точном измерении количества реактива, израсходованного на реакцию с определяемым веществом.

Вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах n₁=n₂

Так как

n = cV · 10^-3,

где n – количество вещества, моль; с – молярная концентрация эквивалента, моль/дм³, V — объем, в котором растворено вещество, см³; то для двух стехиометрически реагирующих веществ справедливо соотношение:

с₁ V₁ = c₂ V₂

На этом принципе эквивалентности основан расчет результатов титриметрического анализа. Зная молярную массу эквивалента (М, г/моль) находят массу вещества (m₂, г ).

 

Пример 2. На титрование 15,00 см³ раствора тетрабората натрия (Na₂B₄O₇·10H₂O) затрачено 12,25 см³ раствора соляной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,1000 моль/дм³. Вычислить молярную концентрацию эквивалента тетрабората натрия и массу тетрабората натрия во взятом на титрование объёме раствора.

Решение.

1) по закону эквивалентов

находим молярную концентрацию эквивалента тетрабората натрия, моль/дм³:

;

2) масса тетрабората натрия во взятом на титрование объёме раствора (15,00 см³) равна, г.

.

Молярная масса эквивалента тетрабората натрия равна, г/моль

= .

Значит, 0,1000 · 12,25 · 190,69· 10^-3= 0,2336 г

Ответ: = 0,0817 моль/дм³, 0,2336 г.

 

При выражении концентрации рабочего раствора широко используется поправочный коэффициент, который представляет собой отношение действительной концентрации данного раствора c_д к его номинальной (теоретической) концентрации c_н:

 

2.3 Приготовление растворов методом смешивания или разбавления

 

При разбавлении растворов водой его концентрация меняется обратно пропорционально изменению объёма. При смешении растворов одного и того же вещества, имеющих различные концентрации, получается раствор новой концентрации.

Например, если раствор, содержащий А% растворенного вещества, смешать с раствором, содержащим В% того же вещества, то получится раствор, содержащий С% растворенного вещества. При этом если А > В, то А > С >В.

На практике при вычислении соотношений между смешиваемыми растворами или раствором и водой удобно пользоваться графическим приемом (правилом креста).

В схеме слева записывают числовое значение концентрации или массовой доли имеющихся растворов, (большую – сверху, меньшую – снизу). В центре записывают концентрацию или массовую долю раствора, который нужно приготовить. Из большего числа вычитают меньшее (по диагонали), и полученные числовые значения записывают справа. Например, a – b = y; c – b = x. Отношение чисел, записанных справа, указывает на соотношение масс или объемов, в котором необходимо смешать имеющиеся растворы, чтобы получить раствор требуемой концентрации или массовой доли.

 

Пример 3. Какие количества растворов серной кислоты с массовыми долями 25 % (плотность раствора 1,173 г/см³) и 95 % (плотность раствора 1,834 г/см³) нужно смешать для получения 1 дм³ раствора серной кислоты с массовой долей 50 %?

Решение.

Взяв 25 г серной кислоты с массовой долей 95 % и 45 г кислоты с массовой долей 25 %, получим только 25 + 45 = 70 г раствора серной кислоты с массовой долей 50 %. Так как плотность раствора серной кислоты с массовой долей 50 % равна 1,395 г/см³, то 1 дм³ кислоты весит 1395 г. Вычислим искомые количества исходных растворов.

Для 95%-го раствора серной кислоты:

из 25 г получается 70 г серной кислоты;

из х г получается 1395 г серной кислоты.

 

см³

где 1,834 г/см³ – плотность раствора серной кислоты с массовой долей 95 %.

Для 25%-го раствора серной кислоты:

из 45 г получается 70 г серной кислоты;

из у г получается 1395 г серной кислоты.

 

см³

где 1,173 г/см³ – плотность раствора серной кислоты с массовой долей 25 %.

Ответ: необходимо взять 270,33 см³ 95 %-ного и 764,53 см³ 25 %-ного растворов серной кислоты.