Расчет навески вещества для приготовления титрованного раствора

К исходным веществам для приготовления титрованных растворов предъявляются определенные требования: чистота, постоянство состава, устойчивость, большая величина молярной массы эквивалента.

Если вещество удовлетворяет этим требованиям, раствор титранта готовят по точной навеске, взятой на аналитических весах с точностью до четвертого знака, точная концентрация такого раствора устанавливается в процессе приготовления.

Если вещество не удовлетворяет указанным требованиям, то отвешивают на технических весах приблизительную навеску вещества, на 5-10% больше теоретической. Точную концентрацию такого раствора устанавливают по навеске или раствору стандартного вещества

При приготовлении растворов некоторых кислот (серной, хлороводородной) необходимо учитывать, что концентрированные растворы кислот не являются 100%-ными, а содержат воду, объемы таких растворов, используемых для приготовления титрованных растворов, отмеривают мерными цилиндрами (приблизительный объем).

Алгоритм решения

1. Для расчета навески вещества необходимо знать фактор эквивалентности, молярную массу эквивалента вещества, концентрацию и заданный объем титрованного раствора.

2. Вычислить титр раствора по заданной концентрации:

или

Если требуемая концентрация раствора неизвестна, то ее рассчитывают из других данных условия задачи: из величины титра данного раствора по какому-либо веществу

Þ

3. Титр раствора показывает массу исходного вещества в 1 см³ раствора, поэтому для вычисления навески этого вещества нужно вычислить массу вещества в заданном объеме раствора

а = Т_ТР × V_ТР

Пример. 6. Какую навеску КОН, содержащего 10% индифферентных примесей, следует взять для приготовления 800 см³ 0,2000 моль/дм³ раствора?

Решение.

1. f_Э(КОН) = 1, следовательно, M_Э(КОН) = М_КОН = 56,11 г/моль

2. г/см³

3. Рассчитывают навеску чистого КОН

а_КОН = 0,01122 × 800 = 8,9722 г

4. Вычисляют навеску КОН, необходимую для приготовления титрованного раствора, с учетом содержащихся в веществе примесей:

100 – 10 = 90% чистого КОН содержится в исходном веществе, тогда:

а = 8,9722 × 100 / 90 = 9,9777 г

Расчет концентраций и объемов при приготовлении титрованных растворов

Пример 7. Рассчитать объем, в котором надо растворить навеску Ba(OH)₂ массой 0,8567, чтобы получить раствор с молярной концентрацией эквивалента 0,1000 моль/дм³.

Решение.

1. f_Э Ва(ОН)₂= ½, Э Вa(ОН)₂= ½ Вa(ОН)_2, М_Э = ½М=½171,35 г/моль=85,67 г/моль

2. = × V Þ

Расчет концентраций и объемов стандартизованных (установленных) титрованных растворов по результатам титрования

В основе решения задач такого типа лежит закон эквивалентов, из которого вытекает основное уравнение титриметрии:

или

Зная значения трех величин из этих уравнений из результатов титрования, всегда можно рассчитать четвертую.

 

Способ пипетирования – способ установления точной концентрации раствора, приготовленного по приблизительной навеске вещества. Аликвотную часть стандартного раствора известной концентрации титруют устанавливаемым рабочим раствором (или наоборот).

Алгоритм решения

1. Записать уравнение реакции, лежащей в основе определения.

2. Записать основное уравнение титриметрии, применительно к реагирующим веществам, проставляя в него известные величины. При необходимости проводят дополнительные вычисления некоторых значений.

3. Рассчитать искомую величину по данному уравнению.

4. Вычислить далее другие необходимые по условию задачи величины по соответствующим формулам.

Пример 8. Вычислить С_Э, Т и К_П раствора КОН по 0,1000 моль/дм³ раствору Н₂SO₄, если на 10,00 см³ раствора КОН расходуется 12,00 см³ этого раствора H₂SO₄.

Решение.

1. H₂SO₄ + 2KOH = K₂SO₄ + 2H₂O

1 моль 2 моль

2.

3. моль/дм³

4.

М_ЭКОН = f_Э × М_КОН = 1 × 56,11 = 56,11 г/моль

г/см³

г/см³

или

 

Расчет массового содержания определяемого вещества в анализируемом образце

Алгоритм решения

1. Записать уравнение реакции, лежащей в основе определения.

2. Установить вариант и способ титрования, фактор эквивалентности и молярную массу эквивалента определяемого вещества.

3. Вычислить титр раствора по определяемому веществу.

4. Рассчитать массовое содержание определяемого вещества путем умножения вычисленного титра на объем израсходованного титранта.

5. При необходимости перед расчетом массового содержания провести дополнительные вычисления определенных величин, исходя из условия задачи.

 

Пример 9. Вычислить массу КОН, содержащегося в навеске, если на ее титрование было израсходовано 19,44 см³ раствора H₂SO₄ с молярной концентрацией эквивалента 0,1410 моль/дм³.

Решение.

1. 2KOH + H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2H₂O

2 моль 1 моль

2. Прямое титрование, способ отдельных навесок, f_Э (КОН) = 1,
М_Э(КОН)=56,11 г/моль

3. г/см³

4.

Расчет массовой доли (w%) определяемого вещества в анализируемом образце

Алгоритм решения

Действия 1-5 таких типовых задач провести аналогично приведенному выше алгоритму.

6. Далее, принимая исходную навеску за 100%, составить пропорцию:

а – 100%

Q – (w%) (w%) = Q × 100 / а

 

Основные формулы, используемые в физической и коллоидной химии
и примеры решения задач

Раздел II. Физическая химия

Тема. Основные понятия и законы термодинамики и термохимии

Зная основные законы термодинамики и термохимии, студенты должны уметь производить термодинамические расчеты.

Задача 1

При хранении муки моносахариды медленно окисляются кислородом воздуха с выделением тепла. Найдите тепловой эффект реакции, если теплоты образования равны: DН_обр.СО₂ = –393,6 кДж/моль,

DН_обр.Н₂О = –285,9 кДж/моль, DН_обр.С₆Н₁₂О₆ = –1272,45 кДж/моль

Дано:

= –285,9 кДж/моль = –393,6 кДж/моль = –1272,45 кДж/моль

С6Н12О6+6О2 ® 6СО2 + 6Н2О DН = åDНобр кон – åDНобр нач DН = [(6´(–393,6)+6´(–285,9)] – – (–1272,45)=2794,56 кДж

DН =?

Ответ: тепловой эффект реакции окисления муки равен – 2794,56 кДж.