«Задания для студенток заочного отделения технологических специальностей Составили. Г. Г. Мельченко В. А. Старовойтова В. П. Гуськова Н. В. Юнникова Г. Н. Микилева В. Ф. Юстратова Л. С. Сизова Утвержд (стр. 9 из 19)

82. Рассчитайте титр, молярную концентрацию эквивалента и молярную концентрацию серной кислоты с титром по оксиду натрия, равным 0,001541 г/см³

83. В 500,00 см³ воды растворили 5,0200 г х.ч. хлорида калия. Рассчитайте молярную концентрацию, титр и массовую долю хлорида калия в растворе, если плотность его равна 2,052 г/см³.

84. Рассчитайте молярную концентрацию эквивалента, массовую долю и титр для раствора хлорида кальция, имеющего плотность, равную 1,045 г/см³ и титр по нитрату серебра, равный 0,1699 г/см³.

85. В 100 г раствора содержится 2,0020 г уксусной кислоты. Рассчитайте молярную концентрацию раствора, титр и его титр по гидроксиду калия (плотность принять равной 1,001 г/см³).

86. Рассчитайте массовую долю, молярную концентрацию и поправочный коэффициент к ней для раствора серной кислоты с титром по оксиду калия, равным 0,008894 г/см³, если плотность равна 1,010 г/см³.

87. В 100 г раствора с плотностью 1,020 г/см³ содержится 6,9000 г пероксида водорода. Рассчитайте массовую долю Н₂О₂ в растворе, его титр и молярную концентрацию.

88. Чему равна молярная концентрация эквивалента, титр и массовая доля гидрата аммиака с титром по триоксиду серы, равным 0,4085 см³ и плотностью 0,980 г/см³?

89. В 250 см³ воды растворили 0,5162 г оксалата натрия. Рассчитайте молярную концентрацию, молярную концентрацию эквивалента и массовую долю оксалата натрия в растворе, если его плотность равна 1,003 г/см³.

90. Рассчитайте массовую долю, титр и титр по хлороводороду для раствора гидроксида калия, плотность раствора 1,066 г/см³, молярная концентрация –0,5415 моль/дм³.

3. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2

3.1. Способы приготовления растворов

При выполнении количественного анализа используют растворы определенного количественного состава (разд.2.6). Приготовить растворы можно четырьмя способами: по точной навеске, по приблизительной навеске, используя стандарт-титры и способом разбавления.

По точной навеске готовят растворы стандартных веществ. Вещество относится к стандартным в том случае, если оно удовлетворяет следующим требованиям: имеет определенную химическую формулу, не содержит посторонних примесей (марка чистоты “ч.д.а.”, “х.ч.”, “о.с.ч.”, разд. 2.7, приложение табл. 6), устойчиво к влиянию окружающей среды как в твердом виде, так и в виде раствора. Массу навески вычисляют по формуле (табл. 2) с точностью до четвертого знака после запятой и взвешивают навеску на аналитических весах. Растворы, приготовленные по точной навеске, называют стандартными. Они могут быть как рабочими, так и установочными.

По приблизительной (ориентировочной) навеске готовят растворы тех веществ, которые не относятся к стандартным. Массу навески достаточно рассчитать с точностью до второго знака после запятой, взвешивание навески провести на технических весах.

Формулы расчета массы вещества по точной и приблизительной навеске одинаковы и зависят от способа выражения состава раствора.

Таблица 2

Формулы для вычисления массы навески при приготовлении растворов

п/п	Способ выражения состава раствора вещества А	Формула для вычисления массы А, г	№ формулы
1. 2. 3. 4.	С(А), моль/дм3 Т(А), г/см3 Т(А/В), г/см3		41 42 43 44

Примечание: коэффициент 1000 в формулах (41,42) используют для перевода объема мерной колбы V (MK) из см³ в дм³.

Приготовление раствора с использованием стандарт-титра (фиксанала) проводят путем перенесения определенного количества вещества, запаянного в ампулу, в мерную колбу с последующим доведением раствора до метки дистиллированной водой.

Способ разбавления чаще используют для приготовления растворов кислот и щелочей. Вычисляют объем концентрированного раствора, который необходим для приготовления разбавленного раствора. Вычисления проводят с использованием уравнений разд. 2.7.

Растворы, приготовленные по точной навеске и с использованием стандарт-титров, имеют точную концентрацию. Растворы, приготовленные по приблизительной навеске и способом разбавления, требуют дополнительного установления точной концентрации.

3.1.1. Вычисления, связанные с приготовлением растворов.

Пример 1. Сколько граммов “х.ч.” карбоната натрия необходимо взять для приготовления 2 дм³ раствора;

1) с титром, равным 0,010000 г/см³;

2) с молярной концентрацией эквивалента, равной 0,0500 моль/дм³

Решение.

1. Исходя из способа выражения состава раствора подбираем расчетную формулу. Подходит формула 43.

M(Na₂CO₃) = T(Na₂CO₃)×V_MK = 0,010000×2000 = 20,00 г.

11. Сначала определяем молярную массу эквивалента Na₂CO_3. Эта соль в растворах вступает в реакции обменного типа, поэтому для нее Z^* = 2 Следовательно:

Массу, которую необходимо взять для приготовления раствора, рассчитывают по формуле (42).

Отсюда, m(Na₂CO₃) = 0,0500×53×2 = 5,3000 г.

Пример 2. Какую навеску сульфата титана (III), необходимо взять для приготовления 1 дм³ раствора с молярной концентрацией эквивалента, равной 0,02 моль/дм³?

Решение. Ti₂(SO₄)₃ является рабочим раствором в титанометрии – одном из методов редоксиметрии. Реагируя с окислителями, 2 иона Ti³⁺ , находящиеся в молекуле сульфата Ti(III), меняют степень окисления:

2 Ti³⁺ - 2 е 2 Ti⁴⁺

Следовательно,

Из уравнения 42:

Т.к. концентрация дана с точностью до второго знака после запятой, результат можно округлить до сотого знака.

Пример 3. Сколько граммов хлорида калия, содержащего 1,2 % влаги, необходимо взять для приготовления 250 см³ раствора с массовой долей, равной 20%.

Решение.

Массовую долю раствора рассчитываем по формуле (34). Растворы взвешивать не принято. Их количество отмеряют в виде объема. Для перевода массы раствора в объемные единицы используют плотность раствора. Если плотность раствора в условии задачи не дана, то ее можно найти в справочнике. Если раствор имеет небольшое значение массовой доли растворенного компонента, то плотность его можно принять равной единице. Так следует сделать и при решении данной задачи. Из уравнения 34 выводим формулу для расчета массы хлорида калия.

Масса хлорида калия, рассчитанная по выше написанной формуле, относится к чистому веществу (стопроцентному). Но в условии задачи сказано, что используют хлорид калия с примесями (влагой). Чистого продукта (KCl) в образце только 98,2 % (100%-1,2 % = 98,2 %).

Значит, навеска образца с учетом влаги будет составлять:

50 г – 98,2 %

Х г – 100 %

Т.е. она будет на 1,2 % больше, чем рассчитанная для чистого хлорида калия.

При решении задач, связанных с приготовлением растворов способом разбавления советуем, во-первых, записать данные задачи в два столбца: в одном – данные о концентрированном растворе (индекс “К”), из которого готовят раствор, в другом – данные о разбавленном растворе (индекс “Р”), который необходимо приготовить.

Во-вторых, следует помнить, что при разбавлении растворов масса растворенного вещества остается одинаковой в объемах как концентрированного, так и разбавленного растворов.

Пример 4. Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей, равной 75%, и плотностью, равной 1,67 г/см³, необходимо взять для приготовления 5 дм³ раствора с молярной концентрацией эквивалента, равной 0,05 моль/дм³?

Решение

1) Записываем данные задачи в два столбца:

Данные о концентрированном Данные о разбавленном

растворе растворе

2) Рассчитываем массу серной кислоты, находящуюся в растворе, по данным для разбавленного раствора, т.к. для него достаточно сведений в условии задачи, используя уравнение (41)

3) Рассчитываем объем концентрированного раствора серной кислоты, используя вычисленное значения массы серной кислоты (уравнение 34).

Пример 5. Какой объем раствора хлорной кислоты с w = 60% и r = 1,54 г/см³ необходимо взять для приготовления 500 см³ раствора с w = 5% и r = 1,03 г/см³ ?