Лабораторная работа Основные классы неорганических соединений

• Название: Лабораторная работа Основные классы неорганических соединений
• Дата: 22.03.2022
• Размер: 2.63 Mb.
• Имя файла: Uchebnoe_posobie_po_khimii.doc
• Тип: Лабораторная работа; #409758
• страница: 22 из 40

Выполнение работы

Опыт 1. Определение общей жесткости воды

В коническую колбу вместимостью 300 мл отмерить мерной колбой 100 мл анализируемой воды. Добавить к исследуемой воде 5 мл аммиачного буферного раствора, 5−7 капель индикатора хромогена черного и медленно титровать раствором трилона Б, постоянно перемешивая, до перехода винно-красной окраски в синюю.

Повторить титрование еще раз. Если результаты двух титрований совпадут (ΔV £ 0,1 мл), то по полученным результатам рассчитать общую жесткость. В противном случае необходимо оттитровать пробу воды еще раз.

Требование к результату опыта

Вычислить общую жесткость воды по формуле

Ж_о = (с_эк·V₁·1000) / V₂ ,

где с_эк – молярная концентрация эквивалентов трилона Б, моль/л; V₁ – объем раствора трилона Б, пошедшего на титрование, мл; V₂ – объем анализируемой воды, мл.

Опыт 2. Определение карбонатной и некарбонатной жесткости воды

В коническую колбу вместимостью 300 мл отмерить мерной колбой 100 мл воды, добавить к ней несколько капель метилоранжа. Подготовленную пробу оттитровать раствором соляной кислоты до перехода желтой окраски индикатора в оранжевую. Повторить титрование еще раз. Если результаты двух титрований совпадут (ΔV £ 0,1 мл), то по полученным результатам рассчитать карбонатную жесткость. В противном случае необходимо оттитровать пробу воды еще раз.

Требования к результатам опыта

1. Вычислить карбонатную жесткость воды по формуле

Ж_к = (с_эк·V₁·1000)/V₂ ,

где с_эк· – молярная концентрация эквивалентов HCl, моль/л; V₁ – объем раствора HCl, пошедшего на титрование, мл; V₂ – объем анализируемой воды, мл.

2. Вычислить некарбонатную жесткость воды по разности

Ж_нк = Ж_о – Ж_к.

Примеры_решения_задач'>Примеры решения задач

Пример 17.1. Вычислить жесткость воды, зная, что в 500 л ее содержится 202,5 г Ca(HCO₃)₂.

Решение. Для решения задачи воспользуемся формулой

.

М_эк (Ca(HCO₃)₂) = 162/2 = 81 г/моль.

Ж = = 5 ммоль/л.

Пример 17.2. Вычислить карбонатную жесткость воды, зная, что на титрование 100 мл этой воды, содержащей гидрокарбонат кальция, потребовалось 6,25 мл 0,08 н. раствора НCl.

Решение. Вычисляем нормальность раствора гидрокарбоната кальция. Так как вещества взаимодействуют между собой в эквивалентных количествах, то можно написать V_A∙ с_эк·(А) = V_B∙ с_эк(B),

6,25∙0,08 = 100∙ с_эк·(Ca(HCO₃)₂),

отсюда (Ca(HCO₃)₂) = 0,005 г/моль.

Таким образом, в 1 л исследуемой воды содержится 0,005∙1000 = 5 ммоль гидрокарбоната кальция или 5 ммоль ионов Са²⁺. Карбонатная жесткость воды равна 5 ммоль/л.

Пример 17.3. Сколько граммов CaSO₄ содержится в 1 м³ воды, если жесткость, обусловленная присутствием этой соли, равна 4 ммоль/л?

Решение. Из формулы находим

272 г,

где 68 г/моль – М_эк (CaSO₄), найденная по формуле

,

где М – молярная масса соли, г/моль; n – число ионов металла, участвующих в реакции от каждой молекулы; |c.o.| – абсолютное значение степени окисления иона металла.

М_эк(CaSO₄) = = 68 г/моль.

Пример 17.4. Какую массу соды Na₂CO₃ надо добавить к 500 л воды, чтобы устранить ее жесткость, равную 5 ммоль/л?

Решение. В 500 л воды содержится 500 ∙ 5 = 2500 ммоль солей, обусловливающих жесткость воды. Для устранения жесткости следует прибавить 2500∙53 = 132500 мг = 132,5 г соды. (53 г/моль – молярная масса эквивалентов соды Na₂CO₃).

Задачи и упражнения для самостоятельного решения

17.1. Какую массу Na₃PO₄ надо прибавить к 500 л воды, чтобы устранить ее карбонатную жесткость, равную 5 ммоль/л? (Ответ: 136,75 г).

17.2. Вычислить карбонатную жесткость воды, зная, что для реакции с гидрокарбонатом кальция, содержащимся в 200 мл воды, требуется 15 мл 0,08 н. раствора НCl. (Ответ: 6 ммоль/л).

17.3. В 1 л воды содержится ионов магния 36,47 мг и ионов кальция 50,1 мг. Чему равна жесткость этой воды? (Ответ: 5,5 ммоль/л).

17.4. Вода, содержащая только сульфат магния, имеет жесткость 7 ммоль/л. Какая масса сульфата магния содержится в 300 л этой воды? (Ответ: 126 г).

17.5. Вычислить жесткость воды, зная, что в 600 л ее содержится 65,7 г гидрокарбоната магния и 61,2 сульфата кальция. (Ответ: 3 ммоль/л).

17.6. В 220 л воды содержится 11 г сульфата магния. Чему равна жесткость этой воды? (Ответ: 0,83 ммоль/л).

17.7. Жесткость воды, в которой содержится только гидрокарбонат кальция, равна 4 ммоль/л. Какой объем 0,1 н. раствора НCl потребуется для реакции с гидрокарбонатом кальция, содержащимся в 75 мл этой воды? (Ответ: 3 мл).

17.8. К 100 л жесткой воды прибавили 12,95 г гидроксида кальция. На сколько понизилась карбонатная жесткость? (Ответ: на 3,5 ммоль/л).

17.9. Вода, содержащая только гидрокарбонат кальция, имеет жесткость 9 ммоль/л. Какая масса гидрокарбонат кальция содержится в 500 л этой воды?

(Ответ: 364,5 г).

17.10. Присутствие каких солей в воде обусловливает ее жесткость? Какие химические реакции происходят при добавлении к жесткой воде: а) Na₂CO₃;

б) Са(ОН)₂? Рассмотреть случаи постоянной и временной жесткости.

17.11. В 1 л воды содержится 38 мг ионов Mg²⁺ и 108 мг ионов Ca²⁺. Вычислить общую жесткость воды. (Ответ: 8,57 ммоль/л).

17.12. При кипячении 250 мл воды, содержащей гидрокарбонат кальция, выпал осадок массой 3,5 мг. Чему равна жесткость воды? (Ответ: 0,28 ммоль/л).

17.13. Чему равна временная жесткость воды, в 1 л которой содержится 0,146 г гидрокарбоната магния? (Ответ: 2 ммоль/л).

17.14. Какую массу Са(ОН)₂ необходимо прибавить к 1000 л воды, чтобы удалить временную жесткость, равную 2,86 ммоль/л? (Ответ: 106 г).

17.15. Чему равна жесткость воды, в 100 л которой содержится 14,632 г гидрокарбоната магния? (Ответ: 2 ммоль/л).

17.16. В 1 м³ воды содержится 140 г сульфата магния. Вычислить жесткость этой воды. (Ответ: 2,33 ммоль/л).

17.17. Какая масса сульфата кальция содержится в 200 л воды, если жесткость, обусловленная этой солью, равна 8 ммоль/л? (Ответ: 108,8 г).

17.18. Какую массу карбоната натрия надо прибавить к 0,1 м³ воды, чтобы устранить жесткость, равную 4 ммоль/л? (Ответ: 21,2 г).

17.19. Чему равна карбонатная жесткость воды, если в 1 л ее содержится 0,292 г гидрокарбоната магния и 0,2025 г гидрокарбоната кальция?

(Ответ: 6,5 ммоль/л).

17.20. Какую массу гидроксида кальция надо прибавить к 275 л воды, чтобы устранить ее карбонатную жесткость, равную 5,5 ммоль/л? (Ответ: 56 г).
Лабораторная работа 18