Методические рекомендации по выполнению лабораторных и практических работ по учебной дисциплине ен. 01 Химия
 Скачать 0.55 Mb.
|
Теоретическая частьТитриметрические методы анализа основаны на регистрации массы реагента, расходуемого на реакцию с определяемым веществом. В основе проведения объёмного анализа лежит закон эквивалентов: химические элементы и их соединения вступают в химические реакции друг с другом в строго определенных массовых количествах, соответствующих их химическим эквивалентам: m1 Э1 ── = ── m2 Э2 Реагент (титрант) добавляют к анализируемому раствору либо в твердом виде (порошок, таблетки, бумага, пропитанная реагентом), либо чаще всего в виде раствора с точно известной концентрацией реагента. Титрант добавляют к точно отмеренному объему анализируемого раствора небольшими порциями. После добавления каждой новой порции титранта в системе, описываемой уравнением химической реакции, устанавливается равновесие, например: nА + mВ ↔ АnВm, где А - анализируемое вещество; В - титрант; n, m- стехиометрические коэффициенты. По мере протекания реакции равновесные концентрации определяемого вещества и титранта уменьшаются, а равновесные концентрации продуктов реакции увеличиваются. Когда будет израсходовано количество титранта, эквивалентное количеству титруемого вещества, реакция закончится. Этот момент называется точкой эквивалентности, которая описывается соотношением: H1V1=H2V2 Пример 1: Рассчитайте массу навески для приготовления децинормального раствора 250,0 мл щавелевой кислоты (H2C2O4•2H2O). Решение:1. Рассчитаем массу навески по формуле: m = Сн.•Э•V Найдем эквивалентную массу щавелевой кислоты по формуле: Э = Mн2с2о4·2н2о /nH+ = 126/2=63 г/моль; 3. Вычислим массу кислоты: m = 0,1•63•0,25=1,5750 г 2) Приготовление рабочего раствора по неточной навеске (KOH, NaOH, Na2S2O3).При этом нет необходимости отбирать точную навеску вещества, так как при всей тщательности взвешивания из таких веществ нельзя получить раствор с точной концентрацией. Поэтому для приготовления рабочих растворов навеску взвешивают на технических весах и применяют неточную мерную посуду. Для стандартизации рабочего раствора его титруют другим стандартным раствором. Растворы, титр которых находят не по точной навеске, а устанавливают по тому или иному стандартному веществу, называют стандартизированными или растворами с установленным титром. Так, нормальность раствора гидроксида натрия и перманганата натрия устанавливают по стандартному раствору щавелевой кислоты, а нормальность соляной кислоты - по исходному раствору тетрабората натрия. Пример 2: Определите нормальность раствора KMnO4, если на титрование 10,0 мл его раствора было израсходовано 12,5 мл 0,1 н. раствора щавелевой кислоты. Решение: Для определения нормальности раствора KMnO4 по итогам титрования используем уравнение титрования: H1V1=H2V2 Н KMnO4= 12,5 · 0,1/ 10,0 = 0,1250 моль/л 3)Приготовление рабочего раствора разбавлением более концентрированного раствора (HCl, H2SO4, HNO3). Пример 3: Необходимо приготовить 500 мл раствора гидроксида натрия с молярной концентрацией эквивалента 0,1 н. из раствора щелочи с массовой долей 13,28%, плотностью p=1,145 г/см3. Решение: 1. Рассчитаем массу (г) NaOH в 500 мл раствора при нормальной концентрации 0,1 н. по формуле: m = Сн. •Э • V m = 0,1• 40 • 0,5 = 2,0 г 2.Вычислим массу раствора NaOH с массовой долей 13,28%, в котором содержится 2,0 г NaOH из пропорции:
m = 2•100 / 13,28 = 15,1 г 3. С учётом плотности раствора рассчитаем его объём: V= m / p V= 15,1 / 1,145 = 13,2 мл. Ответ: V= 13,2 мл Мерной пипеткой отбирают 13,2 мл концентрированного раствора щелочи, переносят в мерную колбу на 500 мл и разбавляют дистиллированной водой до требуемого объёма. Пример 4: Нужно приготовить 0,02 н. раствор серной кислоты 500 мл из 0,1 н. раствора кислоты. Решение: 1-й способ. 1. Определим массу серной кислоты в 0,02 н. растворе 500 мл. m = Сн.•Э•V m = 0,02•49•0,5 = 0,49 г. 2.Вычислим объём исходного раствора серной кислоты, в котором содержится 0,49 г кислоты. V= m / Сн.· Э = 0,49 / 49 •0,1 = 0,1 л Ответ:Для приготовления раствора нужно 100 мл 0,1 н. раствора серной кислоты перенести в мерную колбу на 500 мл и разбавить дистиллированной водой до метки. 2-й способ. Определим объём исходного раствора по формуле: с1V1 = сV; V = c1V1/с V= 0,02 • 0,5 / 0,1= 0,1л Установление титров растворов — стандартизация — может быть осуществлено гравиметрическим и объемным методами. В последнем методе титр устанавливается быстрее, поэтому он в основном и используется. Точную навеску первичного стандарта (метод отдельных навесок) или раствор первичного стандарта (метод пипетирования) титруют стандартизируемым раствором. Правильность установки титра проверяют вычислением систематической ошибки установки титра. Практическая часть В соответствии с заданием преподавателя решите задачи. Раствор НС1 0,1 н., на титрование 10 мл этого раствора затрачено 11,3 мл щелочи NaOH. Определите нормальность (N) и титр (Т). Выразить концентрацию 3н. раствора H2SO4 в г/л. Определить нормальность (N) и титр (Т). A12(SO4)3 массой 0,242 г растворили в колбе на 100 мл. Определите нормальность (N) и титр (Т). Вычислите нормальность (N) H2SO4; Т ее равен 0,02446 г/мл, которую нейтрализовали 0,2 н. раствором щелочи. Какая масса соли будет содержаться в полученном объеме? В 25,00 мл раствора содержалось 0,01318 г хлорида натрия. Найти нормальность (N) и титр (Т) раствора. Сколько граммов NaOH необходимо для нейтрализации 20 мл 0,2 Н раствора НС1? Раствор НС1 1 н., на титрование 20 мл этого раствора затрачено 11,3 мл щелочи NaOH. Определите нормальность (N) и титр (Т) щелочи. Выразить концентрацию 5н. раствора H2SO4 в г/л. Определить Т. Na2SO4 массой 0,484 г растворили в колбе на 100 мл. Определите нормальность (N) и титр (Т). Вычислите (NH4)2SO4; Т ее равен 0,04892 г/мл. Какой объем этого раствора пойдет на титрование 20 мл 0,1 н. раствора щелочи? Какая масса кислоты будет содержаться в полученном объеме? На титрование 10 мл 0,1 н. раствора H2SO4 затрачено 20,5 мл щелочи NaOH. Определите нормальность (N) и титр (Т) щелочи. Выразить концентрацию 2н. раствора НС1 в г/л. Определить титр (Т). Выразить концентрацию 3н. раствора HNО3 в г/л. Определить титр (Т). Какую навеску NaOH следует взять для приготовления 2 н. раствора объемом 50 мл? Какой объем азотной кислоты потребуется для нейтрализации NaOH массой 0,02 г, если Т (HNО3) равен 0,00063 г/мл. Какую навеску буры Na2B4O7*10H2O следует взять для приготовления 200,00 мл 0,05 н. раствора? Ответ. 1,9072 г. Сколько граммов NaOH содержалось в растворе, если на его титрование израсходовано 12,5 мл 0,1 н. раствора HCl? Ответ. 0,0500 г. Какой объем раствора азотной кислоты потребуется для нейтрализации NaOH массой 0,02 г, если Т (HNO3) = 0,0006300 г/мл. Ответ. 50,00 мл. Как рассчитать содержание кислоты или щелочи в растворе? Вычислить титр 0,1096 н. раствора HCl. Ответ. 0,0040 г/мл. Вычислить Т (HCl/Na2CO3), если Т (HCl)= 0,03650 г/мл. Ответ.0,05300г/мл. Сколько граммов щавелевой кислоты содержалось в растворе объемом 250 мл, если на титрование 10,00 мл его израсходовано 12,50 мл 0,15 н. раствора NaOH? Ответ. 2,9550 г. Какова нормальная концентрация раствора HCl, если 1,00 мл ее нейтрализует 0,0265 г. соды до NaHCO3? Ответ. 0,3155 экв/л. Список литературы и интернет- ресурсов Основная литература Апарнев, А. И. Общая химия. Сборник заданий с примерами решений: учебное пособие для среднего профессионального образования / А.И. Апарнев, Л. И. Афонина. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Изд-во Юрайт, 2019. — 127 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-09932-4. — Текст: электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://biblio-online.ru/bcode/438405 . Мартынова, Т.В. Химия: учебник и практикум для среднего профессионального образования / Т. В. Мартынова, И. В. Артамонова, Е. Б. Годунов; под общей ред.Т. В. Мартыновой. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Изд-во Юрайт, 2019. — 368 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-11018-0. — Текст: электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://www.biblio-online.ru/bcode/439067 . Тупикин, Е. И. Химия. В 2 ч. Часть 1. Общая и неорганическая химия: учебник для среднего профессионального образования / Е. И. Тупикин. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Изд-во Юрайт, 2018. — 385 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-02748-8. — Текст: электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://www.biblio-online.ru/bcode/421000 . Тупикин, Е. И. Химия. В 2 ч. Часть 2. Органическая химия: учебник для среднего профессионального образования / Е. И. Тупикин. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Изд-во Юрайт, 2019. — 197 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-02749-5. — Текст: электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://biblio-online.ru/bcode/437573 . Химия: учебник для среднего профессионального образования / Ю. А. Лебедев, Г. Н. Фадеев, А. М. Голубев, В. Н. Шаповал; под общей ред. Г. Н. Фадеева. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Изд-во Юрайт, 2019. — 431 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-9916-7723-3. — Текст : электронный //ЭБС Юрайт [сайт].—URL: https://biblio-online.ru/bcode/436520 . Дополнительная литератураАнфиногенова, И. В. Химия: учебник и практикум для среднего профессионального образования / И. В. Анфиногенова, А. В. Бабков, В. А. Попков. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Изд-во Юрайт, 2019. — 291 с.— (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-11719-6. —Текст: электронный// ЭБС Юрайт [сайт].—URL: https://biblio-online.ru/bcode/445993 . Лакиза, Н. В. Пищевая химия: учебное пособие для среднего профессионального образования / Н. В. Лакиза, Л. К. Неудачина. — М.: Изд-во Юрайт, 2019; Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та. — 185 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-04881-0 (Изд-во Юрайт). — ISBN 978-5-7996-1914-5 (Изд-во Урал. ун-та). — Текст : электронный //ЭБС Юрайт [сайт].— URL: https://biblio-online.ru/bcode/438221. Москва, В. В. Органическая химия: базовые принципы: учебное пособие для среднего профессионального образования / В. В. Москва. — 2-е изд. — М.: Изд-во Юрайт, 2019. —143 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-09420-6. — Текст: электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://biblio-online.ru/bcode/441354. Физическая и коллоидная химия: учебник для среднего профессионального образования / В. Ю. Конюхов [и др.]; под ред. В. Ю. Конюхова, К. И. Попова. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Изд-во Юрайт, 2019. — 309 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-08976-9. — Текст: электронный // ЭБС Юрайт [сайт].—URL: https://biblio-online.ru/bcode/441316. Яковлева, А. А. Коллоидная химия: учебное пособие для среднего профессионального образования / А. А. Яковлева. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Изд-во Юрайт, 2019. — 209 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-10669-5. — Текст: электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://biblio-online.ru/bcode/431057. Интернет-ресурсы http://www.knigafund.ru/books/171858 http://www.knigafund.ru/books/171896 www. chem. msu. su (Электронная библиотека по химии). www. chemistry-chemists. com/ index. html (электронныйжурнал «Химикиихимия»). www. hemi. wallst. ru («Химия. Образовательный сайт для школьников»). www. hij. ru (журнал «Химия и жизнь»). www. hvsh. ru (журнал «Химия в школе»). Юный химик (http://ychem.euro.ru/index.htm#nov) Мир химии (http://www.chemistry.narod.ru/) Web-квест по химии (http://school-sector.relarn.ru/web_quests/Chemistry_Quest/index.html) Химическая страничка (http://www-windows-1251.edu.yar.ru/russian/cources/chem/) Электронный справочник http://www.informika.ru/text/database/chemy/START.html) Мир химии (http://www.chem.km.ru/) |