Практикум по АХ-2003,часть1. Практикум по аналитической химии в 2 ч. Учебное пособие. Ч. Омск Омский госуниверситет, 1998. 176 с

• Название: Практикум по аналитической химии в 2 ч. Учебное пособие. Ч. Омск Омский госуниверситет, 1998. 176 с
• Анкор: Практикум по АХ-2003,часть1.doc
• Дата: 27.02.2018
• Размер: 1.29 Mb.
• Имя файла: Практикум по АХ-2003,часть1.doc
• Тип: Практикум; #16002
• страница: 18 из 27

7. ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

Указания. В данном разделе вначале даны несложные типовые задачи, алгоритм решения которых очевиден и сводится к подстановке данных в известные формулы. Для вычислений рекомендуется использовать микрокалькуляторы, у которых имеются операции логарифмирования и потенцирования. Во всех случаях, где вид растворителя и температура раствора в условии задачи не указаны, следует иметь в виду водные растворы и температуру 25°С. При переводе процентных концентраций в молярные и наоборот следует считать плотность раствора равной 1,0000 г/см³, за исключением решения тех задач, в условии которых прямо указана иная плотность раствора. Во всех случаях обращайте внимание на точность исходных данных, которым должна соответствовать точность получаемого ответа.

Обратите внимание на то, что в условиях некоторых типовых задач имеются «лишние» исходные данные, а в других таких данных недостает. Так часто бывает в практике, а поэтому, решая задачу, подумайте вначале, все ли необходимые числовые данные имеются в условии задачи, можно ли найти недостающие в справочниках, или данную задачу вообще нельзя решить.

Во второй части данного раздела содержатся более сложные задачи нетрадиционного типа, моделирующие проблемные ситуации, с которыми сталкивается химик-аналитик при разработке новых или проверке известных методик анализа. Из этих проблемных ситуаций можно выйти, проведя некоторые расчеты. При решении соответствующих задач следует вначале наметить путь решения, разобраться, какие справочные данные потребуются для выполнения необходимых расчетов, отыскать эти данные в справочниках, а затем провести сам расчет и проверку полученного ответа. Для большинства задач целесообразно проводить расчеты, применяя компьютер с необходимым программным обеспечением. Нетрадиционные задачи обычно допускают несколько вариантов решения, интересно и полезно попытаться решить каждую задачу несколькими способами.

Поскольку для решения таких задач необходимо использовать материал не одного, а ряда разделов учебного курса, их целесообразно решать при подготовке к экзамену по аналитической химии. В настоящем пособии они не систематизированы соответственно тематике практических занятий, в отличие от типовых задач.

7.1. Типовые задачи

Запись и оценка точности исходных данных

1. Определите количество значащих цифр в следующих результатах измерений: 12,56; 12,061; 8,0·10⁴; 0,0020; 0,4106; 600; 2,24·10^-6.

2. Переведите следующие величины в другие единицы измерения, сохранив исходную точность их измерения: 2 л (в мл); 2,224 кг (в г и мг); 22,4 л (в м³); 645 ммоль/л (в моль/л); 1,020 см³ (в дм³ и м³); 2,00 л (в мл).

3. Несколько раз отбирали по 10,0 миллилитров раствора пробы и титровали с помощью бюретки в одинаковых условиях. На параллельные титрования пошло 26,1; 24,3; 25,0 мл раствора титранта. Можно ли считать, что абсолютная погрешность титрования равна цене деления бюретки - 0,1 мл?

4. Анализ следует провести с относительной погрешностью, не большей 5% отн. Результат анализа получают путем перемножения величин А, B и C. Какое наименьшее количество значащих цифр должно быть в каждой из этих величин?

5. Вычислите результат и запишите его, учитывая метрологические рекомендации и правила округления:

129,674 г - 0,2 г =	129,674 г : 0,2 м3 =
103,00 г - 0,225 г =	103,00 мг/см3 · 0,225 см3 =
16,4 мл + 4,9 мл =	16,4 мл · 4,9 г/мл =
99,66% - 98,66% =	99,66% : 98,66% =
103,00 г + 0,22 г =	103,00 г : 0,22 г =

6. Получите с помощью микрокалькулятора логарифмы чисел, вычисленных при решении предыдущей задачи, запишите их с необходимым количеством значащих цифр, укажите (без дополнительных вычислений) относительную погрешность, с которой они записаны.

7. Значения показателей констант кислотной диссоциации пяти разных кислот приведены ниже. Требуется записать соответствующие им по точности числовые значения самих констант. Значения рК: 1 - 6,74; 2 - 4,7; 3 - 9,0; 4 - 12,562; 5 - 10.

8. Найдите в справочниках числовые значения произведений растворимости следующих малорастворимых соединений: сульфат бария; хлорид серебра; бромид серебра; гидроксид железа (III); карбонат кальция. Для каждой величины рассчитайте ее показатель (рПР) с учетом вышеприведенных рекомендаций по точности.

9. Из навески 0,1102 г безводного карбоната натрия надо приготовить сто миллилитров раствора. Какова должна быть абсолютная погрешность измерения объема, чтобы относительные погрешности взвешивания и измерения объема соответствовали друг другу? Как измерить объем раствора с требуемой точностью? Рассчитайте с необходимой точностью молярную концентрацию полученного раствора.

10. При приготовлении сантимолярного раствора серной кислоты ее массу измеряют на аналитических весах, а объем раствора - мерной колбой на один литр. Какой величиной должна выражаться молярная масса H₂SO₄, чтобы при расчете концентрации раствора она по точности соответствовала другим исходным данным?

11. Результат анализа вычислен с помощью микрокалькулятора и равен 76,655401%. Округлите его, если исходные данные имеют относительную погрешность: 5%, 0,5%, 0,05%.

12. Перевести молярные концентрации в процентные с учетом точности исходных данных: 0,80 М Na₂S; 0,414 M HCl; 0,03 M HCN; 1 M NH₃.

13. Перевести процентные концентрации в молярные с учетом точности исходных данных. В скобках указаны плотности растворов в г/см³. 2% NH₃ (0,98); 1,00% HCl (1,0); 0,50% AlCl₃ (1,00); 35% HСl. В последнем случае плотность найдите по справочнику.

14. Сколько значащих цифр в следующих числах:

а) 35,46 г/моль; в) 0,0103 г;

б) 2,18 % (масс); д) (96500  10) Кл?

Какова абсолютная и относительная погрешность измерения этих величин?

15. Абсолютная погрешность измерения объема с помощью бюретки составляет 0,02 мл. Рассчитать относительную ошибку измерения объемов в 1; 10 и 20 мл.

16. Истинное значение массы осадка равно 1,3458 г. При измерении получено значение 1,3582 г. Определите абсолютную и относительную погрешность измерения.

17. На технических весах взвесили банку с реактивом, ее масса оказалась 143,5 г, а затем отобрали из нее две навески по 0,500 г, взвесив их на аналитических весах. Сколько реактива содержалось в банке и сколько его осталось после взятия навесок? Масса пустой банки 42, 94 г.

18. Для определения массовой доли углерода в некотором органическом веществе навеску исследуемого вещества взяли на аналитических микровесах (0,00341 г). Затем навеску сожгли в токе кислорода, а выделившийся углекислый газ количественно поглотился в специальном сосуде-поглотителе. В результате масса сосуда увеличилась с 27,5641 до 27, 5670 г. Рассчитайте массовую долю углерода и оцените относительную погрешность полученного результата анализа.

19. Массовую долю углерода в нефтепродукте определяли методом сжигания в токе кислорода, при этом масса сосуда-поглотителя увеличилась с 34,4563 г до 34,4659 г. Требуется рассчитать массовую долю углерода.

20. Алюминий определяют в растворе его соли, осаждая аммиаком Аl(ОН)₃ и взвешивая прокаленный осадок. Из 100 мл раствора получили 0,3479 г весовой формы Al₂O₃. Рассчитайте содержание алюминия в растворе (в мг/л).

Расчеты, связанные с растворимостью осадков

21. Рассчитайте растворимость в чистой воде: а) сульфида серебра; б) сульфата кальция; в) хромата бария; г) гидроксида меди (II); д) фосфата кальция.

Рассчитайте растворимость: а) СаSO₄ в 1 М KСl; б) Сu(OH)₂ в 0,005 M NaNO₃; в) AgBr в 0,77% растворе HNO_3, г) AgBr в этаноле.

22. Рассчитайте, сколько граммов сульфата свинца(II) может раствориться в 200 мл воды. Сколько граммов сульфата свинца (II) растворяется в 200 мл 0,10 % раствора Mg(NO₃)₂?

23. Осадок сульфата бария промывают на фильтре водой. Рассчитайте, сколько граммов осадка будет потеряно, если через фильтр пропустить 0,8 л воды. Какая часть осадка теряется при промывании, если его начальная масса - 200 мг?

24. Можно ли промывать на фильтре осадок Mg₃(PO₄)₂ раствором c pH = 2, если на промывание требуется не менее 0,40 л этого раствора, а допустимые потери фосфат-ионов за счет растворимости осадка в кислоте не должны превышать 0,2 мг? Ионную силу раствора учитывать не обязательно.

25. Рассчитайте, как изменится растворимость сульфата кальция в 0,01 М растворе СаСl_2. по сравнению с растворимостью в чистой воде.

26. Рассчитайте, во сколько раз снизится по сравнению с растворимостью в чистой воде растворимость Cr(OH)₃: а) в 0,010 М растворе СrCl₃ ; б) в 0,010 М растворе КОН. Избыток каких именно ионов сильнее влияет на растворимость осадков?

27. Во сколько раз меняется растворимость МеОН при увеличении рН на единицу? Сделайте тот же расчет для Ме(ОН)₂ и Ме(ОН)₃.

28. Рассчитайте растворимость оксалата кальция при рН 5.

29. Сколько миллилитров 0,0020 % раствора нитрата серебра необходимо прилить к 150 мл 2,5. 10^-4 М раствора K₃PO_4, чтобы: а) началось осаждение фосфата серебра? б) количественно осадить фосфат-ионы?

30. Выпадет ли осадок бромида серебра при смешивании равных объемов 0,010 М раствора бромида калия и 0, 060 М раствора нитрата серебра?

31. Достигается ли при пропускании сероводорода в 0,10 М раствор сульфата марганца при рН 8,0 количественное осаждение этого металла, если общая концентрация сероводорода во всех его формах в растворе равна 0,15 М?

32. Рассчитайте растворимость хлорида серебра в 1%-м растворе тиосульфата натрия, учитывая образование тиосульфатных комплексов серебра. Расчет проведите отдельно для двух случаев: а) в растворе имеется избыток хлорид-ионов, [Cl^-] = 2,0·10^-4 моль/литр; б) избыток хлорид-ионов отсутствует.

33. Полностью ли растворится осадок бромида серебра в 0,1 М растворе аммиака при рН 10, если начальная масса осадка 0,50 г, а объем раствора - 100 мл?

34. Какую концентрацию оксалата калия необходимо создать в растворе: а) для начала осаждения CaС₂О₄; б) для количественного осаждения ионов Са²⁺ в виде CaС₂О₄? Начальная концентрация ионов Са²⁺ -1 мг/мл.

35. При какой концентрации ионов S^2- начинается осаждение каждого из следующих сульфидов: MnS, CoS, HgS, As₂S₃? Концентрация катиона в каждом случае - 1·10^-3 М.

36. Возможно ли разделение свинца (II) и бария (II) в виде сульфатов, если начальные концентрации обоих катионов 0,002 моль/литр?

37. Разделять Fe³⁺ и Mg²⁺ в виде их гидроксидов решено при рН 8,0, a начальные концентрации обоих металлов равны С_m=10^-4 моль/литр. Правильно ли выбрано значение рН для разделения?

38. Будет ли выпадать осадок Pb(OH)₂ из раствора с концентрацией ионов свинца, равной 10 мг/литр, при рН 5,7?

39. Насыщенный раствор сульфата кальция смешали с равным объемом раствора оксалата аммония, где содержание (NH₄)₂C₂O₄ равно 0,025 г/л. Образуется ли осадок CaC₂O₄?

40. Растворимость осадка фосфата серебра в воде при некотором значении рН равна 1 мг/л. Рассчитайте по этим данным величину ПР. Во сколько раз отличается это «условное» произведение растворимости от приведенного в справочниках?

Расчеты, связанные с процессом протолиза

41. Рассчитать рН растворов КОН: а) 2·10^-4 М ; б) 2·10^-7 М.

42. Рассчитать рН растворов азотной кислоты с концентрацией 0,050 М в разных растворителях: а) в воде; б) в этаноламине; в) в этаноле.

43. Рассчитать рН 0,80 % раствора КОН с учетом и без учета его ионной силы.

44. Найти рН 5,0·10^-1 М растворов СН₃СООН: а) в воде ; б) в этаноле (рК_а=3,57).

45. Рассчитать рН раствора, содержащего одновременно НСl и H₂SO_4. Концентрации кислот: 0.04 М и 0.02 М соответственно.

46. Найти рН 0,001 М раствора салициловой кислоты_.

47. Найти рН раствора, имеющего концентрацию 0,010 М по HCl и 0,100 М по СН₃СООН.

48. Какова должна быть концентрация водного раствора NH₃, чтобы он имел рН 10,2?

49. Найти рН растворов: а) ацетата аммония; б) нитрата аммония.

50. Найти рН 1,0·10^-3 М раствора нитрата свинца (II)_.

51. Найти рН раствора, полученного при сливании равных объемов 1,0 М раствора NH₃ и 0,75 М раствора NH₄Cl. Рассчитать буферную емкость полученного раствора.

52. Как изменится рН одного литра ацетатного буферного раствора (С_{СН3СООН} = 0,20 М, C_CH3COONa = 0,10 М) при добавлении 100 мл 0,020 М раствора HCl?

53. Сколько граммов ацетата натрия необходимо добавить к 100 мл 0,2 М соляной кислоты, чтобы полученный буферный раствор после его разбавления водой до 500 мл имел бы рН 4,3?

54. Как изменится рН буферного раствора, приготовленного, как описано в задаче 53, если добавить к нему 2 М раствор NaOH в количестве: а) 5 мл; б) 10 мл?

55. Рассчитать рН раствора, полученного при сливании 500 мл 1,5 % раствора H₃PO₄ и 500 мл 1,5 % раствора КН₂РО_4.

56. Составить и объяснить ионную диаграмму, описывающую состояние сероводорода в водном растворе. Концентрация сероводорода равна 0,002 М.

57. Составить ионную диаграмму, описывающую состояние угольной кислоты в водном растворе. В каких формах находится эта кислота в растворе при рН = 5 ? Рассчитайте мольные доли каждой из форм.

58. Определите, при каком рН в растворе карбоната натрия достигается максимальный выход гидрокарбонат - анионов. В какой области рН эти ионы доминируют?

59. Найти концентрации молекул Н₃РО₄ в 0,10 М растворе фосфорной кислоты.

60. Рассчитать, при каком рН в водном растворе оксихинолина достигается максимальный выход нейтральных молекул. Чему равен этот выход ?

Расчеты, связанные с равновесием комплексообразования

61. Вычислить концентрацию ионов Fe²⁺ в 0,0010 М растворе соли K₄[Fe(CN)₆]. Рассчитать закомплексованность железа(II), пренебрегая ступенчатым характером процесса диссоциации комплексного иона.

62. Во сколько раз концентрация катионов Cu²⁺ в 1 М растворе [Сu(NH₃)₄]SO₄ меньше, чем в 1 М растворе К₂[CuBr₄]?

63. Рассчитать концентрацию ионов Со²⁺ в 0,5% растворе комплексной соли K₄[Cо(CN)₆]. Ионной силой раствора и эффектами протолиза пренебречь. Выпадет ли из этого раствора осадок гидроксида при подщелачивании до рН 9?

64. Рассчитать долю ионов Сd²⁺ от общей концентрации этого металла в растворе, если присутствует 0,001 М избыток KSCN.

65. Во сколько раз отличаются по закомплексованности ртути(II) растворы, где общее содержание ртути(II) равно 10^-3 М, если в первом из них избыточная концентрация молекул NH₃ равняется 0,01 М, а во втором 1,0 М?

66. Вычислить концентрацию ионов Сu²⁺ в растворе, где [NH₃] = 0,10 М, а C_Сu=0,0010 M. Расчет закомплексованности провести двумя способами: а) учитывая образование всех возможных комплексов между медью (II) и аммиаком; б) учитывая образование комплекса 1:4 и пренебрегая образованием остальных комплексов.

67. Во сколько раз уменьшится концентрация ионов Сu²⁺, если к сантимолярному раствору медного купороса прилить равный объем двухмолярного раствора аммиака?

68. Будет ли выпадать осадок гидроксида железа (III) при рН 9,0 из раствора железоаммонийных квасцов с концентрацией 0,1 мг Fe/ мл, если в этом растворе создать равновесную концентрацию фторид-ионов, равную 0,1 моль/л?

69. Сколько нужно ввести в раствор граммов KSCN, чтобы снизить концентрацию ионов Со³⁺ с 0,02 М до 10^-4 М? Объем раствора 100 мл. Расход роданида на связывание ионов кобальта не учитывать.

70. По потенциалу ион-селективного электрода, чувствительного к ионам серебра, определили, что равновесная концентрация ионов Ag⁺ в исследуемом растворе составляет 6,4·10^-9 моль/л. В том же растворе присутствовал тиосульфат натрия (0,001 М). Оцените общую концентрацию серебра в растворе с учетом образования тиосульфатных комплексов серебра.

71. Необходимо связать ионы никеля (II) в салицилатные комплексы, получив при этом закомплексованность Ф больше 10⁸. Какая концентрация салицилат-ионов в растворе потребуется для этого? Сколько граммов салицилата натрия пришлось бы ввести в расчете на 1 л раствора? Расходом салицилата на реакцию с ионами никеля(II) и величиной рН раствора пренебречь. Указание: Можно использовать табличные данные из приложения 5.

72. Построить диаграмму распределения для аммиачных комплексов меди (II).

73. Построить диаграмму распределения, иллюстрирущую процессы комплексообразования между алюминием и оксихинолином. Какой комплекс образуется при концентрации лиганда, равной 5·10^-5 М?

74. Сколько молей аммиака необходимо ввести в 1 л 0,5 М AgNO_3,, чтобы снизить концентрацию Ag⁺ до 10^-9 М? Учесть расход аммиака на реакцию с нитратом серебра с образованием комплекса 1:2 и необходимость введения избытка аммиака.

75. Рассчитайте равновесную концентрацию фторидного комплекса состава 1:1, образующегося в 0,2 М растворе хлорида железа (III) в присутствии избытка фторид-ионов (2,0 М).

76. Какой комплекс преобладает в растворе, содержащем ионы ртути (II) в концентрации 0,005 М и бромид - анионы (0,10 М)?

77. Во сколько раз различаются равновесные концентрации аммиачных комплексов цинка состава 1:2 и 1:4 в растворе, содержащем избыток аммиака (0,1 М)?

78. Найти концентрацию молекул аммиака в растворе, необходимую для достижения заданной закомплексованности (Ф = 10⁶) ионов серебра, считая, что в растворе образуется только комплекс состава 1:2, процессами протолиза пренебречь.

79. Рассчитайте закомплексованность серебра в аммиачные комплексы в буферном растворе с рН = 8, где концентрация аммиака равна 1,0 М. Учесть конкурирующий процесс протолиза, т.е. связывания аммиака в NH₄⁺.

80. Пользуясь таблицами (приложение 6), постройте графическую зависимость закомплексованности свинца (II) в цитратные комплексы от рL. Найдите закомплексованность свинца (II) в растворе с концентрацией цитрат - анионов 2·10^-8 М. При какой концентрации цитрат-анионов будет достигаться закомплексованность Ф=10⁷.

Расчет результатов в титриметрическом анализе

81. Для определения точной концентрации раствора HCl в качестве установочного вещества использовали химически чистый карбонат натрия. Его раствор приготовили из навески массой 1,368 г в мерной колбе вместимостью 100,0 мл. При титровании 20,00 мл этого раствора с фенолфталеином среднее значение объема титранта составило 22,30 мл. Рассчитайте нормальную концентрацию раствора HCl и его титр.

82. Для определения точной концентрации рабочего раствора HClO₄ в ледяной уксусной кислоте используют безводный карбонат натрия. Навеску карбоната натрия массой 0,2126 г растворили в ледяной уксусной кислоте и разбавили до 50,00 мл. На титрование 5,00 мл полученного раствора пошло 4,65 мл раствора HClO_4. Вычислить молярную концентрацию рабочего раствора HClO₄.

83. Рассчитать массовую долю Na₂CO₃ в технической соде, если ее навеску массой 0,2840 г растворили в мерной колбе вместимостью 100,0 мл, взяли из нее аликвоту объемом 10,00 мл и оттитровали 0,1000 М раствором HCl, причем на титрование с индикатором метиловым оранжевым пошло 4,85 мл раствора.

84. Рассчитайте молярную концентрацию NiCl₂ и содержание ионов никеля (в г/л) в техническом электролитном растворе, если на титрование 10,0 мл этого раствора затрачено 20,45 мл 0,0515 М раствора комплексона III.

85. Для характеристики качества подсолнечного масла по содержанию непредельных органических кислот взяли навеску масла (0,1335 г) и после растворения в спирте смешали с 25,00 мл рабочего раствора иода. На титрование остатка иода израсходовали 7,30 мл 0,1005 М раствора Na₂S₂O₃. При титровании 25,00 мл рабочего раствора иода без добавления масла (холостой опыт) было затрачено 20,90 мл того же раствора тиосульфата натрия. Вычислить массовую долю непредельных кислот в масле в пересчете на олеиновую кислоту.

86. После добавления к 20,00 мл раствора нитрата свинца(II) 20,00 мл 0,1021 М раствора ЭДТА на титрование избытка последнего пошло 15,04 мл 0,110 М раствора хлорида цинка. Рассчитать молярную концентрацию раствора нитрата свинца и массу свинца (в мг) в каждом миллилитре этого раствора.

87. Вычислить массовую долю хрома в стали по следующим данным: навеску стали (1,065 г) растворили в азотной кислоте, при этом хром перешел в ионы Cr₂0₇^2-. К полученному раствору добавили 25,0 мл раствора соли Мора, а избыток ионов Fe²⁺ оттитровали 0,0500 M раствором KMnO₄ в кислой среде, затратив на титрование19,9 мл. Предварительно было установлено, что на титрование 50,00 мл того же раствора соли Мора расходуется 48,4 мл раствора титранта.

88. Навеску 2,150 г образца технического бромфенола (BrC₆H₄OH) обработали спиртовым раствором KOH, в результате чего выделилось эквивалентное количество KВr. Полученный раствор нейтрализовали, довели объем до 100 мл, затем отобрали 20,00 мл и оттитровали 0,0510 н раствором AgNO₃ в присутствии хромата калия, затратив 22,86 мл титранта. На титрование индикатора в «холостой» пробе затратили 0,52 мл того же титранта. Вычислите массовую долю бромфенола в образце.

89. Для стандартизации раствора тиосульфата натрия взяли навеску химически чистого бихромата калия (0,1122 г), растворили в воде, подкислили серной кислотой и ввели избыток иодида калия. Выделившийся иод оттитровали стандартизуемым раствором тиосульфата, причем на титрование пошло 22,35 мл. Вычислите молярную и нормальную концентрацию тиосульфата натрия, а также титр этого раствора по иоду.

90. К раствору пробы, содержащей иодид калия, добавили 20,00 мл 0,5085 М раствора KMnO₄. На титрование выделившегося иода пошло 23,4 мл раствора Na₂S₂O_3. Требуется рассчитать концентрацию тиосульфата. Можно ли это сделать по приведенным в условии задачи данным? Если да, проведите расчет, а если считаете, что расчет невозможен - обоснуйте свой вывод.

91. Анализируемый материал содержал K₂CO₃, Na₂CO₃ и SiO_2. Навеску 0,1250 г обработали соляной кислотой, отфильтровали и промыли, фильтрат выпарили и получили 0,1282 г смеси хлоридов, на титрование которой потребовалось 19,70 мл 0,1003 М раствора AgNO₃. Рассчитать массовую долю каждого из компонентов в анализируемом материале.

92. Рассчитайте массовые доли железа и алюминия в горной породе, если после перевода навески (802 мг) в раствор, осаждения аммиаком суммы гидроксидов и прокаливания полученного осадка получили 220,0 мг смеси Al₂O₃ и Fe₂O₃. Затем эту смесь снова растворили, провели восстановление раствора в редукторе Джонса и образовавшиеся ионы Fe²⁺ оттитровали фиксанальным 0,1000 н. раствором KMnO_4. На титрование было затрачено 8,0 мл титранта. Рассчитайте также содержание указанных элементов в горной породе в пересчете на оксиды элементов, как это часто делают геологи.

93. Какую навеску минерала с массовой долей Fe₂O₃ около 4 % следует взять для прямого комплексонометрического титрования ионов железа(III), чтобы после перевода навески в раствор на титрование каждой аликвоты (1/10 часть полученного раствора) расходовалось бы около 20 мл 0,020 М раствора ЭДТА? Учтите, что другие металлы, содержащиеся в минерале, в условиях определения железа (сильнокислая среда) с ЭДТА не реагируют.

94. Содержание азота в органических веществах обычно определяют по методу Кьельдаля, при этом навеску вещества переводят в раствор так, чтобы азот перешел в соли аммония, раствор обрабатывают щелочью, отгоняют аммиак и поглощают его фиксанальным раствором соляной кислоты (50,00 мл). Непрореагировавший с аммиаком остаток НCl оттитровывают раствором едкого натра. Для анализа используют 0,0100 н. растворы НCl и NaOH. Какую навеску органического вещества надо взять, чтобы на дотитровывание остатка НCl расходовалось около 20 мл раствора шелочи? Проведите расчеты для трех случаев: а) содержание азота около 10%; б) около 1 %; в) около 0,1 %.

95. В растворе содержание ионов меди составляет 0,6 - 0,8 %. Сколько миллилитров такого раствора следует взять, чтобы на титрование меди расходовалось бы около 5 мл 0,1 М раствора ЭДТА?

96. Рассчитайте относительную случайную погрешность определения бромфенола в техническом продукте по данным, приведенным в условии задачи 88.

97. При титровании навески прокаленного (безводного) карбоната натрия фиксанальным 0,1000 М раствором НCl на титрование затрачивают около 4 мл титранта, при этом пользуются либо бюреткой на 5 мл с ценой деления 0,01 мл, либо бюреткой на 25 мл с ценой деления 0,1 мл. Навеску берут на аналитических весах. Требуется получить результат с относительной погрешностью не более 0,3%. Достижима ли такая точность при использовании указанных бюреток?

98. В лабораториях органического анализа содержание бензальдегида в различных материалах обычно определяют, обрабатывая навеску избытком хлористого гидроксиламина, причем происходит реакция:

C₆H₅CHO + NH₂OH· HCl = C₆H₅CHNOH + HCl + H₂O

Выделившуюся соляную кислоту оттитровывают едким натром. В одном из анализов на титрование навески в 582,0 мг технического бензальдегида было затрачено 9,35 мл 0,615 н. NaOH. Предварительно было установлено, что на нейтрализацию такого же объема хлористого гидроксиламина без введения навески, т.е. в холостом опыте затрачивают 0,68 мл раствора NaOH. Вычислите массовую долю бензальдегида в техническом продукте по этим данным.

99. В каждом миллилитре некоторого раствора АgNO₃ содержится 1,0 мг ионов серебра. Рассчитать титр этого раствора по NaCl. Найти массовую долю NaCl в технической соли, если на титрование навески (208,6 мг) по методу Мора потребовалось 14,2 мл раствора AgNO₃ с таким титром.

100. Рассол имеет плотность 1,23 г/мл. 10,0 мл такого рассола разбавили в мерной колбе на 500 мл водой до метки, перемешали, а затем аликвоты объемом 25,0 мл титровали по методу Фаянса 0,1000 н. раствором AgNO₃. Объем титранта, пошедшего на титрование аликвоты, в среднем составляет 22,38 мл. Рассчитайте массовую долю NaCl в рассоле и содержание в нем хлорид-ионов (в г/мл).

Статистическая обработка результатов

Во всех случаях, где иное специально не оговорено, проводите расчеты для доверительной вероятности P = 0,95, предполагая нормальное распределение результатов анализа в их генеральной совокупности.

101. При титровании аликвотных порций одного и того же раствора получили следующие значения объемов (мл): 4,31; 4,34; 4,32; 4,37. Имеются ли среди этих результатов грубые промахи?

102. Для характеристики содержания SiO₂ выполнено семь определений и последовательно получены следующие значения массовой доли  (в %): 42,28; 42,99; 43,09; 43,12; 43,15; 43,29; 44,01. Вычислить среднее значение и доверительный интервал для Р = 0,99.

103. Ниже приводятся результаты 37 параллельных определений триоксида серы в газовой смеси (в порядке их получения). Рассчитайте с помощью t - критерия, имеется ли в этой серии достоверный дрейф вариант. Результаты анализов в процентах: 15,8; 16,0; 15,7; 16,0; 15,7; 15,9; 16,0; 15,7; 15,8; 15,7; 15,4; 15,7; 15,8; 15,7; 15,9; 16,0; 15,7; 15,7; 15,7; 15,7; 17,8; 15,8; 15,6; 15,9; 15,8; 15,5; 16,0; 15,2; 15,7; 15,0; 15,1; 14,9; 15,0; 15,2; 15,7; 15,3; 15,4.

104. По данным задачи 103 сделайте выводы о наличии в серии измерений грубых промахов.

105. По данным задачи 103 сделайте вывод о характере распределения случайных погрешностей при определении триоксида серы.

106. Какой элемент - натрий или калий - определяется более воспроизводимо, если при пламенно-фотометрическом определении их на одном и том же приборе получены следующие данные: натрий - 0,0017; 0,0017; 0,0015; 0,0024; 0,0010; 0,0016; 0,0029; калий - 0,345; 0,297; 0,328; 0,303; 0,0280; 0,315; 0,340.

107. Можно ли на основании данных задачи 106 сделать вывод о достоверно большем содержании калия в исследуемой пробе по сравнению с натрием, пользуясь критерием Стьюдента?

108. Статистически обоснуйте эффективность очистных сооружений по следующим данным: содержание нефтепродуктов в сточной воде до очистки (в параллельно отобранных пробах): 4,2; 5,3; 3,7; 4,0 г/л. После очистки: 0,82; 0,59; 0,73 г/л.

109. Новый метод определения меди проверяли, анализируя стандартный образец медной руды, содержащий 11,58 % меди, причем были получены следующие результаты: 11,50; 11,53; 11,60; 11,44; 11,48; 11,45; 11,43; 11,49; 11, 45; 11,46; 11,44; 11,51; 11,44; 11,41; 11,45; 11,58; 11,70;11,44; 11,48; 11,50; 11,47; 11,44; 11,46; 11,30; 11,49; 11,44; 11,49; 11,50; 11,43; 11,48. Вычислите выборочные параметры и сделайте выводы о воспроизводимости и правильности данного метода.

110. При анализе стандартного образца бронзы, содержащей 10,45 % цинка, двумя лаборантами получены следующие результаты:

1-й - 10,41; 10,48; 10,65; 10,44; 10,45; 10,45; 10,28; 10,41; 10,40; 10,47.

2-й- 10,48; 10,54; 10,50; 20,58; 10,57; 10,56; 10,55; 10,56;10,50; 10,53.

Определите по этим данным средние значения и доверительные интервалы, проверьте наличие достоверной систематической ошибки, а затем сделайте выводы о точности работы каждого из лаборантов.

111. В клинической лаборатории проведены два параллельных определения холестерина в крови (из одной и той же пробы), причем получены значения 5 и 7 условных единиц. Рассчитайте по этим данным доверительный интервал и оцените воспроизводимость анализа по коэффициенту вариации.

112. При анализе нефтепродуктов толуол определяют хроматографическим методом. Для проверки правильности методики к пробам одинакового объема (по 10 мкл) добавляли по 20 мкг чистого толуола и после проведения анализа рассчитывали, как, судя по хроматографическим данным, возросла масса толуола по сравнению с пробами без добавок. Увеличение массы толуола составило для разных проб: 14; 19; 17; 24 ; 21; 13 и 18 мкг. Можно ли с надежностью 0,90 утверждать, что метод имеет значимую систематическую погрешность? А с надежностью 0,99?

113. Воспроизводимость некоторого анализа по нормативным документам должна характеризоваться коэффициентом вариации не выше 10 %. При проверке воспроизводимости анализировали пять параллельных проб и получили результаты 12; 14; 11; 12; 13 условных единиц. Удовлетворяет ли методика требованиям нормативного документа?

114. Цирконий в горной породе определяли двумя методами - химическим и спектральным. Получены результаты (в процентах): химический метод - 0,11; 0,08; 0,10; спектральный метод - 0,07; 0,12; 0,10; 0,08. Какой метод более воспроизводим?

115. Можно ли по данным задачи 114 вычислять единое среднее арифметическое (по результатам определения циркония двумя разными методами) и единый доверительный интервал?

116. Анализировались три навески технического масла, содержащего непредельные соединения; при этом проводилось прямое иодометрическое титрование.

Массы навесок: 112, 116 и 132 мг. На титрование соответственно затрачено 6,4; 6,8; 7,5 мл 0,0467 М раствора иода. Выразите результаты анализа (в пересчете на олеиновую кислоту) в виде доверительного интервала.

117. По данным, приведенным в условии задачи 109, сделайте вывод о характере распределения случайных погрешностей при определении меди.

118. По данным задачи 109 проверьте, какие из результатов анализа не попадают в доверительный интервал, вычисленный по формулам Стьюдента. Если такие значения будут обнаружены, надо ли их считать грубыми промахами и отбрасывать?

119. Если принять за единицу ширину доверительного интервала, вычисленного по Стьюденту для 5 параллельных опытов и Р=0,95, то какими будут интервалы, вычисленные для Р=0,90 и Р = 0,99 ? Имеет ли в этом случае значение число параллельных опытов?

120. При анализе некоторого материала при последовательных измерениях получены значения аналитического сигнала: 75, 78 и 82 единицы. Рассчитайте параметры выборки. Можно ли выявить дрейф, грубые промахи, характер распределения ?