ЗадачиТ20 КоличАнализ(примеры №311-320). Примеры решения задач Пример 20. 1

• Название: Примеры решения задач Пример 20. 1
• Дата: 17.05.2023
• Размер: 71.19 Kb.
• Имя файла: ЗадачиТ20 КоличАнализ(примеры №311-320).docx
• Тип: Решение; #1138818

Примеры решения задач
Пример 20.1. К 15 мл 0,03 М раствора муравьиной кислоты добавили 12 мл 0,15 М формиата калия. Вычислить рН раствора (К_HCOOH = 1,8 · 10^–4; рК_HCOOH = 3,75).

Решение.

Растворы слабых кислот или оснований в присутствии их солей проявляют буферное действие. Для буферного раствора, содержащего слабую кислоту и ее соль рН = рКа + lgсоли – lg Cкислоты , а для смеси из слабого основания и его соли рН = 14 – рКв + lg Соснования – lg Cсоли .

Найдем концентрацию кислоты и ее соли после смешивания растворов.

Vобщ. = 12 + 15 = 27 мл; Ссоли = 12 · 0,15 / 27 = 0,066 M;

Cкислоты = 15 · 0,03 / 27 = 0,017 M;

pH = 3,75 + lg 0,066 / 0,017 = 4,35.

Пример 20.2. На титрование навески 0,3000 г химически чистого оксалата натрия (Na₂C₂O₄) в кислой среде затрачено 37,8 мл раствора перманганата калия (KMnO₄). Найти нормальную концентрацию раствора перманганата калия и титр этого раствора.

Решение.

В кислой среде идет реакция:

5Na₂C₂O₄+ 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ = 2MnSO₄+K₂SO₄+5Na₂SO₄ + 10CO₂ + 8Н₂О

Соответствующие полуреакции можно записать следующим образом:

MnO^-₄ + 5е + 8H⁺ → Mn²⁺ + 4Н₂О

C₂O₄^2- - 2е →2CO₂

Массу титруемого вещества (прямое титрование) рассчитывают по формул
е:




Молярная масса определяемого вещества (Na₂C₂O₄) равна 133,98 г/моль, молярная масса эквивалента: Э (Na₂C₂O₄) = 133,98/2 = 66,99 г/моль. Молярная масса перманганата калия: М (KMnO₄) = 150,04 г/моль, молярная масса эквивалента: Э (KMnO₄ ) = 150,04/5 = 31,61 г/моль. Молярные массы эквивалентов веществ в окислительно-восстановительных реакциях определяются с учетом числа электронов, принимающих участие в окислительно-восстановительном процессе. Подставив данные, делаем расчет:



Т
итр раствора KMnO₄ можно рассчитать по формуле:



Пример 20.3. Вычислить потенциал медного электрода, помещенного в раствор, содержащий -ионы, относительно насыщенного хлорсеребряного электрода при 25С, если концентрация меди в растворе равна 0.5 моль/л. (Стандартный потенциал медного электрода равен 0.345 В; потенциал хлорсеребряного электрода (насыщенного) равен 0.201 В).

Решение.

Потенциал медного электрода связан с концентрацией ионов меди уравнением Нернста:



Потенциал одного электрода относительно другого определяют как разность потенциалов этих двух электродов, причем, всегда от большей величины вычитают меньшую. Следовательно, электродвижущая сила (ЭДС) элемента, составленного из медного и хлорсеребряного электродов, равна:

= 0.337-0.201=0.136 В

Пример 20.4. При полярографическом анализе сплава железа использовали стандартный раствор соли железа() с концентрацией 10^-3 моль/л, при этом были получены следующие данные:

V,мл	1	2	3	4	5	6
h,мм	9	16	26.3	35	41	54

Определить массовую долю (%) железа в сплаве, если для анализа брали навеску 0.25 г сплава, которую после растворения перевели в мерную колбу вместимостью 100 мл. Для полярографирования использовали 10 мл полученного раствора; высота волны оказалась равной 18 мм.

Решение.

По приведенным данным для стандартного раствора соли железа строят градуировочную кривую в координатах h- v . По графику определяют, что волне высотой 18 мм соответствует объем раствора 2.2 мл; содержание железа в этом объеме равно мг

Так как анализу подвергали 10 мл, а всего было 100 мл исследуемого раствора, то мг

Массовая доля железа равна .

Пример 20.5. Для определения меди навеску сплава 0.6578 г после растворения подвергли электролизу в течение 20 минут при постоянном токе 0.2 А. Определить массовую долю (%) меди в сплаве, если учесть, что выход по току составляет 80%.

Решение.

В соответствии с законом Фарадея масса выделенной на катоде меди равна

где Q – количество электричества (Кл), равное при постоянной силе тока Q=. Следовательно, г.

Массовая доля меди с учетом 80% выхода по току составляет:



Пример 20.6. Оптическая плотность (A) раствора бихромата калия в кювете с толщиной слоя L=3 см равна 0.750. Стандартный раствор этого вещества, содержащий 5 мг/л, имеет оптическую плотность А = 0.550 в кювете с толщиной 5 см. Найти концентрацию анализируемого раствора в мг/л и моль/л.

Решение.

Основной закон светопоглощения имеет форму:

А = ^.L^.С или A = lg l / T, где Т – коэффициент пропускания.

Для нахождения концентрации С можно использовать метод стандарта. В соответствии с основным законом светопоглощения можно записать , где индексы «х» и «ст» относятся к анализируемому и стандартному растворам, соответственно. Т. к. коэффициент молярного поглощения (ε) для раствора бихромата калия величина постоянная в этих условиях, то из пропорции



можно найти концентрацию анализируемого раствора :

мг/л

Для того чтобы выразить эту концентрацию в моль/л, необходимо найти молярную массу бихромата калия: М( )=294.2 г/моль. Следовательно, концентрация моль/л равна:

С( (моль/л)

Пример 20.07.

При определении натрия в пробе массой 0.1000 г измерили показания пламенного фотометра для пяти стандартных растворов.С (Na), мг/л	2.0	4.0	6.0	8.0	10.0
Показание  прибора, усл. ед.	9	18	26	34	42

Для анализируемого раствора после растворения пробы в мерной колбе вместимостью 1000 мл показание прибора составило 38 единиц. Найти массовую долю калия в пробе.

Решение.

Строим градуировочную зависимость в координатах = f(С) или вычисляем К - коэффициент линейности графика (К=/С). Находим концентрацию ионов калия (С=/К), которой соответствует показание прибора. Эта величина составляет 9.3 мг/л или 0.0093 г/л. Тогда



Задачи для самостоятельного решения

311. Вычислить рН буферных растворов, полученных при сливании растворов: а) 60 см³ 0,01 М CH₃COOH и 40 см³ 0,05 М CH₃COOK.

б) 70 см³ 0,01 М NH₄Cl и 30 см³ 0,05 М NH₄OH.

312. На нейтрализацию 50 мл раствора щелочи израсходовано 30 мл 0,2 н. раствора Н₂SO₄. Какова нормальность раствора щелочи? Сколько 0,1 н. раствора HCl потребовалось бы для той же цели?

313. Навеску технического образца буры массой 10,938 г растворили в мерной колбе вместимостью 250,0 мл. На титрование затрачено 10,0 мл раствора HCl с концентрацией 0,420 моль/л. Рассчитать массовую долю (%) химически чистой буры (Na₂B₄O₇ · 10H₂O) в образце.

314. При построении градуировочного графика для определения марганца использовали стандартный раствор МnSO₄ с концентрацией 1,2 ^. 10^-3 моль/л, аликвотные части которого разбавляли буферным раствором в мерной колбе и полярографировали; при измерении высоты волны получили следующие результаты:

V, мл	2	4	6	8	12	16	20	24
h, мм	7	13	18	25	37	45	56	63

Рассчитать массовую долю (%) марганца в пробе, если навеска 0,1300 г вначале была переведена в мерную колбу емкостью 100 мл, а для анализа отбирались аликвотная часть 10 мл и полярографировалась; высота волны получилась 45,5 мм.

315. При анализе никелевой руды навеска пробы 2,2555 г после соответствующей обработки подвергалась электролизу при силе тока 1,25А в течение 20 мин. Определить массовую долю (%) никеля в руде при выходе по току 90%.

316. Молярный коэффициент поглощения водорастворимого комплекса никеля с диметилглиоксимом при 470 нм равен 1·10⁴. Рассчитайте: а) оптическую плотность раствора комплекса, в 1 мл которого содержится 1 мкг никеля, при толщине поглощающего слоя L = 1,00 см; б) его пропускание; в) концентрацию никеля в растворе (мкг/ мл), если оптическая плотность раствора, содержащего диметилглиоксимат никеля, и помещенного в кювету с L = 3,00 см, равна 0,190 при 479 нм. Атомная масса никеля 58,69.

317. При определении железа в виде моносульфосалицилатного комплекса пропускание раствора, содержащего 0,115 мг металла в 25,00 мл раствора, равно 54,5 % при толщине поглощающего слоя L = 2,00 см. Рассчитайте молярный коэффициент поглощения комплекса. Атомная масса железа 55,85.

318. Для определения натрия в цеолитах навеску цеолита с массой 0,5000 г сплавили с содой, растворили в HCl и перенесли в мерную колбу вместимостью 1000 мл и измерили интенсивность сигнала (,усл.ед.=40). Натрий определяли методом градуировочного графика. Данные фотометрирования для стандартных растворов приведены ниже. Построить градуировочный график и определить массовую долю натрия в пробах.

Результаты фотометрирования стандартных растворов

С (Nа), мг/л	25	50	62.5	100	125
, усл. ед.	9	16	21	34	42

319. Для определения калия в стекле три его навески по 0,1000 г растворили в смеси Н₂SO₄ и HF, растворы упарили, остатки обработали разбавленной HCl и перенесли в мерные колбы объемом 250,0 мл. Во вторую и третью колбы добавили, соответственно, 10,00 мл и 20,00 мл стандартного раствора калия (С = 250 мкг/мл). Растворы разбавили водой до метки и фотометрировали в пламени светильный газ – воздух. Соответствующие значения интенсивностей (у.е.) равны 17,0, 26,0 и 35,0. Определите массовую долю (%) калия в стекле?


320.Смешаны равные объемы 0,001 М BaCl₂ и 1,5·10^–3 М Na₂SO₄.

Вычислить концентрацию [Ba²⁺] в растворе, если ПР (Ba SO₄ )= 1,1 · 10 ^–10. Как изменится

растворимость BaSO₄ в этой смеси по сравнению с растворимостью в воде?