Тесты по аналитике. Тесты по аналитической химии. Учебное пособие, вгму, Витебск
 Скачать 1.06 Mb.
|
|
3.6.2. Кислотно-основное титрование. 60. В качестве первичных стандартных веществ в кислотно-основном титро- вании применяются: 1. уксусная кислота; 2. хлорид натрия; 3. бифталат калия; 4. щавелевая кислота. Ответ: 3,4 – Бифталат калия, щавелевая кислота, бензойная кислота удовлетворяют основным требованиям, предъявляемым к первичным стан- дартным веществам. Эти вещества применяют при установлении точной концентрации растворов сильных оснований: O H 2 O C Na NaOH 2 O C H O H O H KNaC NaOH O H KHC 2 4 2 2 4 2 2 2 4 4 8 4 4 8 Растворы щелочей при хранении поглощают оксид углерода(II) из воздуха. Поэтому растворы щелочей закрывают пробками, в которые вставлены спе- циальные поглотительные трубки с натронной известью или оксидом каль- ция. Рекомендуется хранить растворы щелочей в парафинированной или фторопластовой посуде, так как щелочи взаимодействуют со стеклом. 61. В качестве первичных стандартных веществ в кислотно-основном титро- вании применяют: 1. карбонат натрия; 2. хлорид калия; 3. эозин; 4. фенилкарбазид. Ответ: 1 – Первичные стандартные вещества должны удовлетворять определенным требованиям (соответствие состава химической формуле, ус- тойчивость, большая молекулярная масса) В кислотно-основном тировании в качестве первичных стандартных растворов применяют карбонат натрия, тетраборат натрия, щавелевую кислоту и др. 62. К вторичным стандартным растворам в кислотно-основном титровании относятся: 1. раствор пероксида водорода; 2. раствор хлороводородной кислоты; 3. раствор гидроксида натрия; 4. раствор аммиака. Ответ: 2,3 – Приготовленные растворы хлороводородной кислоты и гидроксида натрия являются вторичными стандартными растворами или рас- творами с установленным титром. Сначала готовят растворы этих веществ приблизительно нужной концентрации. Затем устанавливают концентрацию таких (рабочих) растворов с использованием первичных стандартных ве- ществ (исходные вещества). Концентрацию рабочих растворов иногда уста- 80 навливают по первичным стандартным веществам. Например, концентрацию раствора гидроксида натрия можно установить по раствору хлороводородной кислоты, концентрация которого установлена по буре. 63. В качестве рабочих растворов (титрантов) в методах кислотно-основного титрования применяют: 1. раствор серной кислоты; 2. раствор аммиака; 3. раствор гидроксида натрия; 4. раствор азотной кислоты. Ответ: 1,3 – В качестве титрантов применяют растворы сильных кислот (Н 2 SO 4 , HCI) и оснований (NaOH, KOH и др.). Раствор азотной кислоты не- устойчив при хранении. Растворы щелочей при хранении необходимо защи- щать от действия оксида углерода(II) из воздуха. 64. Первичными стандартными веществами для установления точной кон- центрации кислот являются: 1. декагидрат тетрабората натрия; 2. карбонат натрия; 3. раствор аммиака; 4. нет верного ответа. Ответ: 1,2 – Первичное стандартное вещество должно удовлетворять следующим требованиям: быть химически чистым, состав вещества должен соответствовать формуле, вещество должно быть устойчиво при хранении; желательно, чтобы молярная масса эквивалента вещества была большой. Та- ким требованиям удовлетворяют карбонат натрия, бура и др. NaCl BO H O H HCl NaBO NaBO 2 BO H 2 O H 3 O B Na NaCl 2 O H CO HCl 2 CO Na 3 3 2 2 2 3 3 2 7 4 2 2 2 3 2 65. При обнаружении точки эквивалентности в кислотно-основном титрова- нии применяют: 1. фенолфталеин; 2. хромат калия; 3. фенантролин; 4. метиловый оранжевый. Ответ: 1,4 – В кислотно-основном титровании используют индикаторы, изменяющие свою окраску в зависимости от рН раствора. К таким индикато- рам относятся слабые органические кислоты и основания. Различают одно- цветные и двухцветные индикаторы. Например, фенолфталеин является од- ноцветным индикатором (в кислой среде – бесцветный, в щелочной - крас- ный). К двухцветным индикаторам относятся метиловый оранжевый, мети- ловый красный и др. В кислой среде метиловый оранжевый имеет красную окраску, а в щелочной - желтую. 81 66. Точку конца титрования в кислотно-основном титровании фиксируют: 1. безиндикаторным методом; 2. с применением индикаторов; 3. физико-химическим методом; 4. методом Мора. Ответ: 2,3 – Реакции кислотно-основного взаимодействия не сопрово- ждаются видимыми изменениями, т.е. переменой окраски растворов. В каче- стве индикаторов в кислотно-основном титровании применяют слабые ки- слоты и основания, молекулярная или ионная формы которых имеют окра- ску. Кислотно-основные индикаторы бывают одноцветные, двухцветные, флуоресцентные. Фенолфталеин относится к одноцветным индикаторам (в щелочной среде приобретает красную окраску). Кислые растворы метилово- го оранжевого имеют красную окраску, а щелочные – желтую. К двухцвет- ным индикаторам относятся также метиловый красный, тропеолин О и дру- гие. Для нахождения конечной точки титрования применяют также и физи- ко-химические методы (рН–метрия, кулонометрия). При кулонометрическом титровании определяемое вещество реагирует с титрантом, который получа- ется в результате электрохимической реакции на электроде. Электрогенери- рованные титранты можно получить из растворителя (при восстановлении воды на катоде получаются ОН - - ионы, а при окислении воды можно полу- чить H + - ионы). 67. В каких случаях точка эквивалентности совпадает с точкой нейтрально- сти? 1. титрование гидроксида натрия хлороводородной кислотой; 2. титрование серной кислоты гидроксидом натрия; 3. титрование уксусной кислоты гидроксидом натрия; 4. титрование карбоната натрия хлороводородной кислотой. Ответ: 1,2 – Совпадение точки эквивалентности с точкой нейтрально- сти наблюдается при титровании сильных кислот сильными основаниями и наоборот. В точке эквивалентности среда нейтральная, рН=7. 68. Индикатором в кислотно-основном титровании может быть: 1. любое химическое вещество; 2. вещество, отвечающее определенным требованиям; 3. перманганат калия; 4. фенолфталеин. Ответ: 2,4 – Индикаторы – это вещества, окраска которых изменяется в зависимости от изменения величины рН и не зависит от природы реагирую- щих между собой кислоты и основания. Кислотно-основными индикаторами могут быть вещества, отвечающие следующим требованиям: изменение ок- раски индикатора должно происходить в небольшом интервале рН, окраска индикатора должна быть интенсивной, окраска индикатора должна явно от- 82 личаться при близких значениях рН, т.е. высокая контрастность перехода ок- раски. Фенолфталеин является примером одноцветного индикатора. В кислой среде фенолфталеин бесцветный (имеет структуру лактона). В щелочной среде образуется хиноидная структура (хромофор) и раствор приобретает красную окраску. В сильно щелочной среде ( рН 12) образуется бесцветное карбинольное основание. 69. Интервал перехода окраски кислотно-основного индикатора выражается уравнением: 1. рН=рК а 1; 2. рН=рК а 2; 3. рН=рК н 1; 4. Е=рК а 1; Ответ: 1 – Из константы кислотности индикатора находим, что [H + ]=K a ·c k /c o и соответственно pH=pK a -lg(c k /c o ). Принимая во внимание, что глаз воспринимает окраску той формы индикатора, концентрация которой в 10 раз больше, получаем рН=рК а 1. Например, рК а фенолфталеина равен 9 и соответственно интервал перехода окраски индикатора лежит между рН 8 и рН 10. У метилового оранжевого этот интервал уже (от 3,0 до 4,4). Это мож- но объяснить тем, что молярный коэффициент светопоглощения кислотной формы больше, чем основной формы. Кислотно-основное титрование закачивают при значении рН, которое обозначают рТ (показатель титрования). Это значение рН лежит в середине интервала перехода и приблизительно соответствует рК а индикатора. 70. Факторы, влияющие на показания кислотно-основных индикаторов: 1. температура; 2. буферная емкость раствора; 3. посторонние вещества; 4. нет верного ответа. Ответ: 1, 3 – С изменением температуры изменяются величины кон- стант ионизации и соответственно изменяется интервал перехода окраски индикаторов. Например, при 18 0 С интервалы перехода метилового оранже- вого и фенолфталеина соответственно равны 3,1 - 4,4 и 8 – 10. При 100 0 С ин- тервалы перехода этих индикаторов приобретают другие значения: 2,5 – 3,7 и 8,1 – 9,0 соответственно. Посторонние вещества, такие как органические растворители (этанол, ацетон) понижают ионизацию кислот и оснований, и, следовательно, влияют на интервалы перехода индикаторов. Оказывают влияние на интервал пере- хода индикаторов белковые вещества, электролиты. Поэтому при титровании учитывают «белковые» и «солевые» ошибки, титр рабочего раствора уста- навливают в тех же самых условиях. 83 71. Скачок рН на кривой титрования зависит от: 1. силы титруемой кислоты; 2. концентрации титранта; 3. рКа индикатора; 4. нет верного ответа. Ответ: 1,2 – Величина скачка рН на кривой титрования зависит от си- лы титруемой кислоты или основания, концентраций титруемого вещества и титранта, температуры и других факторов. Чем сильнее титруемая кислота или основание, тем шире скачок рН на кривой титрования. При титровании 0,1 М раствора HCl 0,1 М раствором NaOH скачок рН на кривой титрования соответствует 6 единицам (от рН 4 до рН 10). В случае титрования 0,1 М рас- твора CH 3 COOH 0,1 М раствором NaOH резкое изменение рН происходит в области рН 7,76 – 10 (скачок рН на кривой титрования). Если же концентра- ции сильной титруемой кислоты и титранта (NaOH) равны 0,01 М, то скачок рН на кривой титрования меньше по величине и находится в пределах рН от 5 до 9. 72. Показатель титрования (рТ) – это: 1. рК а -1; 2. то значение рН, при котором заканчивают титрование с данным инди- катором; 3. рК а ±1; 4. нет верного ответа. Ответ: 2 – Значение рН, при котором заканчивают титрование с дан- ным индикатором, соответствует показателю титрования (рТ). Обычно пока- затель титрования находится в середине интервала перехода окраски индика- тора. Для метилового оранжевого рТ=4, для фенолфталеина – 9. Если показа- тель титрования индикатора лежит в пределах скачка титрования, то такой индикатор пригоден для титрования. 73. Скачок титрования на кривой кислотно-основного титрования – это: 1. появление окраски раствора; 2. исчезновение окраски раствора; 3. резкое изменение рН раствора; 4. нет верного ответа. Ответ: 3 – Скачок титрования – это резкое изменение рН в области точки эквивалентности. По скачку титрования производится выбор индика- тора. Чем больше скачок титрования, тем большее число индикаторов можно использовать для определения точки конца титрования. Величина скачка титрования зависит от концентрации реагентов (тит- руемое вещество и титрант). С уменьшением концентрации реагентов уменьшается и скачок титрования. 74. Растворитель, используемый в неводном титровании, должен: 1. иметь высокую диэлектрическую проницаемость; 84 2. растворять определяемое вещество; 3. не влиять на силу кислот и оснований; 4. нет верного ответа. Ответ: 1,2 – Для титрования в неводных средах требуются раствори- тели, имеющие небольшую константу автопротолиза, высокую диэлектриче- скую проницаемость, хорошо растворяющие определяемые вещества. Таки- ми растворителями для титрования слабых кислот являются диметилформа- мид, пиридин и другие. Растворители с кислотными свойствами (безводная уксусная кислота, ацетонитрил) применяются для титрования слабых осно- ваний. 75. В качестве титрантов в неводных средах применяются: 1. гидроксид тетрабутиламмония; 2. хлорная кислота; 3. уксусная кислота; 4. диметилформамид. Ответ: 1,2 – В неводных средах возможно определение нераствори- мых или разлагающихся в воде соединений, а также соединений, кислотные или основные свойства которых выражены очень слабо. Выбор неводного растворителя зависит от природы определяемого вещества, растворимости реагентов, возможности фиксирования точки эквивалентности и других фак- торов. Для титрования слабых кислот в качестве титрантов служат сильные основания, например, гидроксид тетрабутиламмония (С 4 H 9 ) 4 NOH, метилат натрия в метаноле. В случае титрования слабых оснований в качестве тит- ранта применяют раствор хлорной кислоты в безводной уксусной кислоте. Хлорная кислота в безводной уксусной кислоте применяется для титрования слабых оснований. 76. При титровании слабых оснований в неводных средах в качестве раство- рителей используют: 1. бензол; 2. безводную уксусную кислоту; 3. хлороформ; 4. нет верного ответа. Ответ: 2 – В качестве растворителей при титровании слабых основа- ний в неводных средах используют растворители с кислотными свойствами (безводная уксусная кислота). 77. Для титрования слабых кислот в неводных средах используют раствори- тели: 1. безводная уксусная кислота; 2. диметилформамид; 3. этанол; 4. нет верного ответа. 85 Ответ: 2 – При титровании слабых кислот в неводных растворителях рекомендуют основные растворители – диметилформамид, пиридин и др. 78. Методом кислотно-основного титрования борную и хлороводородную кислоты при совместном присутствии определяют: 1. с использованием двух титрантов; 2. с использованием метилового оранжевого и фенолфталеина; 3. по реакции образования борно-этилового эфира; 4. после переведения борной кислоты в глицероборную кислоту. Ответ: 2,4 – Прямое титрование борной кислоты в водном растворе невозможно, так как борная кислота является слабой кислотой (рК a =9,24). Вначале с метиловым оранжевым оттитровывают сильную (хлороводород- ную) кислоту, затем в раствор прибавляют глицерин (образуется глицеро- борная кислота), фенолфталеин и титруют раствором щелочи до появления оранжевой окраски. Объем щелочи, израсходованной на титрование с мети- ловым оранжевым, соответствует содержанию хлороводородной кислоты. Расчет содержания борной кислоты проводят по объему щелочи, пошедшей на титрование с фенолфталеином. 79. Анализ смеси карбоната и гидроксида натрия проводят: 1. методом кислотно-основного титрования; 2. методом комплексонометрии; 3. с применением двух индикаторов (фенолфталеин и метиловый оранже- вый); 4. методом Мора. Ответ: 1,3 – Методом кислотно-основного титрования определяют ки- слоты, основания и некоторые соли. Определение NaOH и Na 2 CO 3 при со- вместном присутствии проводят с применением двух индикаторов. При этом возможно определение двумя способами. В первом способе в присутствии фенолфталеина будет оттитрована щелочь и карбонат до гидрокарбоната. За- тем добавляют метиловый оранжевый и оттитровывают гидрокарбонат на- трия. ) ин фенолфтале ( O H H OH ) ин фенолфтале ( HCO H CO 2 3 2 3 HCO 3 +H + →H 2 CO 3 CO 2 +H 2 O (метиловый оранжевый) Во втором способе сначала исследуемый раствор титруют кислотой в при- сутствии метилового оранжевого. Затем во второй порции раствора ионы 2 3 СO осаждают ионами Ва 2+ и, не отфильтровывая осадок BaCO 3 , прибавля- ют фенолфталеин. Оттитровывают раствор до полного исчезновения красной окраски. Объем титранта, пошедший на титрование в присутствии фенолфта- леина, соответствует гидроксиду натрия. Объем кислоты, пошедший на тит- рование по метиловому оранжевому, был затрачен на титрование гидроксида и карбоната натрия. После осаждения карбонат-ионов титрование рекомен- дуется проводить с фенолфталеином, так как с метиловым оранжевым титро- 86 вание заканчивается в кислой среде и соответственно титрант (кислота) будет взаимодействовать не только с NaOH, но и будет расходоваться на растворе- ние BaCO 3 . При этом образуется СО 2 3 - ионы, вступающие в реакцию с ки- слотой. 80. Ацидиметрия относится к методам: 1. оксидиметрического титрования; 2. кислотно-основного титрования; 3. химического анализа; 4. нет верного ответа. Ответ: 2,3 – Ацидиметрия – это метод кислотно-основного титрова- ния, в качестве титрантов используют сильные кислоты (HCl, H 2 SO 4 ). Аци- диметрия относится к методам химического анализа и применяется для опре- деления оснований и некоторых солей (карбонаты, гидрокарбонаты). NaCl CO H HCl NaHCO NaCl NaHCO HCl CO Na 3 2 3 3 3 2 H 2 CO 3 CO 2 +H 2 O 81. В ацидиметрии в качестве титрантов используют: 1. H 2 SO 4 ; 2. HCl; 3. CH 3 COOH; 4. NaOH. Ответ: 1,2 – В качестве титрантов в ацидиметрии используют сильные кислоты (HCl, H 2 SO 4 ). Эти кислоты не соответствуют требованиям, предъяв- ляемым к стандартным веществам. Поэтому после приготовления растворов HCl и H 2 SO 4 проводят их стандартизацию. В качестве первичных стандартов используют буру Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 O, карбонат натрия Na 2 CO 3 и др. Ацидиметрия применяется для определения сильных и слабых основа- ний, солей слабых кислот. 82. При стандартизации раствора HCl в качестве первичных стандартных ве- ществ используется: 1. декагидрат тетрабората натрия; 2. карбонат натрия; 3. раствор аммиака; 4. дифениламин. Ответ: 1,2 – Хлороводородная кислота не относится к первичным стандартным веществам, так как не соответствует основным требованиям. Приготовленный раствор HCl является вторичным стандартным раствором и его стандартизируют по первичным стандартам – декагидрат тетрабората на- трия Na 2 B 4 O 7 ·10H 2 O, карбонат натрия Na 2 CO 3 и др. HCl+Na 2 CO 3 → NaHCO 3 +NaCl. 87 83. При титровании сильной кислоты сильным основанием возникают ошиб- ки: 1. водородная; 2. гидроксидная; 3. кислотная; 4. основная. Ответ: 1,2 – Водородная ошибка возникает, если рТ<7. Такое явление наблюдается при титровании сильной кислоты щелочью, т.е. когда в растворе остается некоторое количество не оттитрованной сильной кислоты. При гид- роксидной ошибке рТ>7, т.е. в растворе имеется избыточное количество сильного основания по сравнению с точкой эквивалентности. 84. Кислотная ошибка обусловлена присутствием в растворе: 1. сильной кислоты; 2. сильного основания; 3. слабой кислоты; 4. нет верного ответа. Ответ: 3 – Кислотная или НА–ошибка обусловлена присутствием в растворе некоторого количества неоттитрованной слабой кислоты и опреде- ляется отношением: А НА , где [НА] – концентрация неоттитрованной кислоты; [А ] – концентрация оттитрованной кислоты. 85. Азот в органических соединениях определяют: 1. методом Кьельдаля; 2. методом комплексонометрии; 3. гравиметрическим методом; 4. методом Фольгарда. Ответ: 1 – В колбу Кьельдаля к анализируемой пробе прибавляют конц. серную кислоту, после разрушения органического вещества образуют- ся ионы аммония. Затем в колбу прибавляют гидроксид натрия и образую- щийся аммиак отгоняют в раствор борной или стандартный раствор серной (хлороводородной) кислот. Образующиеся в первом случае борат-ионы от- титровывают раствором HCl. Во втором случае определяют избыток сильной кислоты (проводят обратное титрование). 86. К методам кислотно-основного титрования относят: 1. ацидиметрия; 2. алкалиметрия; 3. цериметрия; 4. хроматометрия. Ответ: 1,2 – Методы кислотно-основного титрования классифицируют в зависимости от применяемого титранта (кислота или основание): в ациди- 88 метрии в качестве титранта применяют кислоту, в алкалиметрии титрантом является основание. 87.Кислотно-основные индикаторы проявляют свойства: 1.слабых кислот; 2.слабых оснований; 3.окислителей; 4.восстановителей. Ответ: 1,2 – Кислотно-основные индикаторы проявляют свойства сла- бых кислот или слабых оснований. HInd O H 2 Ind O H 3 кислотная форма щелочная форма В кислых растворах доминирует кислотная форма, имеющая соответствую- щую окраску. В щелочных растворах доминируют частицы «Ind - », ответст- венные за окраску щелочной формы. При изменении рН окраска раствора изменяется. Обычно требуется 10-кратный избыток одной из форм, чтобы её окраска воспринималась наблюдателем. Исходя из уравнения Гендерсона- Хассельбаха получаем, что рН перехода = рК а ±1. Такая зависимость наблюдается только в том случае, если интенсивность окрасок обеих форм одинакова. 88. При определении азота в органических соединениях методом Кьельдаля используют: 1. концентрированную серную кислоту; 2. глюконат кальция; 3. сульфат меди(II); 4. сульфат калия. Ответ: 1,3,4 – Разрушение (минерализацию) органических веществ проводят с применением концентрированной серной кислоты. Для повыше- ния температуры процесса окисления органических соединений применяют сульфат калия. Сульфат меди(II) используется в качестве катализатора. В ре- зультате минерализации получаются ионы аммония. При добавлении щелочи образующийся аммиак отгоняют в раствор борной или серной кислот. Затем проводят титрование борат-ионов раствором HCl или титруют раствором NaOH избыток серной кислоты в зависимости от того, что использовали для поглощения аммиака. 89. По способности к взаимодействию с протоном неводные растворители делят на: 1. апротонные; 2. протолитические; 3. универсальные; 4. смешанные. Ответ: 1, 2 – Неводные растворители классифицируют по способности взаимодействовать с протоном на апротонные и протонные (протолитиче- ские). Молекулы апротонных растворителей не ионизированы, не способны к 89 отщеплению или присоединению протонов. К таким растворителям относит- ся бензол. Кислоты и основания, растворенные в бензоле, не способны к дис- социации. Молекулы протолитических растворителей могут присоединять или отщеплять протоны. По этому признаку растворители делятся на 3 группы: амфипротные (амфотерные), протофильные (основные), протогенные (ки- слотные). Амфипротные (нейтральные) растворители приблизительно в одинако- вой степени способны присоединять и отщеплять протоны, т.е. являются ак- цепторами и донорами протонов. К таким растворителям относятся вода, спирты (метанол, этанол) и др. Молекулы протофильных растворителей легко присоединяют протоны и соответственно повышают силу кислот. Например, такими растворителями являются пиридин, жидкий аммиак и др. Молекулы протогенных растворителей легко отдают протоны (безвод- ные карбоновые кислоты – уксусная, муравьиная и др.). |