Файл: lebedeva1.pdf

370. Навеску технического изопропанола массой 1,5000 г обработали в кислой среде 50,00 см3 1,0 н. раствора K2Cr2O7 и довели объём до 500 см3. К 25,00 см3 этого раствора добавили KI и оттитровали выделившийся йод 12,45 см3 0,10 М раствора Na2S2O3. Изопропанол окисляется K2Cr2O7 до ацетона по схеме

СН3 – СНОН – СН3 – 2 е → СН3 −С − СН3 + 2Н+.

О

Определите содержание спирта в исходном образце (ω, %).

Ответ: 50,23%.

371. К 25,00 см3 подкисленного раствора KMnO4 с титром 0,001836 г/см3 прибавлен избыток KI. На титрование выделившегося йода затрачено 20,50 см3 раствора Na2S2O3. Какова его нормальная концентрация?

Ответ: 0,0709 моль/дм.

372. Навеску триоксида хрома массой 0,09210 г растворили, обработали KI и выделившийся I2 оттитровали 23,75 см2 раствора тиосульфата натрия с TNa 2S2O3 = 0,013540 г/см3. Определите содержание CrO3 в образце (ω, %).

Ответ: 73,67%.

373. К кислому раствору KI прибавили 20,00 см3, 01133 н. раствора KMnO4 и выделившийся I2 оттитровали 25,90 см3 раствора. Na2S2О3. Вычислите нормальную концентрацию раствора Na2S2О3.

Ответ: 0,0875 моль/дм3.

374. Какую массу K2Cr2O7 нужно взять, чтобы на титрование I2, выделившегося после взаимодействия K2Cr2O7 с избытком KI, потребовалось 32,45 см3 раствора Na2S2О3 с титром по йоду 0,012700 г/см3.

Ответ: 0,1590 г.

375. К раствору K2Cr2O7 добавили избыток KI и выделившийся I2 оттитровали 48,80 см3 0,1 н. раствора Na2S2О3. Определите массу K2Cr2O7 в исходном растворе.

Ответ: 0,2391 г.

376. Из технического Na2SО3 массой 1,4500 г приготовили 200 см3 раствора. На титрование 20,00 см3 раствора израсходовали 16,20 см3 раствора I2, титр которого по As2O3 равен 0,002473 г/см3. Определите содержание Na2SO3 в образце (ω, %).

Ответ: 35,19%.

65

377. На титрование 25,00 см3 раствора FeSO4 в H2SO4 израсходовали 3,25 см3 0,1 н. раствора K2Cr2O7. Сколько воды нужно добавить к 200,0 см3 раствора соли железа, чтобы сделать раствор точно 0,05 н.?

Ответ: 300 см3.

378. Определите содержание Sn (ω, %) в бронзе, если на титрование раствора, полученного из бронзы массой 0,9122 г, израсходовано 15,73 см3

0,03523 н. раствора I2.

Ответ: 3,605%.

379. Навеску технического сульфита натрия массой 1,4680 г прибавили к 100,0 см3 0,1 н. раствора I2. Избыток I2 оттитровали 42,40 см3 раствора Na2S2О3, 1,00 см3 которого эквивалентен количеству I, выделяющемуся из 0,01574 г KI. Вычислите содержание Na2SO3 в образце (ω, %).

Ответ: 25,60%. 380. После растворения стали массой 1,2430 г хром окислили до Cr О24− . К раствору прибавили 35,00 см3 раствора соли Мора и избыток

Fе2+ оттитровали 16,12 см3 раствора KMnО4 ( TKMnO 4 = 0,001510 г/см3;

25,00 см3 раствора соли Мора эквивалентны 24,10 см3 КMnO4). Рассчитайте содержание Cr в стали (ω, %).

Ответ: 1,17%.

381. К 40,00 см3 раствора KMnO4 (1,00 см3 KMnO4 эквивалентен 0,0050 г железа) добавили KI и выделившийся I2 оттитровали 35,90 см3 раствора Na2S2O3. Рассчитайте титр раствора Na2S2O3 по меди.

Ответ: 0,006317 г/см3.

382. К 25,00 см3 раствора KMnO4 с титром по кислороду 0,000811 г/см3 добавили KI. Выделившийся I2 оттитровали 24,14 см3 раствора Na2S2O3. Рассчитайте титр Na2S2O3 по йоду.

Ответ: 0,013130 г/см3.

383. К 25,00 см3 раствора KI прибавили KIO3 и серную кислоту. На титрование выделившегося йода израсходовали 30,00 см3 0,1048 н. раствора Na2S2O3. Вычислите молярную концентрацию раствора KI.

Ответ: 0,1257 моль/дм3.

384. Рассчитайте содержание меди (ω, %) в руде, если из навески руды массой 0,6215 г медь перевели в раствор в виде Cu2+. При добавлении к этому раствору KI выделился I2, на титрование которого израсходовали

18,23 см3 раствора Na2S2O3 ( TNa 2S2O3/Cu = 0,062080 г/см3).

Ответ: 18,23%.

66

385.К подкисленному раствору Н2О2 прибавили избыток раствора KI

инесколько капель раствора (NH4)2MoO4 как катализатора. Выделившийся I2 оттитровали 22,40 см3 0,1010 н. раствора Na2S2O3. Сколько граммов Н2О2 содержалось в растворе?

Ответ: 0,0385 г.

386. К навеске K2Cr2O7 массой 0,1500 г добавили избыток раствора KI и соляной кислоты. Выделившийся I2 оттитрован 21,65 см3 раствора Na2S2O3. Рассчитайте нормальность раствора Na2S2O3 и его титр по йоду.

Ответ: 0,1413 моль/дм3; 0,017380 г/см3.

387. Навеску технического FeCI3 массой 4,8900 г растворили в мерной колбе вместимостью 250 см3. К 25,00 см3 раствора в кислой среде добавили KI. Выделившийся I2 оттитровали 32,10 см3 0,0923 н. раствора Na2S2O3. Вычислите содержание FeCI3 в образце (ω, %).

Ответ: 98,43%.

67

6. ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА

Потенциометрический метод, основанный на измерении электродвижущих сил (ЭДС) обратимых гальванических элементов, используют для определения содержания веществ в растворе и измерения различных физико-химических величин. В потенциометрии обычно применяют гальванический элемент, включающий два электрода, которые могут быть погружены в один и тот же раствор (элемент без переноса) или в два различных по составу раствора, имеющих между собой жидкостной контакт (цепь с переносом). Электрод, потенциал которого зависит от активности (концентрации) определяемых ионов в растворе, называется индикаторным.

Для измерения потенциала индикаторного электрода в раствор погружают второй электрод, потенциал которого не зависит от концентрации определяемых ионов. Такой электрод называется электродом сравнения, в качестве которого используют каломельный и хлорсеребряный электроды (табл. 6.1).

В потенциометрическом методе анализа используют два основных класса электродов:

1)электронообменные электроды, на межфазных границах которых протекают реакции с участием электронов;

2)мембранные или ионообменные, их называют также ионоселективными электроды, на межфазных границах которых протекают ионообменные реакции.

6.1.Потенциал некоторых электродов сравнения по отношению

кн.в.э. (при 20 °С)

68

6.1. РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ

При решении задач используются табл. 6.1.

Пример 6.1. Вычислите потенциал цинкового электрода, помещённого в раствор сульфата цинка, относительно 0,1 н. каломельного электрода сравнения (Е0 = +0,334 В), если в 500 см3 раствора содержится 0,05 молей ZnSO4.

Решение. Стандартный потенциал пары Zn2+/Zn равен 0,763 В. Цинковый электрод, помещённый в раствор соли цинка, является электродом первого рода. Его потенциал зависит от природы потенциалопределяющей пары и концентрации катионов Zn2+. В соответствии с уравнением Нернста

Концентрация ионов цинка может быть определена из соотношения c = ν/V, где ν – количество соли, моль; V – объём раствора, дм3:

[Zn2+] = [ZnSO4] = 0,05/0,5 = 0,1 моль/дм3.

E = –0,760 + (0,059/2)lg0,1 = – 0,763 – 0,029 = –0, 792 В.

В случае использования в качестве электродов сравнения каломельного, хлорсеребряного, хингидронного и других (кроме СВЭ) электродов, потенциал одного электрода относительно другого определяют как сумму потенциалов этих электродов, измеренных относительно стандартного водородного электрода:

E = EZn + EK = –0,792 + 0,334 = –0,458 B,

где Eк – потенциал каломельного электрода, равный 0,334 В.

Пример 6.2. Электродвижущая сила элемента, состоящего из водородного электрода, погруженного в кислый раствор, и 1,0 н. каломельного электрода, равна 0,571 В. Определите рН раствора.

Решение. Водородный электрод является индикаторным, а 1,0 н. каломельный электрод – электродом сравнения (Е0 = 0,282 В).

Потенциал водородного электрода связан с концентрацией ионов во-

Электродвижущая сила элемента, составленного из водородного и 1,0 н. каломельного Ек электродов, равна

ЭДС = Ек – Е; 0,571 = 0,282 – (–0,059 рН) = 0,282 – 0,059 рН;

рН = (0,571 – 0,282)/0,059 = 4,98.

69

Пример 6.3. В навеске стали массой 2,5000 г хром окислен до хромовой кислоты, а потом оттитрован 0,103 н. раствором сульфата железа(II). Вычислите содержание хрома в стали (ω, %) по результатам титрования:

Решение. По данным задачи строим кривую потенциометрического титрования (рис. 6.1) и определяем объём раствора FeSO4, соответствующей точке эквивалентности: V(FeSO4) = 38,35 см3.

Е, мВ

1000

800

600

400

Рис. 6.1. Кривая потенциометрического титрования хромовой кислоты раствором сульфата железа

При титровании раствора хромовой кислоты раствором сульфата железа(II) происходит реакция

2H2CrO4 + 6FeSO4 + 6H2SO4 ® Cr2(SO4)3 +3Fe2(SO4)3 + 8H2O,

из которой следует, что Mэ(Cr) = M/3 = 52/3 = 17,33 г/моль. Массу хрома находим по формуле (2.2) табл. 2.2:

m(Cr) = 0,103 × 38,35 ×17,33 = 0,0685 г. 1000

Массовая доля Cr в навеске рассчитывается по формуле (2.17) табл. 2.2:

ω, % = 0,0685 ×100 = 2,74%. 2,5000

70