ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 395
Скачиваний: 3
429. Сколько кислорода и водорода выделится при электролизе серной кислоты в течение 15 мин, если сила тока равна 2,5 А.
Ответ: 0,13 дм3; 0,26 дм3.
430. Какая масса меди выделится на катоде при электролизе раствора медного купороса CuSO4·5H2O, если пропускать ток силой 0,2 А в течение 1 ч 15 мин? Выход по току составляет 90%?
Ответ: 0,2666 г.
431. Сколько времени потребуется для полного выделения никеля из 50 см3 (ω = 20%, ρ = 1,01 г/см3) раствора NiSO4·7H2O при силе тока 0,3 А, если выход по току 90%?
Ответ: 7,14 ч.
432. Сколько времени потребуется для электролиза 20 см3 0,2 М раствора CdSO4 при силе тока 0,1 А для полного выделения кадмия, если выход по току составляет 93%?
Ответ: 1,15 ч.
433. Какой силы ток надо пропустить через 0,1 М раствор Bi(NO3)3, чтобы в течение 30 мин полностью выделить металл из 30 см3 раствора, если выход по току равен 100%?
Ответ: 0,48 А.
434. При электролизе раствора NiSO4 в течение 1 ч током в 268 мА одновременно с никелем выделился водород объёмом 11,2 см3 (н.у.). Вычислите выход по току для никеля.
Ответ: 100%.
435. Из анализируемого раствора, содержащего ионы Ме(III), в результате электролиза при силе тока 1 А за 35 мин выделилось на катоде 0,3774 г металла. Что это за металл?
Ответ: Хром.
436. Вычислите электродный потенциал медного электрода, опущенного в раствор с концентрацией Cu2+ 0,1 моль/дм3.
Ответ: 0,308 В.
437. При какой концентрации Cu2+ в растворе CuSO4 электродный потенциал меди будет равен нулю?
Ответ: 2,95·10–12 моль/дм3.
438. Определите время теоретически необходимое для полного выделения на катоде кадмия из V см3 раствора CdSO4 указанной нормальности, если электролиз проводился при силе тока 0,1 А и выход по току составил 100%:
81
Варианты |
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
V, см3 |
20,0 |
40,0 |
50,0 |
н(CdSO4) |
0,0622 |
0,0466 |
0,0435 |
Ответ: 1) 20 мин; 2) 30 мин; 3) 35 мин.
439. Из анализируемого раствора, содержащего ионы Ме(III), в результате электролиза при силе тока 1 А за время t, было выделено на катоде а металла и получены следующие данные:
Варианты |
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
а, г |
0,2800 |
0,3744 |
0,6510 |
t, мин |
50 |
35 |
15 |
Какой был металл?
Ответ: 1) Al; 2) Cr; 3) Bi.
82
8. ОПТИЧЕСКИЕ (СПЕКТРАЛЬНЫЕ) МЕТОДЫ АНАЛИЗА
Оптические методы анализа основаны на использовании явлений испускания электромагнитного излучения атомами или молекулами исследуемого вещества или взаимодействия этого излучения с веществом. Так как природа излучения зависит от качественного и количественного состава вещества, то это позволяет проводить его анализ.
По характеру взаимодействия излучения с исследуемым веществом (по поглощению излучения) и способу его измерения различают: абсорбционную спектроскопию, нефелометрию, турбидиметрию, люминесцентый анализ.
В фотометрическом анализе используют поглощение электромагнитного излучения в УФ, видимой и ИК-областях спектра. Наибольшее распространение получили фотометрические методы анализа, основанные на поглощении в видимой области спектра, т.е. в интервале длин волн 400…780 нм. Это объясняется возможностью получения множества интенсивно окрашенных органических и неорганических соединений, пригодных для их фотометрического определения в видимой области спектра с помощью достаточно несложных и относительно недорогих приборов.
8.1. РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ
Пример 8.1. Вычислите оптическую плотность раствора, если светопропускание его равно 80%.
Решение. Используя формулу, выражающую зависимость А от Т
А = lg(1/T)×100 , |
(8.1) |
получаем |
|
А = 2 – lgT = 2 – lg80 = 0,097. |
|
Пример 8.2. Молярный коэффициент поглощения |
KMnO4 при |
λ = 546 нм равен 2420. Оптическая плотность этого раствора при l = 2 см равна 0,800. Определите ТKMnO4 /Mn.
Решение. По формуле, выражающей закон Бугера– Ламберта– Бера
вычислим |
|
|
А = eλlс |
|
|
(8.2) |
|||
с = A/(eλ/l) = 0,8 /2420 · 2 = 1,65·10–4 |
моль/дм3. |
||||||||
|
|||||||||
По условию: титрант KMnO4 – В; определяемое вещество Mn2+ – A. |
|||||||||
ТKMnO4 /Mn находим по формуле |
|
|
|
|
|||||
T |
/Mn |
= |
c(KMnO4 )M(Mn) |
= 1,65 ×10−4 |
55 |
|
= 9,08 ×10−6 г/см3. |
||
|
|
|
|
||||||
KMnO4 |
1000 |
|
1000 |
|
|||||
|
|
|
|
||||||
83
Пример 8.3. Определите максимальную толщину поглощающего слоя l для фотометрирования окрашенного раствора соли железа, если в 50 см3 данного раствора содержится 2 мг железа. Оптическая плотность раствора равна 0,430, а молярный коэффициент поглощения 4·103.
Решение. Из формулы (8.2) следует l = A/ ελc;
2 мг Fe или 2·10–3 |
г Fe содержится в 50 см3 |
х г содержится |
в 1000 см3 |
х = 2 ×10−3 ×1000 = 0,04 г. 50
Найдём с, моль/дм3:
c = 0,04 = 7,1×10–4 моль/дм3, где 56 = MFe 56
l = 0,430/(4×103·7,1·10–4 ) = 0,15 см.
Пример 8.4. Рассчитайте наименьшую концентрацию вещества (моль/дм3) для фотометрического определения, если известно, что ελ = 5· 104, а оптимальное значение А при l = 5 см равно 0,010.
Решение. c = A/ ελ l = 0,010/(5 · 104· 5) = 4 · 10–8 моль/дм3.
Пример 8.5. Исследуемый раствор имеет А = 0,900 при измерении в кювете с l = 5 см. Определите концентрацию раствора, если стандартный раствор, содержащий 7 мкг/см3 этого же вещества, имеет А = 0,600 при измерении в кювете с l = 3 см.
Решение. Для этих растворов можно записать по формуле (8.2)
Aст = ελcстlст;
Aх = ελcхlх .
Преобразуя эти выражения, получим
Aх/ Aст = cх lх /cст lст,
откуда
сх = сстАхlст Астlх = 7·0,900·3/0,600·5 = 6,3 мкг/см3.
Пример 8.6. Навеску стали, содержащей Ni массой 0,1000 г, растворили в кислоте и разбавили до метки дистиллированной водой в мерной колбе вместимостью 100 см3. 15 см3 этого раствора обработали соответствующими реактивами для получения окрашенного раствора и разбавили до 50 см3. Содержание никеля, определённое по градуировочному графику, составляет 0,1230 мг/ 50 см3. Рассчитайте содержание никеля в стали
(ω, %).
Решение. Ni + H2SO4→ NiSO4 + H2↑.
Масса никеля составит 0,1230·100/15 = 0,82 мг;
ω, % = 0,8200 · 100/100 = 0,82%.
84
Пример 8.7. Для определения в воде NО3− -ионов строят градуировочный график, для чего используют стандартный раствор K NО3− c
T |
− = 0,0100 мг/ см3. Пробы в интервале 0,10 … 0,80 см3 обработа- |
KNO3 |
NO3 |
ли необходимыми реактивами, прибавили хромотроповую кислоту и довели до 10,00 см3 концентрированной H2SO4 . Измерили оптическую
плотность при l = 3 см. |
|
|
|
|
|
|
|
Пробы |
1 |
2 |
|
|
3 |
4 |
5 |
V, см3 |
0,10 |
0,20 |
|
|
0,40 |
0,60 |
0,80 |
А |
0,100 |
0,202 |
|
0,318 |
0,603 |
0,802 |
|
Через две стадии анализа провели 2,50 см3 анализируемой воды; оп- |
|||||||
тическая плотность этого раствора равна 0,550. Соответствует ли данная |
|||||||
вода санитарной норме, если ПДК( NО3− ) = 10 мг/дм3? |
|
||||||
Решение. Построим градуировочный график (A–V) |
|
||||||
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
0,4 |
0,6 0,8 |
V, см3 |
|
|
Оптической плотности, равной 0,550, соответствует объём пробы |
|||||||
0,55 см3. Исходя из T |
− = 0,0100 мг/см3, получим: |
|
|||||
|
KNO3 |
NO3 |
|
|
см3 |
|
|
|
|
0,01 мг |
– |
1 |
|
|
|
|
|
х мг |
– |
0,55 см3 |
|
|
|
|
|
х = 5,5 · 10–3 |
мг. |
|
|
||
Столько NО3− содержится в 2,5 см3 Н2О, а в 1 дм3 воды будет содер- |
|||||||
жаться 2,196 мг. |
|
|
|
|
|
|
|
Данная вода соответствует санитарной норме. |
|
|
|||||
Пример 8.8. Навеску сплава, содержащего титан массой 0,2500 г, растворили и разбавили дистиллированной водой в мерной колбе до 100 см3. К 25,00 см3 полученного раствора добавили соответствующие реактивы и разбавили до 50 см3, при этом получили соединение жёлтого цвета. Оптическая плотность, полученного раствора равна 0,220. К другой порции объёмом 25,00 см3 добавили раствор, содержащий 0,20 мг титана,
85