Файл: lebedeva1.pdf

Строение внутрикомплексной соли кальция можно представить следующим образом:

Образующиеся при этом соединения отличаются достаточно малыми величинами Kн (например, для Ca2+ – 10 –10 , Zn2+ – 10 –16 , Fe3+ – 10 –25 ).

Индикаторы комплексонометрии также образуют с ионами металлов внутрикомплексные соли, которые по условиям титрования должны быть менее устойчивы по сравнению с комплексонатами ионов данного металла.

Соотношение устойчивости

Ме γ / Me Ind ≥ 104.

В качестве индикаторов в комплексонометрии применяют красители: мурексид, кислотный хром тёмно-синий, кислотный хромоген чёрный специальный (эрихром чёрный Т) и др. Последние два в щелочной среде имеют синюю окраску.

Ионы кальция, магния и ряда других металлов образуют с индикаторами внутрикомплексные соединения, окрашенные в вишнёво-красный цвет. В точке эквивалентности вишнёво-красная окраска раствора переходит в синюю.

4.1. РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ

При решении задач использовать табл. 4.1.

4.1. Константы нестойкости некоторых комплексных ионов

41

Пример 4.1. Определите массовую долю магния в алюминиевом сплаве, если после растворения сплава массой 0,5000 г и удаления мешающих элементов объём раствора довели до 100 см3. На титрование 20,00 см3 этого раствора потребовалось 20,06 см3 0,01 М раствора ЭДТА.

Решение. По формуле (2.3) табл. 2.2 определяем массу Mg:

m(Mg) = 24 × 0,01×12,06 × 100 = 0,0145 г, 1000 20

тогда по формуле (2.17) табл. 2.2 имеем

42

w(Mg) = 0,0145 ×100 = 2,9%. 0,5000

Пример 4.2. Определите массу ртути в растворе, если после прибавления к раствору 25,00 см3 0,01 М раствора ЭДТА на титрование избытка израсходовали 10,50 см3 0,01 М MgSO4.

Решение. При обратном титровании массу определяемого вещества вычисляем по формуле (2.12) табл. 2.2:

m(Hg) = (25,00 × 0,01 -10,50 × 0,01)× 200,59 = 0,0291 г, 1000

где 200,59 г/моль – молярная масса ртути.

Пример 4.3. Вычислите жёсткость воды, если в 500 дм3 её содержит-

ся Ca(HCO3)2 массой 202,5 г.

Решение. В 1 дм3 воды содержится 202,5/500 = 0,405 г Ca(HCO3)2,

что составляет 0,405/81 = 0,005 эквивалентных масс или 5 мэкв/дм3

(Мэ (Ca(HCO3)2) = 81 г/моль).

Следовательно, жёсткость воды равна 5 мэкв.

При решении данной задачи можно также применить формулу

M эV

где m – масса вещества, обусловливающего жёсткость (Ж) воды или применяемого для её устранения, мг; Мэ – эквивалентная масса этого вещества; V – объём воды, дм3.

Пример 4.4. Константа нестойкости иона [Ag(CN)2]– равна 1 · 10–21 . Вычислите концентрацию ионов серебра в 0,05 М растворе

K[Ag(CN)2], содержащем, кроме того, 0,01 моль/дм3 KCN.

Решение. Вторичная диссоциация комплексного иона протекает по уравнению

[Ag(CN)2]– ↔ Ag+ + 2CN– .

В присутствии избытка ионов CN– , создаваемого в результате диссоциации KCN (которую можно считать полной), это равновесие смещено влево настолько, что количеством ионов CN– , образующихся при вторичной диссоциации, можно пренебречь. Тогда [CN– ] = 0,01 моль/дм3. По той же причине равновесная концентрация ионов [Ag(CN)2]– может быть приравнена к общей концентрации комплексной соли (0,05 моль/дм3).

43

4.2.ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

226.Вычислите нормальность и титр раствора трилона Б, если на титрование 25,00 см3 его израсходовано 24,45 см3 0,11 н. раствора ZnSO4.

Ответ: 0,1076 моль/дм3; 0,02002 г/см3.

227. Какую навеску цинковой руды, содержащей около 15% Zn, следует взять для анализа, чтобы после растворения и отделения мешающих примесей на титрование Zn2+-ионов потребовалось 20,00 см3 0,1 М раствора трилона Б?

Ответ: 0,8700 г.

228. Сколько граммов металлического цинка следует растворить в 100,0 см3 серной кислоты, чтобы на титрование 20,00 см3 полученного раствора пошло 20,00 см3 0,2 М раствора трилона Б?

Ответ: 1,3000 г.

229. На титрование 20,00 см3 раствора NiCl2 израсходовали 21,22 см3 0,02063 М раствора трилона Б. Определите содержание соли никеля (г/дм3) в растворе.

Ответ: 2,848 г/дм3.

230. Определите содержание MnCl2 (г/дм3), если на титрование 20,00 см3 раствора израсходовали 17,26 см3 0,06905 М раствора трилона Б.

Ответ: 7,5 г/дм3.

231. Определите содержание индифферентных примесей в ацетате свинца (ω, %), если на титрование раствора, полученного из навески массой 0,1000 г его, израсходовали 5,84 см3 0,05 М раствора трилона Б.

Ответ: 5,1%.

232. Определите содержание индифферентных примесей (ω, %) в MgSO4 · 7H2O, если после растворения навески массой 0,1000 г на титрование Mg2+-ионов израсходовали 7,32 см3 0,05 М раствора трилона Б.

Ответ: 9,96%.

44

233. После соответствующей обработки стекло, содержащее Fe(II) массой 3,0340 г перевели в раствор и объём раствора довели водой до 100,0 см3. 20,00 см3 раствора оттитровали 7,06 см3 0,005 М раствора трилона Б. Определите содержание Fe в стекле (ω, %).

Ответ: 0,326%.

234. Определите содержание Mn (ω, %) в медном сплаве, если после растворения пробы массой 0,2062 г и маскировки мешающих элементов на титрование Mn2+-ионов пошло 15,42 см3 0,05 М раствора трилона Б.

Ответ: 20, 56%.

235. Навеску соли магния массой 0,2000 г растворили в мерной колбе вместимостью 100 см3. На титрование 20,00 см3 раствора израсходовали 20,25 см3 0,025 М раствора трилона Б. Вычислите содержание магния в соли (ω, %).

Ответ: 30,38%.

236. Вычислите содержание CaCO3 и MgCO3 (ω, %) в известняке, если после растворения пробы массой 1,0000 г и соответствующей обработки объём раствора довели водой до 100,0 см3 и на титрование 20,00 см3 его для определения суммы Са и Mg затратили 19,25 см3 0,0514 М раствора трилона Б, а на титрование Mg израсходовали 6,26 см3 того же раствора трилона Б.

Ответ: 33,38%; 13,51%.

237. Сколько ртути (II) содержится в 50,00 см3 раствора, если после прибавления 25,00 см3 0,01 М раствора трилона Б избыток его оттитровывается 10,50 см3 0,01 М раствора MgSO4?

Ответ: 29,15 мг.

238. Вычислите концентрацию Ag+-ионов в 0,1 М растворе

[Ag(NH3)2]Cl, содержащем 0,5 моль/дм3 NH3. Kн([Ag(NH3)2]+) = 9 ·10–8 . Ответ: 2,36 · 10–8 моль/дм3.

239. Вычислите массу осадка, образующегося при взаимодействии трёх молей CoCl2 · 5 NH3 с избытком раствора AgNO3.

Ответ: 860,21 г.

240. Какой объём раствора NH3 (ω = 10,0%, ρ = 1,00 г/см3) потребуется для полного растворения 0,2 моль AgCl.

Ответ: 68,00 см3.

241. При окислении раствора H2O2 с массовой долей 3% в щелочной среде раствором красной кровяной соли (K3[Fe(CN)6]) был получен кислород объёмом 560,00 см3 (н.у.). Определите массу израсходованных веществ: а) H2O2; б) K3[Fe(CN)6].

Ответ: а) 28,33 г; б) 16,45 г.

45