ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.07.2025
Просмотров: 233
Скачиваний: 0
T = V (mмл) = 0,295250 = 5,904 10−3 (г/мл) или 5,904 (мг/л)
При решении задач на разбавление раствора можно использовать закон разбавления. Произведение концентрации раствора на его объем (С1V1) равно количеству моль растворенного вещества и при разбавлении раствора число моль этого вещества (С2V2) не изменяется:
C1·V1 = C2·V2 |
(14) |
||||||
V2 |
= |
C1 V1 |
= |
0,0125 200 |
= 50 |
(мл) |
|
C2 |
0,05 |
||||||
Таким образом, для приготовления 200 мл 0,0125 М раствора потребуется 50 мл раствора с концентрацией 0,05 моль/л.
Задача 3
Навеска вещества S1 (таблица 5) массой m1 (г) растворена в мерной колбе объемом V1 (мл). Аликвотные пробы по V2 (мл) использованы для стандартизации раствора S2. Средний результат титрования V3 (мл). Рассчитайте молярную и нормальную концентрации раствора S2.
Таблица 5 – Условие задачи 3
№ |
S1 |
S2 |
М, г/моль |
m, г |
V1, мл |
V2, мл |
V3, мл |
1 |
C2H4(СOOH)2 |
KOH |
118,089 |
1,0025 |
200 |
10 |
11,85 |
2 |
Na2CO3 |
HCl |
105,989 |
1,0255 |
100 |
15 |
16,58 |
3 |
Na2C2O4 |
KMnO4 |
133,999 |
1,0485 |
500 |
20 |
19,53 |
4 |
K2Cr2O7 |
Na2S2O3 |
294,184 |
1,0715 |
1000 |
25 |
29,32 |
5 |
H2C2O4·2H2O |
NaOH |
126,066 |
1,0945 |
100 |
10 |
9,88 |
6 |
Na2B4O7·10H2O |
H2SO4 |
381,368 |
1,1175 |
50 |
15 |
14,53 |
7 |
C2H4(СOOH)2 |
KOH |
118,089 |
1,1405 |
200 |
20 |
22,35 |
8 |
Na2CO3 |
HCl |
105,989 |
1,1635 |
100 |
25 |
24,31 |
9 |
Na2C2O4 |
KmnO4 |
133,999 |
1,1865 |
250 |
10 |
11,21 |
10 |
K2Cr2O7 |
Na2S2O3 |
294,184 |
1,2095 |
500 |
15 |
15,23 |
11 |
H2C2O4·2H2O |
NaOH |
126,066 |
1,2325 |
100 |
20 |
23,21 |
12 |
Na2B4O7·10H2O |
H2SO4 |
381,368 |
1,2555 |
50 |
25 |
26,33 |
13 |
C2H4(СOOH)2 |
KOH |
118,089 |
1,2785 |
200 |
10 |
10,65 |
14 |
Na2CO3 |
HCl |
105,989 |
1,3015 |
100 |
15 |
12,32 |
15 |
Na2C2O4 |
KmnO4 |
133,999 |
1,3245 |
500 |
20 |
21,02 |
16 |
K2Cr2O7 |
Na2S2O3 |
294,184 |
1,3475 |
1000 |
25 |
26,32 |
17 |
H2C2O4·2H2O |
NaOH |
126,066 |
1,3705 |
100 |
10 |
11,25 |
18 |
Na2B4O7·10H2O |
H2SO4 |
381,368 |
1,3935 |
50 |
15 |
16,65 |
19 |
C2H4(СOOH)2 |
KOH |
118,089 |
1,4165 |
250 |
20 |
21,45 |
20 |
Na2CO3 |
HCl |
105,989 |
1,4395 |
200 |
25 |
26,64 |
21 |
Na2C2O4 |
KmnO4 |
133,999 |
1,4625 |
500 |
10 |
13,56 |
22 |
K2Cr2O7 |
Na2S2O3 |
294,184 |
1,4855 |
1000 |
15 |
14,59 |
23 |
H2C2O4·2H2O |
NaOH |
126,066 |
1,5085 |
200 |
20 |
24,59 |
12
Продолжение таблицы 5
№ |
S1 |
S2 |
М, г/моль |
m, г |
V1, мл |
V2, мл |
V3, мл |
24 |
Na2B4O7·10H2O |
H2SO4 |
381,368 |
1,5315 |
50 |
25 |
28,96 |
25 |
C2H4(СOOH)2 |
KOH |
118,089 |
1,5545 |
250 |
10 |
12,35 |
26 |
Na2CO3 |
HCl |
105,989 |
1,5775 |
200 |
15 |
13,25 |
27 |
Na2C2O4 |
KMnO4 |
133,999 |
1,6005 |
500 |
20 |
18,65 |
28 |
K2Cr2O7 |
Na2S2O3 |
294,184 |
1,6235 |
1000 |
25 |
23,36 |
29 |
H2C2O4·2H2O |
NaOH |
126,066 |
1,6465 |
200 |
10 |
9,45 |
30 |
Na2B4O7·10H2O |
H2SO4 |
381,368 |
1,6695 |
100 |
15 |
14,25 |
31 |
C2H4(СOOH)2 |
KOH |
118,089 |
1,6925 |
200 |
20 |
19,62 |
32 |
Na2CO3 |
HCl |
105,989 |
1,7155 |
250 |
25 |
30,25 |
33 |
Na2C2O4 |
KMnO4 |
133,999 |
1,7385 |
200 |
10 |
10,26 |
34 |
K2Cr2O7 |
Na2S2O3 |
294,184 |
1,7615 |
1000 |
15 |
13,33 |
35 |
H2C2O4·2H2O |
NaOH |
126,066 |
1,7845 |
500 |
20 |
20,32 |
36 |
Na2B4O7·10H2O |
H2SO4 |
381,368 |
1,8075 |
100 |
25 |
27,23 |
37 |
C2H4(СOOH)2 |
KOH |
118,089 |
1,8305 |
200 |
10 |
10,64 |
38 |
Na2CO3 |
HCl |
105,989 |
1,8535 |
250 |
15 |
18,95 |
39 |
Na2C2O4 |
KMnO4 |
133,999 |
1,8765 |
500 |
20 |
19,65 |
40 |
K2Cr2O7 |
Na2S2O3 |
294,184 |
1,8995 |
1000 |
25 |
24,35 |
41 |
H2C2O4·2H2O |
NaOH |
126,066 |
1,9225 |
250 |
10 |
11,01 |
42 |
Na2B4O7·10H2O |
H2SO4 |
381,368 |
1,9455 |
100 |
15 |
15,03 |
43 |
C2H4(СOOH)2 |
KOH |
118,089 |
1,9685 |
250 |
20 |
18,94 |
44 |
Na2CO3 |
HCl |
105,989 |
1,9915 |
200 |
25 |
26,79 |
45 |
Na2C2O4 |
KMnO4 |
133,999 |
2,0145 |
500 |
10 |
11,23 |
46 |
K2Cr2O7 |
Na2S2O3 |
294,184 |
2,0375 |
1000 |
15 |
14,56 |
47 |
H2C2O4·2H2O |
NaOH |
126,066 |
2,0605 |
500 |
20 |
21,38 |
48 |
Na2B4O7·10H2O |
H2SO4 |
381,368 |
2,0835 |
100 |
25 |
26,13 |
49 |
C2H4(СOOH)2 |
KOH |
118,089 |
2,1065 |
250 |
10 |
10,19 |
50 |
Na2CO3 |
HCl |
105,989 |
2,1295 |
200 |
15 |
15,26 |
51 |
Na2C2O4 |
KMnO4 |
133,999 |
2,1525 |
500 |
20 |
21,37 |
52 |
K2Cr2O7 |
Na2S2O3 |
294,184 |
2,1755 |
1000 |
25 |
25,61 |
53 |
H2C2O4·2H2O |
NaOH |
126,066 |
2,1985 |
500 |
10 |
13,20 |
54 |
Na2B4O7·10H2O |
H2SO4 |
381,368 |
2,2215 |
100 |
15 |
14,59 |
55 |
C2H4(СOOH)2 |
KOH |
118,089 |
2,2445 |
250 |
20 |
21,50 |
56 |
Na2CO3 |
HCl |
105,989 |
2,2675 |
200 |
25 |
26,71 |
57 |
Na2C2O4 |
KMnO4 |
133,999 |
2,2905 |
1000 |
10 |
12,20 |
58 |
K2Cr2O7 |
Na2S2O3 |
294,184 |
2,3135 |
500 |
15 |
15,60 |
59 |
H2C2O4·2H2O |
NaOH |
126,066 |
2,3365 |
250 |
20 |
23,31 |
60 |
Na2B4O7·10H2O |
H2SO4 |
381,368 |
2,3595 |
100 |
25 |
26,20 |
Решение этой задачи рассмотрим на примере варианта 3. В этом варианте для стандартизации раствора перманганата калия KMnO4 используется раствор оксалата натрия Na2C2O4. Стандартизация – это определение точной концентрации рабочего раствора, в данном случае − раствора перманганата калия. При титровании в качестве титранта будет использоваться KMnO4, этим раствором заполняют бюретку. Оксалат
13
натрия – тируемое вещество, которое будет находиться в колбе для титрования. Уравнение протекающей в растворе реакции можно записать следующим образом:
5Na2C2O4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → K2SO4 + 5Na2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2 + 8H2O
5 |
C2O42– → 2CO2 + 2e |
fэкв = 1/2 |
2 |
MnO4– + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O |
fэкв = 1/5 |
5C2O42– + 2MnO4– + 16H+ → 10CO2 + 2Mn2+ + 8H2O |
Рассчитаем молярную концентрацию приготовленного раствора Na2C2O4 (2):
С = |
m |
= |
1,0485 |
= 0,01565 (моль/л) |
||
M V |
133,999 0,5 |
|||||
Найдем нормальную концентрацию приготовленного раствора, в котором протекает окислительно-восстановительная реакция. Для определения фактора эквивалентности используют уравнение (12). Тогда для оксалата натрия, который отдает 2 электрона, фактор эквивалентности равен 1/2:
Сн = |
C |
= |
0,0156 |
= 0,03130 (моль экв/л) |
|
fэкв |
1/ 2 |
||||
Для расчетов результатов титрования обычно используют закон эквивалентов. Пусть два вещества введены в реакцию в виде растворов, нормальные концентрации которых равны соответственно Сн1 и Сн2, и для реакции потребовались объемы растворов этих веществ соответственно V1 и V2. По определению нормальной концентрации Сн показывает количество эквивалентов вещества в 1 л раствора. Тогда количество эквивалентов первого реагента составит Сн1·V1, а количество эквивалентов второго Сн2·V2. По закону эквивалентов вещества реагируют в количествах, пропорциональных их эквивалентам, т. е. количества эквивалентов реагирующих веществ равны, следовательно:
nэкв(1) = nэкв(2)
(15)
Сн1 V1 = Сн2 V2
Запишем выражение закона эквивалентов для протекающей реакции:
Сн(Na2C2O4) · V(Na2C2O4) = Сн(KMnO4) · V(KMnO4),
где V(Na2C2O4) – объем аликвотной пробы (объем пипетки), а V(KMnO4) – средний объем, взятый по бюретке, который был израсходован на титровании. Таким образом:
Сн(KMnO4 ) = |
Сн(Na2C2O4 ) V (Na2C2O4 ) |
= |
20 0,0313 |
= 0,03210 |
(моль экв/л) |
|
V (KMnO4 ) |
19,53 |
|||||
Рассчитаем молярную концентрацию перманганата калия. Фактор эквивалентности KMnO4 равен 1/5 (ион MnO4– принимает 5 электронов).
C = Сн fэкв = 0,0321 1/ 5 = 0,00641 (моль/л)
14
Таблица 6 – Ответы к задаче 3
№ |
С1, моль/л |
Сн1, |
Сн2, |
С2, моль/л |
№ |
С1, моль/л |
Сн1, моль |
Сн2, моль |
С2, моль/л |
моль экв/ |
лмоль экв/л |
экв/л |
экв/л |
||||||
1 |
0,04245 |
0,08489 |
0,07164 |
0,07164 |
7 |
0,04829 |
0,09658 |
0,08642 |
0,08642 |
2 |
0,09676 |
0,1935 |
0,1751 |
0,1751 |
8 |
0,1098 |
0,2196 |
0,2258 |
0,2258 |
3 |
0,01565 |
0,03130 |
0,03205 |
0,00641 |
9 |
0,03542 |
0,07084 |
0,0632 |
0,01264 |
4 |
0,00364 |
0,02185 |
0,01863 |
0,00932 |
10 |
0,00822 |
0,04934 |
0,04859 |
0,02430 |
5 |
0,08682 |
0,1736 |
0,1757 |
0,1757 |
11 |
0,09777 |
0,1955 |
0,1685 |
0,1685 |
6 |
0,05860 |
0,1172 |
0,1210 |
0,06050 |
12 |
0,0658 |
0,1317 |
0,1250 |
0,0625 |
Задача 4
На титрование раствора, содержащего m1 (г) технического гидроксида калия (таблица 7), не содержащего K2CO3 израсходовали V1 (мл) раствора HCl с концентрацией C1 (моль/л). Вычислите массовую долю (в процентах) KOH в образце.
Таблица 7 – Условие задачи 4
№ |
m1, г |
V1, мл |
С1, моль/л |
№ |
m1, г |
V1, мл |
С1, моль/л |
1 |
0,4492 |
12,45 |
0,06585 |
31 |
0,1799 |
19,05 |
0,08085 |
2 |
0,4272 |
12,67 |
0,06635 |
32 |
0,1789 |
19,27 |
0,08135 |
3 |
0,4083 |
12,89 |
0,06685 |
33 |
0,1780 |
19,49 |
0,08185 |
4 |
0,3919 |
13,11 |
0,06735 |
34 |
0,1772 |
19,71 |
0,08235 |
5 |
0,3776 |
13,33 |
0,06785 |
35 |
0,1764 |
19,93 |
0,08285 |
6 |
0,3649 |
13,55 |
0,06835 |
36 |
0,1757 |
20,15 |
0,08335 |
7 |
0,3537 |
13,77 |
0,06885 |
37 |
0,1750 |
20,37 |
0,08385 |
8 |
0,3436 |
13,99 |
0,06935 |
38 |
0,1744 |
20,59 |
0,08435 |
9 |
0,3347 |
14,21 |
0,06985 |
39 |
0,1738 |
20,81 |
0,08485 |
10 |
0,3266 |
14,43 |
0,07035 |
40 |
0,1732 |
21,03 |
0,08535 |
11 |
0,3193 |
14,65 |
0,07085 |
41 |
0,1727 |
21,25 |
0,08585 |
12 |
0,3126 |
14,87 |
0,07135 |
42 |
0,1723 |
21,47 |
0,08635 |
13 |
0,3066 |
15,09 |
0,07185 |
43 |
0,1719 |
21,69 |
0,08685 |
14 |
0,3011 |
15,31 |
0,07235 |
44 |
0,1715 |
21,91 |
0,08735 |
15 |
0,2961 |
15,53 |
0,07285 |
45 |
0,1711 |
22,13 |
0,08785 |
16 |
0,2914 |
15,75 |
0,07335 |
46 |
0,1708 |
22,35 |
0,08835 |
17 |
0,2872 |
15,97 |
0,07385 |
47 |
0,1705 |
22,57 |
0,08885 |
18 |
0,2833 |
16,19 |
0,07435 |
48 |
0,1702 |
22,79 |
0,08935 |
19 |
0,2797 |
16,41 |
0,07485 |
49 |
0,1700 |
23,01 |
0,08985 |
20 |
0,2764 |
16,63 |
0,07535 |
50 |
0,1698 |
23,23 |
0,09035 |
21 |
0,2733 |
16,85 |
0,07585 |
51 |
0,1696 |
23,45 |
0,09085 |
22 |
0,2704 |
17,07 |
0,07635 |
52 |
0,1694 |
23,67 |
0,09135 |
23 |
0,2678 |
17,29 |
0,07685 |
53 |
0,1693 |
23,89 |
0,09185 |
24 |
0,2653 |
17,51 |
0,07735 |
54 |
0,1692 |
24,11 |
0,09235 |
25 |
0,2630 |
17,73 |
0,07785 |
55 |
0,1691 |
24,33 |
0,09285 |
26 |
0,2609 |
17,95 |
0,07835 |
56 |
0,1690 |
24,55 |
0,09335 |
27 |
0,2590 |
18,17 |
0,07885 |
57 |
0,1668 |
24,77 |
0,09385 |
28 |
0,2571 |
18,39 |
0,07935 |
58 |
0,1648 |
24,99 |
0,09435 |
29 |
0,2554 |
18,61 |
0,07985 |
59 |
0,1628 |
25,21 |
0,09485 |
30 |
0,2538 |
18,83 |
0,08035 |
60 |
0,1610 |
25,43 |
0,09535 |
15
Пример решения задачи 4 (вариант 1). Запишем уравнение протекающей реакции:
KOH + HCl → KCl + H2O
K+ + OH– + H+ + Cl– → K+ + Cl– + H2O
OH– + H+ → H2O
Согласно уравнению реакции, с 1 моль гидроксида калия реагирует 1 моль соляной кислоты. Найдем количество соляной кислоты, израсходованное на реакцию:
n(HCl) = С(HCl) · V(HCl) = 0,06585 · 0,01245 = 8,198·10–4 (моль).
Соответственно такое же количество гидроксида калия вступило в реакцию (n(KOH) = 8,198·10–4 моль). Найдем массу гидроксида калия в растворе и его содержание в образце:
m(KOH) = n(KOH) · M(KOH) = 8,198·10–4 · 56,106 = 0,04600 (г).
ω = mm(образц(KOH )а) 100% = 00,,046449200 100% =10,24%
Эту задачу можно решить с использованием закона эквивалентов. Нормальная концентрация соляной кислоты равна ее молярной концентрации,
так как fэкв(HCl) = 1.
Запишем закон эквивалентов для данной реакции (15):
Сн(HCl) · V(HCl) = Сн(KOH) · V(KOH) или nэкв(HCl) = nэкв(KOH), отсюда: nэкв(KOH) = Сн(HCl) · V(HCl)
m(KOH) = nэкв(KOH) · M(KOH)·fэкв(KOH) =
= Сн(HCl) · V(HCl) · M(KOH)·fэкв(KOH) = 0,06585·0,01245·56,106·1 = 0,04600 (г).
Таблица 8 – Ответы к задаче 4
№ |
n (HCl), моль |
m (KOH), г |
ω, % |
№ |
n (HCl), моль |
m (KOH), г |
ω, % |
1 |
8,198·10–4 |
0,04600 |
10,24 |
7 |
9,481·10–4 |
0,05319 |
15,04 |
2 |
8,407·10–4 |
0,04717 |
11,04 |
8 |
9,702·10–4 |
0,05443 |
15,84 |
3 |
8,617·10–4 |
0,04835 |
11,84 |
9 |
9,926·10–4 |
0,05569 |
16,64 |
4 |
8,830·10–4 |
0,04954 |
12,64 |
10 |
1,015·10–3 |
0,05696 |
17,44 |
5 |
9,044·10–4 |
0,05074 |
13,44 |
11 |
1,038·10–3 |
0,05823 |
18,24 |
6 |
9,261·10–4 |
0,05196 |
14,24 |
12 |
1,061·10–3 |
0,05953 |
19,04 |
16