а масса определяемого вещества в колбе объемом Vk:
При использовании титриметрического фактора пересчета
Заместительное титрование
К определяемому веществу X добавляется заведомый избыток вспомогательного реагента В, при этом образуется заместитель С в количестве, эквивалентном определяемому веществу:
X + В → С + …
Заместитель С титруется подходящим титрантом Т:
С + T → D + …
Закон эквивалентов для заместительного титрования имеет такой же вид, как и для случая прямого титрования:
Поэтому формулы для расчета массы определяемого вещества такие же, как и в случае прямого титрования.
Обратное титрование
К определяемому веществу добавляют известный избыток титранта Т1:
X + T1 ® A + B.
Затем избыток непрореагировавшего первого титранта Т1 оттитровывают вторым титрантом Т2:
T1 + T2 ® C + D.
Закон эквивалентов для обратного титрования имеет вид:
При титровании навески, содержащей определяемое вещество массой m(Х), закон эквивалентов принимает вид:
Масса определяемого вещества в навеске равна:
При титровании аликвотной доли раствора определяемого вещества объемом Vпип(Х) закон эквивалентов имеет вид:
Масса определяемого вещества в объеме колбы равна:
Массовая доля вещества X в анализируемом образце массой m* рассчитывается в долях:или в процентах 
где w(X) – массовая доля вещества X в образце,
w%(X) – массовая доля вещества X в образце, %,
m(X) – масса вещества X в образце.
Примеры решения типовых задач
Прямое титрование
Пример 1. Вычислите массу К2СO3 в растворе, если на его титрование в присутствии индикатора метилового оранжевого было израсходовано 10,24 мл раствора с концентрацией НСl 0,1205 моль/л.
Дано: С(НСl) = 0,1205 моль/л
V(НСl) = 10,24 мл = 10,24·10-3 л
индикатор метиловый оранжевый
__________________________________________
Найти: m(К2СО3)
Решение. Определяем фактор эквивалентности К2СО3. Титрование с индикатором метиловым оранжевым (pT 4) идет в соответствии с уравнением:
К2СО3 + 2НСl ® 2КСl + Н2О + СО2
Х Т
Из уравнения реакции следует, что fэкв.(К2СО3) = ½. Определяем массу К2СО3 в анализируемом растворе. Используется прямое титрование, метод отдельных навесок. Поэтому:
m(К2СO3) = С(НСl) ∙ V(НСl) ∙ М(½К2СО3) = 0,1205·10,24·10-3·69,10 = 0,08527г.
Ответ: 0,08527 г
Пример 2. Навеска технической уксусной кислоты массой 1,0000 г растворена в мерной колбе вместимостью 200,0 мл. На титрование 20,00 мл этого раствора пошло 15,50 мл раствора гидроксида натрия; t(NaOH/CH3COOH) = 6,137·10-3 г/мл. Вычислите массовую долю СН3СООН в образце.
Дано: m* = 1,0000 г
Vk(СН3СООН) = 200,0 мл =200,0·10-3 л
Vпип(СН3СООН) = 20,00 мл =20,00·10-3 л
V(NaOH) = 15,50 мл = 15,50·10-3 л
t(NaOH/CH3COOH) = 6,137∙10-3 г/мл.
_____________________________________________________
Найти: w(СН3СООН)
Решение. Уравнение реакции титрования:
СН3СООН + NaОН ® СН3СООNa + Н2О
X T
fэкв(СН3СООН) = 1, fэкв(NaOH) = 1,
Находим массу уксусной кислоты в образце. Используется прямое титрование, метод пипетирования (аликвот).
Находим массовую долю СН3СООН в образце:
Ответ: 0,9512
Заместительное титрование
Пример 3. К раствору, содержащему сульфат аммония, добавили формальдегид, а затем оттитровали раствором КОН, С(КОН) = 0,1000 моль/л (F0,1 = 0,09567). Объем титранта, пошедшего на титрование, составил 17,26 мл. Вычислите массу сульфата аммония в анализируемом растворе.
Дано: С(КОН)теор. = 0,1000 моль/л
F0,1 = 0,09567
V(КОН) = 17,26 мл =17,26·10-3 л
__________________________________________
Найти: m((NН4)2SО4)
Решение. При добавлении к раствору соли аммония формальдегида проходит реакция:
2 (NН4)2SО4 + 6 НСНО ® (СH2)6N4 + 2 Н2SО4 + 6 Н2О,
Х С
4 экв. 4 экв.
в ходе которой образуется эквивалентное количество кислоты (заместитель (NН4)2SО4), которая оттитровывается щелочью (заместительное титрование):
Н2SО4 + 2 КОН ® К2SО4 + 2Н2O
С Т
2 экв. 2 экв
fэкв(КОН) = 1, fэкв.((NН4)2SО4) = ½.
m.((NН4)2SО4) = C(KOH)теор.∙F0,1∙V(KOH) M(½(NH4)2SO4)) = 0,1000∙0,9567∙17,26∙10-3∙66,06 = 0,1090 г.
Ответ: 0,1090г.
Обратное титрование
Пример 4. К 20,00 мл раствора хлорида аммония добавили 25,00 мл раствора NaOH с концентрацией 0,09547 моль/л и смесь прокипятили до удаления аммиака. Избыток гидроксида натрия оттитровали 12,25 мл соляной кислоты, С(НСl) = 0,09976 моль/л. Вычислите титр хлорида аммония в анализируемом растворе и массу хлорида аммония в 100,0 мл раствора.
Дано: V(NH4Cl) = 20,00 мл = 20,00·10-3 л
V(NaОН) = 25,00 мл = 25,00·10-3 л
С(NаОН) = 0,09547 моль/л
V(НСl) = 12,25 мл = 12,25·10-3 л
С(НСl) = 0,09976 моль/л
Vk = 100,0 мл = 100,0·10-3 л
Найти: Т(NН4Сl), m(NH4Cl)
Решение. В ходе анализа проходят реакции:
NH4Cl +NaOH ® NH3 + NaCl +H2O,
Х Т1
fэкв(NH4Cl) = 1, fэкв(NaOH) = 1,
NaOH + HCl ® NaCl +H2O.
Т1 Т2
fэкв(HCl) = 1,
Определение проводится методом пипетирования, титрование обратное.
Определяем массу NH4Cl в 100,0 мл раствора.
Ответ: 3,115∙10-3 г/мл; 0,3115 г.
Задачи для самостоятельного решения
1. Вычислите массу азотной кислоты в растворе, если на его титрование израсходовано 12,50 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 0,0100 моль/л. Ответ: 0,00788 г
2. На титрование раствора гидроксида калия израсходовано 14,92 мл раствора хлороводородной кислоты; t(НСl/КОН) = 5,556∙10-3 г/мл. Вычислите массу гидроксида калия в растворе.
Ответ: 0,08290 г
3. Вычислите массу карбоната калия в растворе, если на его титрование в присутствии индикатора фенолфталеина было израсходовано 19,15 мл раствора с концентрацией HCl равной 0,1000 моль/л. Ответ: 0,2647 г
4. На титрование 25,00 мл раствора муравьиной кислоты израсходовано 17,16 мл 0,1 моль/л КОН (F0,1 = 0,9874). Вычислите массу муравьиной кислоты в 500,0 мл раствора. Ответ: 1,560 г
5. К раствору, содержащему соль аммония, добавили формальдегид, а затем оттитровали раствором гидроксида калия, С(КОН) = 0,2005 моль/л. Вычислите массу аммиака в анализируемом растворе, если на титрование пошло 14,11 мл титранта. Ответ: 0,04818 г
6. Навеску образца, содержащего нитрат аммония и индифферентные примеси, массой 1,2801 г растворили в мерной колбе вместимостью 200,0 мл. Взяли 20,00 мл полученного раствора, добавили формальдегид, а затем оттитровали раствором КОН, титр которого по NH3 равен 1,624∙10-3 г/мл. На титрование пошло 16,21 мл титранта. Вычислите массовую долю (%) нитрата аммония в образце.
Ответ: 96,65%
7. Навеску технического карбоната натрия массой 0,1054 г обработали 25,00 мл раствора хлороводородной кислоты, С(НСl) = 0,2000 моль/л; избыток кислоты оттитровали 25,40 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 0,1200 моль/л. Вычислите массовую долю Nа2СО3 в образце.
Ответ: 98,15%
8. Пробу соли аммония массой 1,0261 г обработали избытком раствора гидроксида натрия. Выделившийся аммиак был поглощен 50,00 мл 0,0572 моль/л НСl. Избыток кислоты оттитровали 22,15 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 0,0502 моль/л. Вычислите массовую долю (%) аммиака в пробе. Ответ: 2,90%
9. Навеску образца технического сульфата аммония массой 2,9880 г растворили в мерной колбе вместимостью 250,0 мл; 25,00 мл этого раствора прокипятили с концентрированной щелочью. Выделившийся при этом аммиак поглощен 50,00 мл Н2SО4, С(½Н2SО4) = 0,1240 моль/л, а на обратное титрование израсходовано 26,08 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 0,09720 моль/л. Вычислите массовую долю аммиака в образце сульфата аммония. Ответ: 20,89%
10. К раствору сульфата аммония добавили 25,00 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 0,1025 моль/л. Кипячением удалили аммиак, а избыток гидроксида натрия оттитровали 14,52 мл раствора НСl с концентрацией 0,1034 моль/л. Вычислите массу (NH4)2SO4 в анализируемом растворе. Ответ: 0,07010 г
11. Навеску препарата ацетилсалициловой кислоты С9Н8О4 массой 0,1067 г обработали при нагревании 25.00 мл 0,1012 моль/л гидроксида натрия. После завершения реакции омыления сложного эфира:
С6Н4(ОСОСН3)(СООН) + 2NaОН ® С6Н4(ОН)(СООNa) + СН3СООNa + Н2О
избыток щелочи оттитровали соляной кислотой с индикатором метиловым оранжевым. На титрование затрачено 12,48 мл 0,1102 моль/л НСl. Вычислите массовую долю (%) ацетилсалициловой кислоты в препарате. Ответ: 97,48%
12. Навеску уротропина массой 0,2908 г растворили в мерной колбе вместимостью 100,0 мл. В колбу для титрования отмерили 10,00 мл полученного раствора, прилили 20,00 мл H2SO4, C(½H2SO4) = 0,1200 моль/л, нагрели для протекания реакции:
(СН2)6N4 + 6Н2O + 2Н2SО4 ® 6СН2О + 2(NH4)2SO4.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
