Сборник задач по аналитической химии (стр. 2 )

1.2 Основные расчетные формулы в титриметрических методах анализа

1.2.1 Нормальность (N) раствора - число грамм-эквивалентов вещества, содержащихся в 1 л раствора

,  (2)

где а - навеска образца анализируемого вещества, г;

  Э - грамм-эквивалент;

  n - число грамм-эквивалентов;

  V - объем, мл.

Если V=1л, то N · V=a

1.2.2. Молярность (См) – число моль(грамм - молекул) растворенного вещества в 1л раствора

,  (3)

где М - масса 1моль растворенного вещества.

  (4)

Если V=1л, то

  ,  (5)

где Т - титр, г/см3, г/мл

Основное расчетное уравнение химического анализа

NAVA=NBVB  (6)

В момент эквивалентности химических реакций произведение нормальных концентраций на объемы растворов реагирующих веществ равны друг другу.

При известной нормальной концентрации раствора вещества А можно рассчитать его титр ТА, перейдя к массе qА через эквивалентен ЭА.

,  (7)

где А - определяемое вещество;

  qА - содержание определяемого вещества, г.

  (8)

  (9)

  (10)

  (11)

Рассчитать количество вещества в граммах можно по формуле

,  (12)

где  В –титрант.

С учетом разбавления в мерной колбе VK и титрования аликвотной части исследуемого раствора Va.

,  (13)

где  VК - емкость мерной колбы, мл;

  Vа - объем аликвотной части раствора, мл.

Рассчитать количество вещества в процентах можно по формуле

  (14)

Поправочный коэффициент определяют и рассчитывают следующим образом

,  (15)

где К - поправочный коэффициент;

  пр - практическое значение;

  т - теоретическое значение.

  (16)

  (17)

1.3 Расчет содержания вещества методом обратного титрования

1.3.1 Расчет содержания вещества обратным титрованием по методу отдельных навесок, %

,  (18)

где В –стандартный раствор, взятый с избытком;

  В1 – стандартный раствор, идущий на титрование раствора В.

1.3.2 Расчет содержания вещества обратным титрованием по методу пипетирования, %

  (19)

1.3.3 Расчет содержания вещества методом  обратного титрования  по титру, %

  (20)

1.4 Переходные формулы для  расчетов  концентраций

1.4.1 Формула для перехода от процентной концентрации к нормальной

,  (21)

где C – процентная концентрация;

  Э – эквивалент, грамм – эквивалент

  с – плотность г/см3.

1.4.2 Формула для перехода от нормальной  концентрации к процентной

,  (22)

где n – число эквивалентов.

1.4.3 Формула для перехода от  процентной  концентрации к молярной

,  (23)

где M – молекулярный вес.

1.4.4 Формула для перехода от молярной концентрации к процентной

,  (24)

где m – число моль.

1.5 Расчет ошибок кислотно-основного титрования

1.5.1 Протонную ошибку можно рассчитать ОТ [Н+]  ,%

,  (25)

где V - исходный объем определяемого вещества, мл;

  VD - объем добавленного титранта, мл;

  рТ - показатель титрования индикатора.

1.5.2 Гидроксидную ошибку можно рассчитать ОТ [ОН-], %

  (26)

1.5.3 Кислотная ошибка возникает, если при недотитровании слабых кислот в растворе остается небольшое количество кислоты в молекулярной форме (ОТА) ,%

  (27)

1.5.4 Основная ошибка появляется  при недотитровании слабого основания (ОТВ), %

  (28)

Примеры решения задач.

Пример 1

На титрование смеси, состоящей из карбонатов натрия и калия массой 0,4 г израсходовали 22,00 мл 0,3М HCl. Вычислить массовую долю (%) Na2CO3 и К2СО3 в смеси.

Решение:

Обозначим: w – количество Na2CO3 в % - (доля Na2CO3),

(100-w) – количество К2СО3 в % - (доля К2СО3)

%сод = 

qA=

qA =  nA · ЭA

где %сод -  процентное содержание.

nA · ЭA = ,

т. е.  nA · ЭA  ·  100 = % сод  · а

n=

n=

В точке эквивалентности количество эквивалентов в смеси равно

n+ n= n

Подставляем числовые значения

+=

Тогда

щ = 46,12% Na2CO3

а массовая доля К2СО3 находится из разности

100 – 46,12 = 53,88% К2СО3

Пример 2

Навеску хлорида аммония обработали избытком щелочи. Выделившийся аммиак поглотил 50 мл 0,5120М HCl и раствор разбавили до 250 мл. На титрование 50 мл полученного раствора израсходовали 23,73 мл 0,05М КОН (К = 0,9740). Вычислить массу  NH3, которая содержалась в хлориде аммония.

Решение

Итак, количество HCl в исходном растворе кислоты составляе

n=

С учетом разбавления до 250 мл

n=

Количество КОН, пошедшего на титрование HCl, взятого в избытке

n=

Количество аммиака считаем: n= n – n

Пример 3

Чему должен быть равен титр раствора К2Сr2О7, чтобы 1 мл его, израсходованный на титрование FeCl2, полученного из навески руды 0,2 г соответствовал точно 0,5% железа.

Решение

6Fe2++ Сr2О72- +14H+ → 6Fe3++ 2Сr3+ +7H2O

% = 

q =