Задачи для самостоятельного решения
1. Прямая потенциометрия
1. В стандартных растворах нитрата натрия с различной активностью нитрат-ионов были измерены потенциалы нитратселективного электрода относительно хлоридсеребряного электрода:
а(NO3-), моль/л | 1,00 10-5 | 1,00 10-4 | 1,00 10-3 | 1,00 10-2 | 1,00 10-1 |
Е, мВ | 330 | 275 | 225 | 170 | 120 |
По этим данным построили градуировочный график в координатах Е – р а(NO3-).
Исследуемый раствор объемом 15,00 мл перенесли в мерную колбу на 50,0 мл, довели до метки и измерили потенциал нитратселективного электрода в полученном растворе, который оказался равен 180 мВ. Определите активность нитрат-ионов в исследуемом растворе. Ответ: 2.10 10-2 моль/л
2. Амперометрическое титрование
1. Какой вид имеет кривая амперометрического титрования ионов бария раствором хромата калия в 0.1 моль/л NaOН, если при Е = -1.0 В восстанавливаются только хромат-ионы? Напишите уравнения электрохимической и химической реакций.
2. Какой вид имеет кривая амперометрического титрования ионов цинка раствором ЭДТА в ацетатном буферном растворе, если при Е = -1.4 В восстанавливаются только ионы цинка? Напишите уравнения электрохимической и химической реакций.
3. Какой вид имеет кривая амперометрического титрования ионов свинца(II) раствором хромата калия, если при Е = -1.0 В восстанавливаются ионы свинца(II) и хромат-ионы? Напишите уравнения электрохимической и химической реакций.
4. Какой вид имеет кривая амперометрического титрования ионов железа(III) раствором аскорбиновой кислоты, если при Е = +0.95 В окисляется только аскорбиновая кислота? Напишите уравнения электрохимической и химической реакций.
5. Определение Fe2+ проводили методом амперометрического титрования при постоянном напряжении +1,2 В относительно каломельного электрода сравнения. Титрант K2Cr2O7, титр K2Cr2O7 по Fe2+ равен 2,83 10-4 г/мл. Результаты титрования 10,00 мл анализируемого раствора:
V(K2Cr2O7), мл | 0,00 | 0,20 | 0,30 | 0,40 | 0,50 | 0,60 | 0,70 | 0,80 |
I, мкА | 120,0 | 80,0 | 60,0 | 40,0 | 20,0 | 10,0 | 10,0 | 10,0 |
Вычислите концентрацию ( в мкг/мл) Fe2+ в анализируемом растворе. Ответ: 16 мкг/мл
6. Образец, содержащий никель, массой 0,5000 г растворили в стакане, затем перенесли в мерную колбу вместимостью 100,0 мл. В электролизёр поместили 25,00 мл этого раствора и при потенциале -1,7 В на фоне аммиачного буфера выполнили амперометрическое титрование никеля диметилглиоксимом (ДМГ), t(ДМГ/Ni2+) = 2,00 мг/мл. Определить массовую долю никеля в образце, если при титровании получены следующие данные:
V титранта, мл | 0,10 | 0,15 | 0,20 | 0,30 | 0,40 | 0,50 |
Ток, мкА | 37,0 | 28,0 | 20,5 | 18,0 | 30,0 | 41,5 |
ДМГ и никель реагируют в молярном соотношении 2:1. Ответ: 0,40%
7. Определите молярную концентрацию ионов свинца(II) в растворе, при амперометрическом титровании 10,00 мл которого раствором сульфата калия с титром 5,34 мг/мл при Е=-1,0 В получили следующие результаты:
V титранта, мл | 0,00 | 0,50 | 1,00 | 1,50 | 2,00 | 2,50 |
Ток, мкА | 151,0 | 106,0 | 57,0 | 31,0 | 31,0 | 31,0 |
Ответ: 3,98·10-3 моль/л
3. Вольтамперометрия (полярография)
1. В 1 моль/л Н2SО4 потенциал полуволны аскорбиновой кислоты С6Н8О6 равен 0.8 В. Для построения градуировочного графика записали вольтамперограммы стандартных растворов аскорбиновой кислоты и измерили силу предельного тока Id при 1.0 В:
С(аскорб. кислоты), моль/л | 1,00 10-4 | 2,00 10-4 | 3,00 10-4 | 4,00 10-4 | 5,00 10-4 |
Id, мкА | 1.24 | 2.50 | 3.70 | 5.02 | 7.51 |
Вычислите концентрацию (мкг/мл) аскорбиновой кислоты в анализируемом растворе, если предельный ток в полученной вольтамперограмме равен 4.20 мкА. Ответ: 59,5 мкг/мл
4. Кулонометрическое титрование
1. Кулонометрическое титрование фенола провели генерируемым из KBr на Pt аноде бромом при постоянной силе тока 10,0 мА. Вычислите массу фенола, если время электролиза составляло 250 с.
Ответ: 406 мкг.
2. Кулонометрическое титрование раствора тиосульфата натрия провели генерируемым из KI на Pt аноде иодом при постоянной силе тока 20,0 мА. Вычислите массу тиосульфата натрия в растворе, если время электролиза составляло 5 мин 20 с. Ответ: 10.5 мг.
3. Кулонометрическое титрование 20,00 мл раствора хлороводородной кислоты провели генерируемыми из воды на Pt аноде ОН - ионами при постоянной силе тока 400 мА. Вычислите молярную концентрацию НСl в анализируемом растворе, если время электролиза составило 2 мин 15 с.
Ответ: 0.0280 моль/л
4 Кулонометрическое титрование 10,00 мл раствора, содержащего дихромат-ионы, провели генерируемыми из ионов железа(III) ионами железа(II) при постоянной силе тока 100 мА. Вычислите молярную концентрацию дихромат-ионов в анализируемом растворе, если время электролиза составило 3 мин 20 с. Ответ: 3.45 10-3 моль/л
