Вычислить объем раствора серной кислоты с массовой долей 4 необходимый для осаждения



Примеры решения типовых задач

Пример 1. Какой должна быть навеска чугуна с массовой долей 2% для ее гравиметрического определения ввиде сульфата бария, чтобы при анализе можно было получить 0,5 г осадка?

Решение.Находим фактор пересчета:

F=M(S) / M(BaS04) = 32 / 233,4 =0,1373.

Умножив фактор пересчета на массу весовой формы (масса осадка), получим массу серы; 0,5•0,1337=0,0687 г. Затем вычис­ляем необходимую массу чугуна для анализа, учитывая массовую до­лю серы: (0,0687•100) / 2 =3,435 г.

Пример 2. Вычислить объем раствора серной кислоты с массо­вой долей 4 %, необходимой для осаждения бария из навески 0,3025 г BaCl2 •2H20.

Решение.Записываем уравнение реакции осаждения сульфат бария:

Определяем массу кислоты, необходимую для осаждения 0,3021 BaCl2 • 2H20.

Учитывая массовую концентрацию раствора кислоты, получаем:(0,1225•100) / 4=3,04 г или 3,04 см 3 раствора, т.к. плотность раствора с малой концентрацией кислоты близка к 1 г/см 3 . На практике берут 50% избытка осадителя, т.е. в 1,5 раза больше.

Пример 3. Рассчитать объем осадителя в виде 0,05 М раствора Na2 HPO4 для осаждения магния в виде MgNH4P04 из 100 см 3 0,02М paствора MgCl2 с использованием избытка осадителя до 120%.

Решение.Записываем уравнение реакции осаждения:

Из уравнения видно, на 1 моль MgCl2 расходуется 1 моль Na2НPQ4. Вычисляем количество MgCl2 в растворе: 0,02•100=0,002 моль. Находим объем раствора Nа2HP04, в котором содержится 0,002 моль этой соли:

V — 0,002 / 0,05 = 0,04 дм 3 = 40 см 3 . С учетом 120% избытка получаем окончательный результат:

V=40•120 /100 = 48 см 3 .

Пример 4. Для промывания осадка сульфата бария массой 0,5 использовали 250 мл волы. Вычислить массовую долю потерь осадка за счет промывания.

Решение.Допустим, что при промывании образуется насыщенный раствор ВаSO4. Вычисляем растворимость осадка, исходя из ПР. Принимаем, что [Ва 2+ ]=[SO 2- 4] = = 1,5•10 -5 моль/л, тогда масса осадка, растворившегося в 250 см 3 (0,25 дм 3 ) промывной воды, составит: m=1,05•10 -5 •0,25•233,4=0,0006г (здесь 233,4- мольная масса ВаSO4 , г/моль ).

Массовая доля потерь осадка составит:

Пример 11.Рассчитать фактор пересчета «F» весовой формы Al2 O3 на Al.

Решение. Находим отношение молярных (атомных) масс определяемого компонента в весовой форме, получаемой в результате анализа. Оно равно:

соответствующие молярные массы.

Пример 12.При гравиметрическом определении свинца из 2,0 г олова получено 0,6048 г PbSQ4. Вычислить массовую долю свинца в сплаве.

Решение. Рассчитаем фактор пересчета F(PbS04) на РЬ:

F = 208 / 304 = 0,6842.

Определим содержание свинца в 0,6048 г PbS04:

m(Pb) — 0,6048-0,6842 — 0,4138 г.

Определим массовую долю свинца в навеске:

W = 0,4138•100 / 2,00 — 20,69%.

Пример 13.Рассчитать массовую долю карбонатов кальция и магния в известняке, если навеска его 0,9866 г. В результате анализаполучено 0,3755 г СаО и 0,4105 г Mg2P2О7.

Решение. Вычислим фактор пересчета СаО на СаCO3:

F = М(CaCO3) / М(СaO)= 100/56 =1,7847.

Находим массу CaCO3, умножая F на СаО:

1,7847•0,3755 =0,6701 Г.

Определяем массовую долю СаСОз в известняке:

W(СаСОз) = 0,6701•100 / 0,9866 = 67,94%.

Аналогично вычисляем массовую долю MgСОз, используя фактор пересчета Mg2P2О7 на MgСОз, массу осадка дифосфата (пирофосфата) магния и навеску известняка, взятую для анализа:

где: 84, 03 и 224,06 — молярные массы MgСОз и Mg2P2О7 — соответственног/моль; коэффициент, 2- уравнивающий соотношение по магнию для этих двух веществ.

Пример 14.Вычислить число молекул воды в кристаллогидрате ацетата свинца при гравиметрическом анализе, если из его навески 0,3243 г получено 0,2593 сульфата свинца.

Решение. Обозначим молярную массу кристаллогидрата РЬ(СН3 СOO)2•хH2O через М(х). Запишем значения молекулярных масс ацетата свинца, сульфата свинца и воды:

Читайте также:  Как называется буква углового ускорения

Составим пропорцию и вычислим М(х):

0,2593 г — 0,3243 г 303,2 г

М(х) = (302,2-0,3243) / 0,2593=379 г/моль.

Так как М(х) = М[РЬ(СНзСО0)2] + х•М(Н20), находим «х»:

х = (379 — 325) /18 = 3.

Таким образом, формула кристаллогидрата — РЬ(СНзСОО)2•ЗН2О.
Пример 15.Для гравиметрического определения хлорида в ка­
менной соли пробу в 100 мг растворили в 100 см 3 раствора. Расс­
читать, какое количество 0,1 М раствора AgNО3 следует добавить к
раствору, чтобы потери вследствие неполноты осаждения хлорида
серебра не превысили 0,001%. Солевой эффект не учитывать.

Решение.Допустим, что соль состоит полностью из NaCl. Оп­ределим, сколько миллимолей хлорида натрия содержится в пробе:

n(NaCl) = m(NaCl)/M(NaCl) = 100 мг/(58,44 мг/моль) =1,7 ммоль.

Потери хлорида не должны превышать 0,001 %, т.е.: n(NaCl) = 1,7 ммоль-10 -3 % / 100% = 1,7•10 -5 ммоль.

Определим эквивалентное количество осадителя AgNO3:

V(AgN03) = n(NaCl)/C(AgN03)=1,7ммоль/(0,1 ммоль/см 3 )=17см э .

Таким образом, после добавления эквивалентного количества осадителя общий объем составил: V=100 см 3 + 17 см 3 = 117 см 3 .

Допустим, что при добавлении избыточного количества осадителя объем раствора практически не изменится. Тогда максимальное значение концентрации хлорид-иона в растворе не превысит значения: С(Cl — )= n(NaCl)потери / V= 1,7•10 -5 ммоль/117 см 3 =1,410 -5 ммоль/см 3 .

Исходя из значения ПР (AgCl)=1,78•10 -10 , находим концентрацию иона серебра в растворе:

C(Ag + ) =ПP(AgCl) / [Сl — ] =1,78•10 -10 / 1,4•10 -7 =

1,3•10 -3 ммоль/см 3 .

Находим избыточное количество раствора нитрата серебра из соотношения: C(Ag NО3) •V(AgNО3) =C(Ag + )•V , отсюда V(AgNО3)изб = (1,3•10 -3 ммоль/см 3 •117см 3 )/(0,1ммоль/см 3 )=1,5 см 3

Находим общее количество осадителя:

V = 17 см 3 + 1,5 см 3 =18,5 см 3 .

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Что такое осаждаемая форма? Какие основные требования
предъявляются к осаждаемой форме?

2.Что такое практически полное осаждение? Какие потери
осадка допустимы в количественном анализе?

3.В виде какого соединения — ВаСОз, BaC2O4 иди BaS04 — болee целесообразно осаждать ионы бария с целью количественного
гравиметрического определения?

4.Каким требованиям должна удовлетворять гравиметрическая
форма осадка?

5.Каким осадителем — раствором NaOH или NH4OH — более
предпочтительно осаждать гидроксиды железа и алюминия и почему?

6.Как влияет соотношение скоростей агрегации и ориентации
на форму и структуру осадка?

7.Какие процессы происходят при созревании кристаллическо­го осадка?

8.Охарактеризуйте условия осаждения кристаллического осад­ка.

9.Охарактеризуйте адсорбционные свойства аморфных осадков.

10.Что такое коагуляция, пептизация? Какие условия обеспечивают получение хорошо фильтруемого аморфного осадка?

11.Каким требованиям должны удовлетворять реакции, используемые в гравиметрическом анализе?

12.Адсорбция, ее причины. Сравнительная оценка адсорбционных свойств кристаллических и аморфных осадков.

13.Какие факторы влияют на количество адсорбированных примесей в осадке?

14.Как проводится очистка от адсорбированных примесей?

15.Чем руководствуются при выборе промывных жидкостей для промывания осадков в гравиметрическом анализе?

Источник

Основы химического анализа (стр. 4 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7

2. Рассчитайте объем серной кислоты с массовой долей 10 % для осаждения свинца из раствора, полученного растворением навески сплава 0.6856 г с массовой долей свинца 15 %.

1. Объясните, что называется коагуляцией, пептизацией? Какие условия обеспечивают получение хорошо фильтруемого аморфного осадка?

2. При анализе смеси солей хрома взята навеска 0.3026 г. После растворения и окисления хром перевели в ионы CrO42- и получили осадок BaCrO4 массой 0.2216 г. Вычислите массовую долю хрома в смеси солей жирных кислот.

Читайте также:  Вычислите объем кислорода н у необходимого для взаимодействия с 4 г кальция

1. Объясните, какие факторы влияют на количество адсорбированных примесей на осадке?

2. Вычислите, какой объем серной кислоты плотностью 1.1 г/ см3 требуется для осаждения бария из раствора 0.4880 г BaCl2 2H2O ?

1. Приведите причины адсорбции. Сравните адсорбционные и кристаллические свойства аморфных осадков

2. Для определения кремния в чугуне взяли навеску 3.0000 г и получили после прокаливания осадок SiO2 массой 0.124 г. Вычислите массовую долю кремния в чугуне.

1. Объясните, как проводится очистка от адсорбционных примесей?

2. При анализе раствора магний осадили в виде MgNH4PO4 и получили после прокаливания осадок Mg2P2O7 массой 0.2115 г. Вычислите массу семиводного кристаллогидрата сульфата магния в растворе.

1. Перечислите, каким требованиям должны удовлетворять реакции, использумые в гравиметрическом анализе?

2. Вычислите, сколько граммов раствора серной кислоты с массовой долей 5% необходимо для осаждения свинца из навески 0.5865 г. сплава с массовой долей свинца 12 %?

1. Объясните, чем руководствуются при выборе промывных жидкостей для промывания осадков в гравиметрическом анализе?

2. Для определения серы в чугуне взяли навеску 10.0000 г. стружки, которая была сожжена, SO2 после улавливания в растворе окисляли до ионов SO42-. При гравиметрическом определении получили массу прокаленного осадка BaSO4 0.3072 г. Вычислите массовую долю серы в чугуне.

1. Объясните, каким осадителем — раствором NaOH или NH4OH — более предпочтительно осаждать гидроксиды железа, алюминия и почему?

2. Вычислите массовую долю хлора в веществе, если для анализа была взята навеска 0.50000 г. и получен осадок AgCl массой 0.5874 г.

1. Объясните, в виде какого соединения BaCO3, BaC2O4 или BaSO4 — более целесообразно осаждать ионы Ba2+ с целью количественного гравиметрического определения?

2. Вычислите объем раствора нитрата серебра с массовой долей 3.4% для осаждения хлорида из 200 см3 раствора NaCl с молярной концентрацией 0.01.

1. Объясните, в каком случае растворимость гидроксида магния больше: при рН 7.0 или при рН 10.0?

2. Вычислите объем раствора Na2HPO4 с массовой долей 4 % для осаждения магния в виде MgNH4PO4 из раствора, содержащего 0.5238 г MgSO4 .7H2O.

1. Объясните, понизится или повысится растворимость AgBr при добавлении в раствор : a) 0.1 М KBr; б) 0.1 М KNO3?

2. При определении в растворе магний осадили в виде MgNH4PO4. После прокаливания масса полученного осадка Mg2P2O7 оказалась равной 0.1669 г. Вычислите массу маг ния.

1. Объясните, одинакова ли растворимость MgF2 и BaCO3, если известно, что их

произведения растворимости близки между собой?

2. При анализе раствора Fe2(SO4)3 железо осадили в виде гидроксида и прока-

лили. Масса прокаленного осадка оказалась равной 0.2875 г. Вычислите массу

железа в растворе и массу соли Fe2(SO4)3.

ВОПРОСЫ К КОЛЛОКВИУМУ I. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ КАЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

1. Метрологические характеристики анализа. Погрешность. Воспроизводимость.

2. Правильность. Предел обнаружения.

3. Ошибка и отклонение. Систематические и случайные ошибки.

4. Абсолютная и относительная ошибки.

5. Абсолютное и относительное отклонение.

6. Значащие цифры.

7. Среднее отклонение. Стандартное отклонение.

8. Правильность анализа: доверительные границы.

9. Основные принципы качественного анализа.

10.Характерные реакции катионов и анионов.

11.Особенности аналитических реакций и способы их выполнения.

12.Характеристика аналитических реакций: чувствительность, селективность.

13.Групповой реагент и условия его применения.

14.Характеристика сульфатов, хроматов, карбонатов, хлоридов, гидроксидов. Условия образования и растворения сернистых соединений ионов металлов.

15.Методы качественного анализа. Систематический химический анализ. Дробный анализ.

Читайте также:  Durex для ускорения ее

16.Периодическая система элементов как основа аналитической классификации ионов.

17.Аналитическая классификация катионов.

19.Классификация анионов. Аналитические группы анионов. Особенности обнаружения анионов.

20. Гравиметрический метод анализа.

21.Операции гравиметрического анализа.

22.Типы гравиметрических определений.

23.Действие общего иона. Полнота осаждения.

24.Механизм образования осадков.

25. Условия аналитического осаждения.

26. Загрязнение осадков. Поверхностная адсорбция. Окклюзия.

ТЕМА 3. ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ.

МЕТОД КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО ТИТРОВАНИЯ

Титриметрический анализ основан на законе эквивалентов и выполняется путем измерения количества реагента, необходимого для взаимодействия с определяемым компонентом в растворе. Для этого, раствор с точно известной концентрацией реагента (титрант) постепенно добавляют к раствору определяемого вещества, контролируя объем вводимого титранта.

Титром раствора Е(А/Х) называется масса вещества, содержащегося в одном кубическом сантиметре (или мл) раствора — титранта.

Титр показывает, какая масса анализируемого вещества X реагирует с 1 мл рабочего раствора A.

При титровании вещества X стандартным раствором вещества A в точке эквивалентности количества эквивалентов этих веществ равны: n(X) = n(A).

Под эквивалентом в данном случае понимается некая реальная или условная частица (молекула, ион, атом или их часть), которая в данной кислотно-основной реакции равноценна одному иону водорода.

Молярная масса эквивалента — масса вещества, численно равная эквиваленту, выраженная в граммах. Молярную массу эквивалента вычисляют, используя следующие формулы:

М Э(кислоты) = М(кислоты)/основность;

М Э(основания) = М(основания)/кислотность,

где М Э — молярная масса эквивалента.

При титровании концентрации стандартных растворов С(А) выражают, как правило, в эквивалентной (нормальной) концентрации (Сн) — количеством молей эквивалента (эквивалентных масс) растворенного вещества в 1 л раствора

где n(А) — количество молей эквивалента (эквивалентных масс) вещества А.

При этом раствор, содержащий 1 моль эквивалента вещества А в 1 л раствора, называется нормальным раствором (1 н раствор).

Если известна нормальная концентрация стандартного раствора — титранта, то учитывая, что вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах, концентрация исследуемого раствора определяется как:

Зная T(A/X) и объем титранта V(A), затраченный на титрование, рассчитывают массу m(Х) (г) определяемого вещества:

Пример: Вычислите массу карбоната натрия, если на титрование соли с образо-

ванием угольной кислоты израсходовано 22.35 мл 0.2113 н. раствора со —

Решение: Составляют уравнение реакции:

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2CO3;

Количество HCl в точке эквивалентности должно быть равно коли

честву Na2CO3: n(Na2CO3) = n(HCl);

Массу карбоната натрия определяют:

m(Na2CO3) = C(HCl) V(HCl) n(Na2CO3)/1000;

m(Na2CO3) = 0,1223 22,35 53/1000 = 0,2503 г = 250,3 мг.

Концентрация ионов [H+] или [OH-] при титровании сильной кислоты сильным основанием (или сильного основания сильной кислотой) равна концентрации оставшейся в растворе неоттитрованной сильной кислоты (сильного основания). В точке эквивалентности рН определяется концентрацией ионов [H+], образующихся при диссоциации воды.

Пример: Вычислите pH раствора, если к 15,00 мл 0,100 н раствора KOH прибави-

ли 17,50 мл 0,085 н раствора HCl.

Решение: Определяют общее количество KOH в миллимолях:

n(KOH) = 15,00 0,1000 = 1,5 ммоль. Определяют количество прибавлен

ной кислоты в миллимолях: n(HCl) = 17,50 0,085 = 1,4 ммоль.

После протекания реакции в избытке остается щелочь:

1,5 ммоль — 1,4 ммоль = 0,1 ммоль

Вычисляют концентрацию KOH после реакции:

C(KOH) = 0,1/(15 + 17,5) = 3,08 10-3 ммоль/мл, или моль/л.

Т.к. KOH является сильным электролитом, то [OH-] = C(KOH) = 3,08 10-3

pOH = -lg[OH-] = -lg 3,08 10-3 = 2,51; pH = 14 — pOH = 14 — 2,51 = 11,49.

I. ОБЩИЕ ЗАДАНИЯ ПО ТЕМЕ III

1. Выполните лабораторную работу ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОСТИ В

ХЛЕБЕ И ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЯХ (по ГОСТ 5670-94)………..…. 30

2. СДАЙТЕ КОЛЛОКВИУМ (С.28). 100

Источник

Поделиться с друзьями
Объясняем