Как правильно рассчитать массовую долю определяемого вещества в навеске его пробы

 

Анализ навески кальцита

 

Задача 128. 
Какую навеску кальцита, содержащего CaСО₃ (w% = 60%), нужно взять для анализа, чтобы на титрование её израсходовать 15,00 см³ раствора НСl с титром 0,003820 г/см³?
Решение:
w%(CaСО₃) = 60%;
V(HCl) = 15,00 см³;
T(HCl) = 0,003820 г/см³;
a(CaСО₃) = ?

Уравнение реакции: 

CaCO₃ + 2HCl ⇔ CaCl₂ + H₂O + CO₂.

HCl – титрант (В); CaCO₃ – определяемое вещество (А). М(CaCO₃) = 100 г/моль;
Э(CaCO₃) = 50 г/моль. 

1. Рассчитаем массу карбоната кальция, содержащегося в навеске образца

Массу CaCO₃ рассчитаем по формуле:

m(А) = [V(В) · Т(В) · Э(А)]/Э(В), где

V(В) - объем раствора титранта; Т(В) - титр раствора, см³; Э(А) - эквивалентная масса определяемого вещества; Э(В) - эквивалентная масса титранта.

Тогда

m(CaCO₃) = [V(HCl) · Т(HCl) · Э(CaCO₃)]/Э(HCl) = 
= (15 · 0,003820 · 50)/36,46 = 0,0786 г.

2. Расчет навески вещества

Навеску кальцита рассчитаем по формуле:

w% = (m · 100%)/a, где

m - масса определяемого вещества (А), г; a - навеска вещества, г 

Тогда

а = (m · 100%)/w%;

a(CaСО₃) = [m(CaCO₃) · 100%]/w%(CaСО₃) =
= (0,0786 · 100)/60 = 0,1311 г

Ответ: a(CaСО₃) = 0,1311 г. 

---

Обратное титрование

 

Задача 129. 
Навеску карбоната натрия 0,1054 г обработали 25,00 см³ 0,20 М раствора HCl. Избыток кислоты оттитровали 25,40 см³ 0,12 М раствора NaOH. Вычислите содержание Na₂СО₃ в исходном образце (w, %). 
Решение:
a(Na₂CO₃) = 0,1054 г;
V(HCl) = 25,00 см³;
Э(Na₂CO₃) =  53 г/моль;
C_M(HCl) = 0,20 М;
V(NaOH) = 25,40 см³;
CM(NaOH) = 0,12 М;
w%(Na₂CO₃) = ?

Уравнения реакци: 

Na₂CO₃ + 2HCl > 2NaCl + H₂O + CO₂;
NaOH + HCl = NaCl + H₂O

Определяемое вещество (А) – Na₂CO₃; М = 106 г/моль; Э(Na₂CO₃) = 53 г/моль. Титранты: HCl (B₁) и NaOH (В₂), их молярные концентрации равны нормальным.  

1. Расчет массы определяемого вещества в навеске образца

Массу (m) CaO определяем по формуле:

m(A) = [C_H(B₁)V(B₁) - C_H(B₂)V(B₂)]Э(А)/1000, где

C_H(B₁) - нормальность раствора первого титранта; C_H(B₂) - нормальность раствора второго титранта; V(B₁) - объем раствора первого титранта; V(B₂) - объем раствора второго титранта; Э(А) - эквивалентная масса определяемого вещества.

Тогда

m(Na₂CO₃) = [C_H(HCl)V(HCl) - C_H(NaOH)V(NaOH)]Э(А)/1000 = (0,20 · 25,00) - [(0,12 · 25,40)]53/1000 = 0,1035 г.

2. Расчет массовой доли определяемого вещества в навеске пробы

Массовую долю Na₂CO₃ в навеске карбоната натрия, рассчитаем по формуле: 

w% = (m · 100%)/a, где

а - навеска вещества; m - масса определяемого вещества.

Тогда

w%(Na₂CO₃) = (0,1035 · 100%)/0,1054 = 98,20%.

Ответ: w%(Na₂CO₃) = 98,20%. 
 

---

Титрование раствора буры

 

Задача 130. 
Вычислите нормальную концентрацию и титр раствора HCl, если на титрование буры массой 0,4217 г израсходовано 17,50 см³ кислоты. 
Решение:
а(Na₂B₄O₇ · 10H₂O) = 0,4217 г;
V(HCl) = 17,50 см3;
Э(Na₂B₄O₇ · 10H₂O) = 190,685 г/моль
C_Н(HCl) = ?
Т(HCl) = ?

Определяемое вещество (А) – Na₂B₄O₇ · 10H₂O; М = 381,37 г/моль; Э = 190,685 г/моль. Титрант: HCl

Уравнение реакции имеет вид:

Na₂B₄O₇ · 10H₂O + 2HCl ⇔ 2NaCl + 4H₃BO₃ + 5H₂O.

1. Расчет нормальности раствора титранта

Для рассчета нормальности раствора HCl используем формулу:

m(A) = [C_H(B) · V(B) · Э(А)]/1000, где

CH(В) - нормальность раствора титранта; Э(А) - эквивалентная масса определяемого вещества; V(B) - объем раствора титранта.

Тогда

C_H(B) = [m(A) · 1000]/[V(B) · Э(А)];
C_H(HCl) = [m(Na₂B₄O₇ · 10H₂O) · 1000]/[V(HCl) · Э(Na₂B₄O₇ · 10H₂O)] = (0,4217 · 1000)/(17,50 · 190,685) = 0,1264 моль/дм³.

2. Вычисление титра раствора HCl

Титр раствора кислоты определим из формулы:

С_Н(В) = [T(В) · 1000]/Э(В), где 

T(В) - титр раствора титранта; Э(В) - эквивалентная масса титранта; С_Н(В) - нормальность раствора титранта.

Тогда

T(В) = [С_Н(В) · Э(В)]/1000;
Т(HCl) = [С_Н(HCl) · Э(HCl)]/1000 = (0,1264 · 36,46)/1000  = 0,004609 г/см³.

Ответ: C_H(HCl) = 0,1264 моль/дм³; Т(HCl) = 0,004609 г/см³. 

---