Вычисление массы вещества, нормальности и титра раствора. Правило пропорциональности
Задача 142.
Чему равен титр раствора I2 по As2O3, если 1,00 мл его эквивалентен 0,003000 г Na2S2O3?
Решение:
m(Na2S2O3) = 0,003000 г/мл;
М(Na2S2O3) =158,11 г/моль;
M(As2O3) = 197,841 г/моль;
М(I2) = 126,9 г/моль.
Уравнения реакций:
1. 2Na2S2O3 + I2 → 2NaI + Na2S4O6 (молекулярная форма);
2S2O32- + I2 → 2I– + S4O62- (ионно-молекулярная форма.
Молекула I2 принимает два электрона от двух ионов S2O32- и окисляет их до тетратионат - иона S4O62-. Молекулярная масса эквивалента тиосульфата натрия равна его молекулярной массе:
Мэ(Na2S2O3) = 158,11 г/моль, так как на один тиосульфат - ион приходится один отданный электрон. Молекулярная масса эквивалента йода равна атомной массе йода, так как молекула йода принимает два электрона: Мэ(I2) = M(I2)/2 =126,9 г/моль.
Тогда
Сэ(I2) = 2Cэ(Na2S2O3)
Рассчитаем Cэ(Na2S2O3), получим:
Cэ(Na2S2O3) = m(Na2S2O3) . 1000]/[Mэ(Na2S2O3) . V(мл)] =
= (0,003000 . 1000)/(158,11 . 1) = 0,018974 приблизительно 0,02 моль.
Отсюда
Сэ(I2) = 2Cэ(Na2S2O3) = 2 . 0,02 = 0,04 моль.
2I2 + As2O3 + 5H2O = 2H3AsO4 + 4HI (молекулярная форма);
2I2 + As2O3 + 5H2O = 2AsO43- + 4I- + 10Н+ (ионно-молекулярная форма.
Здесь молекула As2O3 отдает 4 электрона двум молекулам I2, молекулярная масса эквивалента As2O3 равна:
Мэ(As2O3) = М(As2O3)/4 = 197,841/4 = 49,46 г/моль.
Рассчитаем титр раствора I2 по As2O3, получим:
Т(I2/As2O3) = [Сэ(I2) . Мэ(As2O3)]/1000 =
= (0,04 . 49,46)/1000 = 0,001978 г/мл.
Ответ: Т(I2/As2O3) = 0,001978 г/мл.
Задаяа 143.
На титрование 10 мл раствора AgNO3 израсходовано 12,4 мл 0,1 н раствора NaCl. Вычислите N(AgNO3) и его титр.
Решение:
M(AgNO3) = 169,8731 г/моль;
Mэ(AgNO3) = M(AgNO3)/1 = 169,8731 г/моль.
1. Для вычисления по результатам титрования используем математическое выражение следствия из закона эквивалентности (так называемое правило пропорциональности):
N(А) . V(А) = N(В) . V(В), где
N(А) и N(В) - нормальные концентрации эквивалентов веществ AgNO3 и NaCl, моль/л; VА) и V(В) - объёмы растворов веществ AgNO3 и NaCl.
Тогда
N(AgNO3) . V(AgNO3) = N(NaCl) . V(NaCl);
N(AgNO3) = [N(NaCl) . V(NaCl)]/V(AgNO3) =
= (12,4 . 0,1)/10 = 0,124 моль/л или 0,124 н.
2. Находим массу AgNO3, получим:
m(AgNO3) = N(AgNO3) . Mэ(AgNO3) . [V(AgNO3)/1000)] =
= [0,124 . 69,8731 . [(10/1000] = 0,21 г.
3. Рассчитаем титр T(AgNO3), получим:
T(AgNO3) = m(AgNO3)/V(AgNO3) = 0,21/10 = 0,021 г/мл.
Ответ: N(AgNO3) = 0,124 н; T(AgNO3) = 0,021 г/мл.
Задача 144.
На титрование 10 мл раствора FeSO4 пошло в среднем 8,25 мл 0,1049 н раствора K2Cr2O7. Вычислите содержание ионов Fe2+ в 100 мл раствора.
Решение:
Уравнение реакции имеет вид:
K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2O =
= 2Cr(OH)3 + 2KOH + 2Fe2(SO4)3 + 2Fe(OH)3
Определить молярную концентрацию FeSO4:
Сн(K2Cr2O7) . V(K2Cr2O7) = Сн(FeSO4) . V(FeSO4);
Сн(FeSO4) = [Сн(K2Cr2O7) . V(K2Cr2O7)]/V(FeSO4) =
= (8,25 мл . 0,1049 н)/10 мл = 0,0865 моль экв/л.
Определим фактор эквивалентности "f" для FeSO4 в данной реакции, получим:
Суммарное изменение степени окисления железа в FeSO4: 6(+2) - 6(+3) = -6.
Тогда
Сэ(Fe2+) = 0,0865/6 = 0,0144 моль/л.
Содержание ионов Fe2+ в 100 мл раствора:
См(Fe2+) = (0,0144 моль/л . 100 мл)/10 мл = 0,144 моль/л.
Задача 145.
На титрование 15 мл желудочного сока израсходовано 30 мл раствора гидроксида калия с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль-экв/л. Рассчитайте массу хлороводорода в 100 мл желудочного сока.
Дано:
Mэ(HCl) = 1/2M(HCl) = 36,5 г/моль;
Сн(КОН) = 0,1 моль-экв/л;
V(КОН) = 30 мл;
V(HCl) = 100 мл;
m(HCl) = ?
Решение:
1. Рассчитаем молярную концентрацию эквивалента раствора хлороводорода
Согласно закону эквивалентов:
Сн(КОН) . V(КОН) = Сн(HCl) . V(HCl)
Тогда
Сн(HCl) = [Сн(КОН) . V(КОН)]/V(HCl) =
= (0,1 . 30)/100 = 0,03 моль-экв/л.
2. Рассчитаем массу хлороводорода в 100 мл желудочного сока, получим:
m(HCl) = [Сн(HCl) . Mэ(HCl) . V(HCl)]/1000 =
= (0,03 . 36,5 . 100)/1000 = 0,1095 г.
Ответ: m(HCl) = 0,1095 г.
Задача 146.
Титр раствора KOH равен 0,056 г/ см3. Вычислить молярность и нормальность этого раствора.
Решение:
Т(КОН) = 0,056 г/ см3;
М(КОН) = 56 г/моль;
МЭ(КОН) = 56,105 г/моль.
СМ(КОН) = ?
СН(КОН) = ?
1. Расчет молярной концентрации (молярность)
Молярную концентрацию (СМ) можно определить по формуле:
СМ(в-ва) = (Т . 1000)/M(в-ва).
Тогда
СМ(КОН) = (ТA . 1000)/М(КОН) = (0,056 . 1000)/56 = 1 моль/дм3.
2. Расчет нормальной концентрации (нормальность)
Для определения нормальной концентрации (СН) воспользуемся формулой:
СН(в-ва) = (Т .1000)/Э(в-ва)
Тогда
СН(КОН) = (ТA . 1000)/MЭ(КОН) =
= (0,056 . 1000)/56 = 1 моль/дм3.
Ответ: СМ(КОН) = СН(КОН) = 1 моль/дм3.
Задача 147.
До какого объема следует разбавить 1,0 дм3 0,500 моль/дм3 раствора HCl, чтобы получился раствор с титром по СаО, равным 0,0050 г/см3?
Решение:
Т(HCl/СаО) = 0,0050 г/см3;
Э(HCl) = 36,5 г/моль;
Э(СаО) = 28 г/моль;
Cм(HCl) = Cн(HCl) = 0,500 моль/дм3;
Vисх.(HCl) = 1,0 дм3;
Vразб.(HCl) = ?
Определяемое вещество (А) – HCl
1. Расчет титра раствора HCl
Титр раствора HCl определим, используя формулу:
Т(А/B) = [ТА · Э(B)]/Э(A), где
А - определяемое вещество; В - стандартное вещество; Э - масса эквивалента; ТА - титр раствора.
Тогда
Т(Hcl) = [Т(HCl/СаО) . Э(HCl)]/Э(CaO) =
= (0,0050 . 36,5)/28 = 0,0065 г/см3.
2. Рассчитаем массу кислоты в 1 дм3 раствора, зная титр этого раствора
Расчет массы HCl производим по формуле:
m(A) = T(A) · 1000.
Тогда
m1(HCl) = T(HCl) · 1000 = 0,0065 · 1000 = 6,5 г.
3. Расчет массы кислоты в исходном растворе 1,0 дм3 0,500 моль/дм3, получим:
m(HCl) = Cн(HCl) . М(HCl) = 0,500 . 36,5 = 18,25 г.
4. Расчет объема для разбавления 1,0 дм3 0,500 моль/дм3 раствора HCl
Для расчета объема используем пропорцию:
6,5 г ------ 1000 см3
18,25 г ---- Vразб. см3
Vразб. = (18,25 . 1000)/6,5 = 2807 см3 ≈ 2800 см3 или 2,8 дм3.
Ответ: Vразб. = 2,8 дм3.
