Вычисление массы вещества, нормальности и титра раствора. Фактор эквивалентности

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);
2S₂O₃^2- + I₂ → 2I^– + S₄O6₂^— (ионно-молекулярная форма.

Молекула I₂ принимает два электрона от двух ионов S₂O₃^2- и окисляет их до тетратионат — иона S₄O₆^2-. 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 = 2AsO₄^3- + 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.

Видео:Молярная концентрация. 10 класс.Скачать

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:

Видео:Определение концентрации вещества в растворе методом титриметрииСкачать

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.

Видео:Титр раствора (Т). Решение задач. Часть 1.Скачать

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;
М_Э(КОН) = 56,105 г/моль.
С_М(КОН) = ?
С_Н(КОН) = ?
1. Расчет молярной концентрации (молярность)
Молярную концентрацию (С_М) можно определить по формуле:

С_М(в-ва) = (Т ^. 1000)/M(в-ва).

Тогда

С_М(КОН) = (ТA ^. 1000)/М(КОН) = (0,056 ^. 1000)/56 = 1 моль/дм³.

2. Расчет нормальной концентрации (нормальность)

Для определения нормальной концентрации (С_Н) воспользуемся формулой:

С_Н(в-ва) = (Т ^.1000)/Э(в-ва)

Тогда

С_Н(КОН) = (ТA ^. 1000)/M_Э(КОН) = (0,056 ^. 1000)/56 = 1 моль/дм³.

Ответ: С_М(КОН) = С_Н(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