Практическое занятие 5

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 5
по дисциплине
ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
ЯДЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ТИТРИМЕТРИЯ: РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ
1 Эквивалент. Фактор эквивалентности
Расчет результатов титриметрического анализа основан на принципе
эквивалентности, в соответствии с которым вещества реагируют между
собой в эквивалентных количествах.
Если определяемое вещество А реагирует с раствором титранта В по
уравнению
аА+вВ→ продукты реакции
(1)
то эквивалентными массами веществ будут аМА и вМВ, где МА и МВ –
молярные массы веществ А и В, а и в- стехиометрические коэффициенты.
Уравнению (1) можно придать вид
A
в
В  продукты реакции,
а
(2)
где а>в, что означает, что одна частица вещества А будет эквивалентна
в
частиц вещества В.
а
Отношение
в
обозначают символом f
а
экв(В)
и называют фактором
эквивалентности вещества В
F экв(В) =
в
а
(3)
Фактор эквивалентности – это число, обозначающее, какая доля
реальной частицы вещества Х эквивалентна одному иону водорода в
кислотно-основной реакции или одному электрону в реакциях окислениявосстановления.
Фактор эквивалентности и эквивалент являются величинами не
постоянными, а зависят от стехиометрии реакции, в которой реагенты
принимают участие. Фактор эквивалентности величина безразмерная, она
равна единице или меньше единицы.
Эквивалентом называют условную или реальную частицу вещества,
которая в кислотно-основной реакции эквивалентна одному иону водорода
или в реакции окисления восстановления – одному электрону. Единицей
количества вещества эквивалента является моль.
Молярной массой эквивалента вещества Х называют массу одного
моля эквивалента вещества, равную произведению фактора эквивалентности
на молярную массу эквивалента.
В реакциях комплексообразования или осаждения обычно избегают
применения
понятия
«молярная
масса
эквивалента»
и
пользуются
исключительно молярными массами.
Пример
Вычислить фактор эквивалентности и молярные массы эквивалентов
ортофосфорной кислоты в реакциях
а) H 3 PO 4  KOH  KH 2 PO 4  H 2 O
fээк Н РО = 1
3
4
мэквН РО = 98
3
4
б) H 3 PO 4  2KOH  K 2 HPO4  2H 2 O
fэкв Н 3 РО4 
1
2
мэквН3РО4  49
в) H 3 PO 4  3KOH  K 3 PO 4  3H 2 O
fэкв Н 3 РО4 
1
3
мэквН3РО4  32,66
2
2 Задачи для решения
1.Вычислить фактор эквивалентности и молярную массу эквивалента в
реакции полной нейтрализации:
а) HNO3, б) NaOH; в) NH3;г) H2SO4; д) KHSO4; е) Na2B4O7 ∙10H2O;
ж)Na2 CO3;з)NaHCO3; к)K2O, л)N2O5; м) H2C2O4; н) SO2; о) Ba(OH)2 ; п)
H3PO4; р) H2CO3
Ответы: а)fэкв =1; М (HNO3)=63,01 г/моль; б) fэкв = 1; М(NaOH) = 39,99 г/моль; в)
fэк = 1; М(NH3)= 17,01 г/моль; г) fэкв =1/2; М(H2SO4) = 49,07 г/моль; д) fэкв = 1; М(KHSO4) =
136,2 г/моль; е) fэкв = 1/2; М(Na2B4O7 ∙10H2O) = 190,68 г/моль; ж) fэкв = 1/2; М( Na2 CO3) =
52,99г/моль; з) fэкв = 1; М(NaHCO3) = 84,01г/моль; к) fэкв =1/2; М(K2O)=47,1 г/моль, л) fэкв
=1/2; М(N2O5)=54,01 г/моль; м) fэкв =1/2; М( H2C2O4 ) = 45,02г/моль; н) fэкв = 1 ; М(SO2) =
40,03г/моль;
В задачах 2-11 рассчитать количество вещества:
2. Количество HCl для нейтрализации 4,33г Na2C2O4.
Ответ: n (HCl) = 0,06463 моль.
3.Количество HNO3 для нейтрализации 5,3г Na2CO3 .
Ответ: n (HNO3) = 0,1000 моль.
5.Количество HCl для нейтрализации 0,2г CaO.
Ответ: n (HCl) = 0,007133 моль.
6.Количество NaOH для нейтрализации 6,3г CH3COOH.
Ответ: n (NaOH) = 0,1049 моль.
7.Количество HNO3 для нейтрализации3,1г Na2O.
Ответ: n (HNO3) = 0,1000 моль.
8.Количество HCl для нейтрализации 4,709г K2O.
Ответ: n (HCl) = 0,09998 моль.
9.Количество HNO3 для нейтрализации 22,6г Ba(OH)2· 8H2O.
Ответ: n (HNO3) = 0,142 моль.
10.Количество KOH для нейтрализации 0,49г H2SO4 .
Ответ: n (KOH) = 0,01000 моль.
11.Количество NaOH для нейтрализации 5,4 N2O5 .
Ответ: n (NaOH) = 0,1000 моль.
3
12.Вычислить массу моля эквивалента вещества, участвующего в
окислительно-восстановительной
реакции
и
определить,
сколько
миллимолей содержится в 100 мг вещества:
а) FeSO4 ( Fe2+ → Fe3+). Ответ: n (FeSO4) = 0,659 ммоль.
б) HNO3 (NO3- → NO2). Ответ: n (1/3HNO3) = 4,76 ммоль.
в) HNO3 (NO3- → NO). Ответ: n (HNO3) = 1,585 ммоль.
г)H2O2 (в реакции с KJ). Ответ: n (0,5 H2O2) = 5,90 ммоль.
д) KMn O4(в кислой среде). Ответ: n (1/5KMnO4) = 3,17 ммоль.
е) KMn O4(в щелочной среде). Ответ: n (KMnO4) = 1,58ммоль.
ж) KMn O4(в нейтральной среде). Ответ: n (1/3KMnO4) = 1,91 ммоль.
з) K2Cr2O7 (в кислой среде). Ответ: n (1/6K2Cr2O7) = 2,11 ммоль.
и) Na2S2O3(S2O3 2- → S4O82-). Ответ: n (Na2S2O3) = 0,632 ммоль.
к) CuCl2 (при йодометрическом определении). Ответ: n (CuCl2) = 0,745
ммоль.
л) J2 ( J2 → 2JO - ). Ответ: n (0,5 J2) = 0,790 ммоль.
м) J2 ( J2 → 2J - ). Ответ: n( 1/2 J2) = 0,790 ммоль.
н) H2C2O4( C2O42- → CO2↑). Ответ: n (1/2H2C2O4) =2,23 ммоль
о) SO2 (SO2 → SO42-). Ответ: n (1/2 SO2) = 3,13 ммоль
п) V2O5 (VO2 + →V3+). Ответ: n (1/2V2O5) =1,10 ммоль
3 Решение задач
Расчет содержания вещества при титровании
1) Сколько граммов H2SO4 содержится в 5 л раствора, если на
титрование25,00 мл этого раствора израсходовано 22,50 мл 0,0950 н.
раствора КОН? Ответ: 20,97 г.
2) Сколько миллиграмм-эквивалентов содержится: а) в навеске
0,4240 г Na2CO3 х.ч. б) в 50 мл 0,20 н. раствора H2SO4 ? Ответ:а) 8,00; б) 10.
3) Сколько процентов Н2С2О4•2Н2О содержит данный препарат
щавелевой кислоты, если на титрование навески 0,1500 г его, растворенной в
4
произвольном объеме воды, израсходовано 25,60 мл 0,0900 н. раствора КОН?
Ответ:96,79%.
4) На титрование 0,0340 г AgNO3 израсходовано 20,00 раствора HCl.
Найти ТHCl/Ag. Ответ:0,001077 г/мл.
5) Сколько процентов железа содержит руда, если при титровании
раствора FeCl2, полученного из навески 0,2000 г ее, затрачено 20,00 мл
раствора бихромата с титром Т K Cr O / Fe =0,006500 г/мл. Ответ: 65%.
2
2
7
6) Сколько мл 0,0200 н. раствора KMnO4 потребуется на титрование
20,00 мл 0,0300 н. раствора FeSO4? Ответ: 30 мл.
7) Рассчитайте содержание NaCl (мг/мл) в рассоле, еслина
титрование 30,00 мл рассола потребовалось15,60 мл 0,1000М раствора
AgNO3. Ответ: 3,04 мг/мл.
8) Навеску железной руды массой 0,2486 г растворили в кислоте,
железо восстановили до Fe(II) и затем оттитровали 20,25 мл. Рассчитайте
массовую долю (%) железа в руде. Ответ: 21,66%.
9) Сколько процентов HNO 3 содержит концентрированная азотная
кислота, если после растворения 9,7770 г в мерной колбе емкостью 1л на
титрование 25,00мл 0,1040н. раствора NaOH израсходовано 25,45мл
полученного раствора HNO 3 ? Ответ: 68,85%.
10) Сколько граммов Н 3 РО 4 содержится в данном растворе, если на
титрование его с метиловым оранжевым израсходовано 25,50мл 0,2000н.
раствора NaOH? При решении этой задачи найдите сначала T NaOH / H PO . Ответ:
0,4998 г.
3
5
4