 |
Задачи I типа (дополнительные)
|
|
|
|
Определить, какой объем хлористоводородной кислоты с массовой долей 8,3% необходимо взять для приготовления 500 мл раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л. ρ(HCl 8,3%)= 1,038 г/мл. Мм(HCl) = 36,46 г/моль
| Дано: | Решение: |
| V0,1 моль/л(HCl) = 500 мл ρ(HCl 8,3%)=1,038 г/мл Мм(HCl)= 36,46 г/моль Сэкв.т.(HCl) = 0,1 моль/л ω.(HCl) = 8,3% | 1. Определим массу химически чистого хлороводорода, необходимого для приготовления данного объема раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л
m х.ч. (HCl) = Cэкв. т (HCl) • Mэкв. (HCl) • V(л) (HCl) Мм (HCl) 36,46г/моль
Z 1 |
| Найти: V(HCl 8,3%) =? |
M1/ Z (HCl) = = = 36,46 г/мольV0,1 моль/л(HCl) = 500 мл = 0,5 л
m х.ч. (HCl) = 0,1 моль/л • 36,46 г/моль • 0,5 л = 1,823 г
2. Определим объем 8,3% раствора хлороводородной кислоты, необходимой для приготовления 0,1 моль/л раствора.
Мы знаем формулу расчета массовой доли:
m в-ва
ω = • 100%
m р-ра
Преобразуя формулу для нашей ситуации получим
m х.ч .(HCl)
ω (HCl 8,3%) = • 100%
m р-ра (HCl 8,3%)
Отсюда выразим массу 8,3% раствора хлороводородной кислоты
m х.ч .(HCl)
m р-ра (HCl 8,3%) = • 100%
ω (HCl 8,3%)
Подставляем значения в формулу
1,823 г
m р-ра (HCl 8,3%) = • 100% = 21,9639 г
8,3%
Зная плотность 8,3% раствора хлороводородной кислоты, вычислим его объем:
|
|
|
m р-ра (HCl 8,3%)
ρ (HCl 8,3%)=
V( HCl 8,3%)
m р-ра (HCl 8,3%) 21,9639 г
V( HCl 8,3%) = = = 21,16 мл
ρ (HCl 8,3%) 1,038 г/мл
Ответ: V ( HCl 8,3%) = 21,16 мл
Дополнительные задачи I типа для самостоятельного решения
1. Определить, какой объем хлористоводородной кислоты с массовой долей 25% необходимо взять для приготовления 5 л раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л. ρ (HCl 25%)= 1,123 г/мл. Мм (HCl) = 36,46 г/моль
2. Определить, какой объем хлористоводородной кислоты с массовой долей 20% необходимо взять для приготовления 2 л раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л. ρ(HCl 20%)= 1,10 г/мл. Мм (HCl) = 36,46 г/моль
3. Определить, какой объем хлористоводородной кислоты с массовой долей 37% необходимо взять для приготовления 2 л раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л. ρ(HCl 37%)= 1,19 г/мл. Мм (HCl) = 36,46 г/моль
4. Определить, какой объем азотной кислоты с массовой долей 63% необходимо взять для приготовления 5 л раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,2 моль/л. ρ(HNO3 63%)= 1,41 г/мл. Мм (HNO3) = 63,02 г/моль
5. Определить, какой объем серной кислоты с массовой долей 96% необходимо взять для приготовления 5 л раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л. ρ(H2 SO4 96%)= 1,84 г/мл. Мм (H2 SO4) = 98,09 г/моль
6. Определить, какой объем серной кислоты с массовой долей 49% необходимо взять для приготовления 2 л раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л. ρ(H2 SO4 49%)= 1,6 г/мл. Мм (H2 SO4) = 98,09 г/моль
ЗАДАЧИ II ТИПА
NB! В задачах 2-ого типа речь ВСЕГДА идет о растворах ДВУХ веществ!
Это задачи по стандартизации рабочих растворов (то есть определению их титра, молярной концентрации эквивалента и поправочного коэффициента) по растворам исходных (стандартных) веществ либо по другим рабочим растворам с известным поправочным коэффициентом.
|
|
|
Задачи такого типа решаются строго по определенному алгоритму.
Важно правильно записать «Дано» из условия задачи. Отражают концентрации растворов и их наименования в индексах. Не забывают, что практическую концентрацию обозначают знаком «приблизительно» (~), а в теоретической (точной) – никаких знаков перед цифрой, обозначающей концентрацию, не ставят.
Решение задачи начинают с анализа данных. Провести анализ данных в таких задачах чисто логическим путем сложно, так как необходимо еще и хорошее знание теоретического материала. По условию задачи один из растворов, у которого проводят стандартизацию, (то есть определяют титр, поправочный коэффициент и молярную концентрацию эквивалента) является рабочим раствором. Одновременно его рассматривают и как исследуемый раствор, так как его фактическая концентрация не известна. Раствор, по которому проводят стандартизацию, является либо раствором исходного (стандартного) вещества (логически определить это нельзя – необходимо знание теоретического материала по теме), либо – другим рабочим раствором с известным поправочным коэффициентом. Исходя из того, каким раствором заполняют бюретку и проводят титрование – определяют метод анализа, а исходя из методики проведения анализа – способ титрования.
Задачи II типа всегда решаются через закон эквивалентов:
С экв. (1) • V (1) = С экв. (2) • V (2) (С м (1) • V (1) = С м (2) • V (2))
При этом 1 – обозначают первый раствор, а 2 – второй раствор.
Обычно стандартизацию 0,1 моль/л растворов проводят по 0,1 моль/л растворам; 0,05 моль/л растворов по 0,05 моль/л растворам; 0,02 моль/л растворов по 0,02 моль/л растворам и так далее. А так как вещества реагируют в эквивалентных количествах, то, сравнив объемы прореагировавших растворов, можно будет предположить, как будут отличаться их концентрации. Наблюдается обратно пропорциональная зависимость:
С экв. (1) V (2) С м (1) V (2)
= ; ( = )
С экв. (2) V (1) С м(2) V (1)
Следовательно: если V (1) = V (2), то и Сэкв. (1) = Сэкв. (2) (С м (1) = С м (2))
|
|
|
если V (1) > V (2), то Сэкв. (1) < Сэкв. (2) (С м (1) < С м (2))
если V (1) < V (2), то Сэкв. (1) > Сэкв. (2) (С м (1) > С м (2)), но не намного.
Таким образом, получив в конце задачи результат, его сравнивают с предполагаемым и делают вывод о правильности проведенного решения.
Далее записывают уравнение(я) реакции(ий), лежащей(щих) в основе анализа. Это необходимо для того, чтобы правильно рассчитать молярную массу эквивалента определяемого вещества. Во избежание ошибок на первое место в уравнении записывают вещество, у которого определяют показатели концентрации, а на второе – вещество с известным поправочным коэффициентом.
Далее записывают закон эквивалентов применительно к данной ситуации.
С экв. ~(1) • V ~(1) = С экв. ~(2) • V ~(2) (С м ~(1) • V ~(1) = С м ~(2) • V ~(2))
И выражают из него искомую молярную концентрацию (эквивалента).
Сэкв. ~(2)• V ~(2) С м~(2 ) • V ~(2)
Сэкв. ~(1) = (С м ~(1) = )
V ~(1) V ~(1)
(Обратить внимание на то, что в числителе дроби находятся показатели одного и того же раствора - ~(2), а объем другого раствора ~(1) находится в знаменателе!)
Нам не известна практическая молярная концентрация эквивалента раствора (2), но известен его поправочный коэффициент. Исходя из этого, молярную концентрацию эквивалента рассчитывают отдельным действием.
С экв. ~
К п =
С экв. т.
Следовательно:
Сэкв. ~(2) = Сэкв. т.(2) • К п (2)
Подставляют значения в формулу и проводят расчет.
А затем считают титр и поправочный коэффициент.
Сэкв. • Mэкв. См • Mм
титр рабочего раствора T = (Т = )
1000 1000
|
|
|
Так как титр считаем практический, то и молярную концентрацию эквивалента берем практическую. Так как считаем титр 1-ого раствора, то и молярную концентрацию эквивалента берем от этого же раствора (1-ого), то есть
Сэкв. ~1• M экв . 1 См ~1 • M м 1
T ~1 = (Т ~ 1 = )
1000 1000
Поправочный коэффициент рассчитываем по формуле:
Сэкв. ~ 1
К п1 = ---------
Сэкв. т. 1
Так как считаем коэффициент 1-ого раствора, то и молярную концентрацию эквивалента берем от этого же раствора (1-ого).
Проверяем, сопоставимы ли полученные значения с реальными. Не забываем обосновать все рассчитанные показатели. Записываем ответ.
Задача 1
Определить титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент ~ 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты с молярной, если на титрование 10 мл раствора тетрабората натрия с молярной концентрацией эквивалента ~ 0,1 моль/л и поправочным коэффициентом равным 1,0120 ушло 9,8 мл раствора хлороводородной кислоты. М.м.(НС1)= 36,46 г/моль.
Рассуждения: В задаче речь идет о двух растворах. У одного из них известен поправочный коэффициент, у другого необходимо найти показатели концентрации (титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент). Следовательно, это задача по стандартизации одного раствора по другому – это задача II типа. Поводят стандартизацию рабочего раствора хлороводородной кислоты по буре, которая является исходным веществом этого метода.
Придерживаясь рекомендаций, приведенных выше, записываем «Дано» и начинаем решать задачу.
| Дано: | Решение: |
| V~0,1моль/л буры = 10 мл Kп ~0,1моль/л буры = 1,0120 V~0,1моль/л (НС1) = 9,8 мл М.м.(НС1) = 36,46 г/моль | Анализ данных: НС1 – это рабочий раствор у которого проводят стандартизацию. В данном случае это исследуемый раствор Бура – это исходное вещество метода ацидиметрии, по которому устанавливают концентрацию кислоты. Метод количественного определения – метод ацидиметрии (так как титрование проводят кислотой, то есть, она (кислота) содержится в бюретке), вариант нейтрализации (т.к. в основе метода лежит реакция нейтрализации). Способ прямого титрования (так как вещества взаимодействуют друг с другом напрямую). |
| Найти: Сэкв.~0,1моль/л (НС1) =? Т~0,1моль/л (НС1) =? Кп~0,1моль/л (НС1) =? |
Записываем уравнение реакции, лежащее в основе анализа, чтобы потом правильно рассчитать молярную массу эквивалента исследуемого вещества. Во избежание ошибок на первое место в уравнении реакции записываем исследуемое вещество, то есть хлороводородную кислоту.
|
|
|
2 HCl + Na2B4O7 + 5 H2O = 2 NaCl + 4 H3BO3
2 моль 2 экв.
Вещества реагируют друг с другом в соотношении 2 моль к 2 экв., следовательно, фактор эквивалентности будет равен единице.
2
f экв.(НС1) = = 1
2
Мэкв. (НС1) = Мм (НС1) • f экв.(НС1) = 36,46 г/моль • 1 = 36,46 г/моль
(Или вспоминаем, что раствор хлороводородной кислоты по ГФ Х II готовят с учетом реальных частиц, или смотрим, что в состав кислоты входит один ион водорода, значит фактор эквивалентности такого раствора будет равен единице).
Решаем задачу исходя из закона эквивалентов:
Сэкв. (1) • V(1) = Сэкв. (2) •V(2)
Обозначим: 1- раствор хлороводородной кислоты с молярной концентрацией
эквивалента ~ 0,1 моль/л
2 – раствор тетрабората натрия с молярной концентрацией
эквивалента ~ 0,1 моль/л
Таким образом, получаем:
Сэкв. ~0,1моль/л (НС1) • V ~0,1моль/л (НС1) = Сэкв. ~0,1моль/л буры • V ~0,1моль/л буры
Так как V ~0,1моль/л (НС1) (9,8 мл) < V ~0,1моль/л буры (10 мл), следовательно
Сэкв. ~0,1моль/л (НС1) > Сэкв. ~0,1моль/л буры
Выразим из закона эквивалентов практическую молярную концентрацию эквивалента хлороводородной кислоты.
Сэкв. ~0,1моль/л буры • V ~0,1моль/л буры
Сэкв. ~0,1моль/л (НС1) =
V ~0,1моль/л (НС1)
Нам не известна практическая молярная концентрация эквивалента натрия тетрабората, но зато мы знаем поправочный коэффициент этого раствора и знаем, что в идеале молярная концентрация эквивалента должна быть 0,1 моль/л.
Так как Сэкв. ~
Кп =
Сэкв. т.
Следовательно:Сэкв. ~ = Сэкв. т. • Кп
То есть в нашем случае Сэкв. ~0,1моль/л буры = Сэкв. т. буры • К п~0,1моль/л буры
Подставляем значения в расчетную формулу:
Сэкв. ~0,1моль/л буры = 0,1 моль/л • 1,0120 = 0,1012 моль/л
Видим, что показатель сопоставим с реальным (0,1012» 0,1). Не забываем обосновать показатель. Так как молярная концентрация эквивалента – это содержание моль-эквивалентов вещества в 1 л раствора, то получаем следующее.
Молярная концентрация эквивалента показывает, что в 1 л приготовленного раствора буры содержится 0,1012 моль-эквивалентов х.ч. буры.
Подставляем показатели в выведенную формулу и рассчитываем практическую молярную концентрацию эквивалента хлороводородной кислоты. Внимательно смотрим, чтобы в числителе формулы оказались данные от одного раствора, то есть от буры, а также, чтобы в формулу была подставлена практическая молярная концентрация эквивалента буры. Объем хлороводородной кислоты записываем в знаменатель.
0,1012 моль/л • 10 мл
Сэкв. ~0,1моль/л (НС1) = = 0,1032 653306 моль/л – округляем
9,8 мл и получаем 0,1033 моль/л
Видим, что снова получили показатель, сопоставимый с реальным (0,1033» 0,1) и, как выяснили из закона эквивалентовСэкв. ~0,1моль/л (НС1) > Сэкв. ~0,1моль/л буры (0,1033 > 0,1012).
Обосновываем показатель, учитывая, что молярная концентрация эквивалента – это содержание моль-эквивалентов вещества в 1 л раствора.
Молярная концентрация эквивалента показывает, что в 1 л приготовленного раствора хлороводородной кислоты содержится 0,1033 моль-эквивалентов х.ч. хлороводорода.
Далее рассчитываем титр приготовленного раствора хлороводородной кислоты по формуле:
Сэкв. • Mэкв.
T =
1000
Так как ищем титр практически приготовленного раствора, то и показатели концентрации подставляем практические, отображая концентрацию в индексе:
Сэкв. ~1 • Mэкв. 1
T~1 =
1000
То есть, в нашем случае формула будет выглядеть следующим образом:
Сэкв. ~0,1 моль/л (НС1)• Mэкв. (НС1)
T ~0,1 моль/л (НС1) =
1000
Подставляем в формулу значения и рассчитываем искомый показатель:
0,1033 моль/л • 36,46 г/моль
T ~0,1 моль/л (НС1) = = 0,003766 318 г/мл, округляем и получаем
1000 0,003766 г/мл
Обосновываем показатель. Вспоминаем, что титр – это содержание грамм вещества в 1 мл раствора.
Титр показывает, что в 1 мл приготовленного раствора хлороводородной кислоты содержится 0,003766 г х.ч. хлороводорода.
Далее рассчитываем поправочный коэффициент хлороводородной кислоты через молярную концентрацию эквивалента
Сэкв. ~
Кп =
Сэкв. т.
То есть в нашем случае Сэкв . ~0, 1моль/л (НС1)
К п~0,1 моль/л (НС1) =
Сэкв. 0,1 моль/л (НС1)
Подставляем в формулу значения:
0,1033 моль/л
К п~0,1 моль/л (НС1) = = 1,0330
0,1 моль/л
Видим, что показатель сопоставим с реальным (1,0330» 1,0).
Обосновываем показатель. Так как (1,0330 > 1,0), то обоснование даем следующее:
Поправочный коэффициент показывает, что титр и молярная концентрация эквивалента ~ 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты больше, чем титр и молярная концентрация эквивалента теоретического раствора в 1,0330 раза.
Записываем ответ.
Ответ: Сэкв. ~0,1моль/л (НС1) = 0,1033 моль/л К п~0,1 моль/л (НС1) = 1,0330
T ~0,1 моль/л (НС1) = 0,003766 г/мл
Задача 2
Определить титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент раствора гидроксида натрия ~ 0,1 моль/л, если на титрование 10 мл раствора гидроксида натрия с молярной концентрацией эквивалента ~ 0,1 моль/л ушло 10,3 мл раствора хлороводородной кислоты с молярной концентрацией эквивалента ~ 0,1 моль/л и поправочным коэффициентом равным 0,9685. М.м.(NаОН)=40,0 г/моль
| Дано: | Решение: |
| V~0,1моль/л (NаОН) = 10 мл V~0,1моль/л (НС1) = 10,3 мл М.м.(NаОН) = 40,0 г/моль Kп ~0,1моль/л (НС1) = 1,0120 | Анализ данных: NаОН – это рабочий раствор у которого проводят стандартизацию. В данном случае это исследуемый раствор НС1 – это рабочий раствор, так как известен его поправочный коэффициент
Метод количественного определения – метод ацидиметрии, вариант нейтрализации. Способ прямого титрования. |
| Найти: Сэкв.~0,1моль/л (NаОН) =? Т~0,1моль/л (NаОН) =? Кп~0,1моль/л (NаОН) =? |
В основе метода лежит уравнение реакции:
NаОН + HCl = NaCl + H2O
1 моль 1 экв.
fэкв. = kстех.
fэкв.(NаОН) =1
Мэкв. (NаОН) = Мм(NаОН) • fэкв.(NаОН) = 40,0 г/моль • 1 = 40,0г/моль
Сэкв. ~0,1моль/л (NаОН) • V ~0,1моль/л (NаОН) = Сэкв. ~0,1моль/л (НС1) • V ~0,1моль/л (НС1)
Т.к. V ~0,1моль/л (NаОН) (10 мл) < V ~0,1моль/л (НС1) (10,3 мл), следовательно
Сэкв. ~0,1моль/л(NаОН) > Сэкв. ~0,1моль/л (НС1)
Сэкв. ~0,1моль/л (НС1) • V ~0,1моль/л (НС1)
Сэкв. ~0,1моль/л (NаОН) =
V ~0,1моль/л (NаОН)
Сэкв. ~0,1моль/л (НС1) = Сэкв. т. (НС1) • К п~0,1моль/л буры
Сэкв. ~0,1моль/л (НС1)= 0,1 моль/л • 0,9685= 0,0969 моль/л
Молярная концентрация эквивалента показывает, что в 1 л приготовленного раствора хлороводородной кислоты содержится 0,0969 моль-эквивалентов х.ч. хлороводорода.
0,0969моль/л • 10,3 мл
Сэкв. ~0,1моль/л (NаОН) = = 0,0998моль/л
10,0 мл
Молярная концентрация эквивалента показывает, что в 1 л приготовленного раствора гидроксида натрия содержится 0,0998 моль-эквивалентов х.ч. гидроксида натрия.
Сэкв. ~0,1 моль/л (NаОН) • Mэкв. (NаОН)
T ~0,1 моль/л (NаОН) =
1000
0,0998 моль/л • 40,0г/моль
T ~0,1 моль/л (NаОН) = = 0,003992 г/мл
1000
Титр показывает, что в 1 мл приготовленного раствора гидроксида натрия содержится 0,003992 г х.ч. гидроксида натрия.
Сэкв. ~0, 1моль/л (NаОН)
К п~0,1 моль/л (NаОН) =
Сэкв. 0,1 моль/л (NаОН)
0,0998 моль/л
К п~0,1 моль/л(NаОН) = = 0,9980
0,1 моль/л
Поправочный коэффициент показывает, что титр и молярная концентрация эквивалента ~ 0,1 моль/л раствора гидроксида натрия меньше, чем титр и молярная концентрация эквивалента теоретического раствора гидроксида натрия.
Ответ: Сэкв. ~0,1моль/л(NаОН) = 0,0998 моль/л
T ~0,1 моль/л (NаОН) = 0,003992 г/мл
К п~0,1 моль/л(NаОН) = 0,9980
Задачи II типа для самостоятельного решения
1. Определить титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент ~ 0,1 моль/л раствора гидроксида калия, если на титрование 10 мл раствора гидроксида калия ушло 9,9 мл раствора хлороводородной кислоты с молярной концентрацией эквивалента ~ 0,1 моль/л и поправочным коэффициентом равным 1,0022. Мм (КОН)= 56,11 г/моль
2. Определить титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент ~ 0,1 моль/л раствора гидроксида натрия, если на титрование 10 мл раствора щавелевой кислоты с молярной концентрацией эквивалента ~ 0,1 моль/л и поправочным коэффициентом равным 0,9888 ушло 10,4 мл раствора гидроксида натрия. Мм (NаОН)=40,0 г/моль
3. Определить титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент ~ 0,1 моль/л раствора серной кислоты, если на титрование 20 мл раствора серной кислоты ушло 20,5 мл раствора гидроксида натрия с молярной концентрацией эквивалента ~0,1 моль/л и поправочным коэффициентом равным 1,0052. Мм (Н2 SO4)= 98,07 г/моль
4. Определить титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент ~0,1 моль/л раствора серной кислоты, если на титрование 20 мл раствора карбоната натрия с молярной концентрацией эквивалента ~ 0,1 моль/л и поправочным коэффициентом равным 0,9868 ушло 19,6 мл раствора серной кислоты. Мм (Н2 SO4)= 98,07 г/моль.
5. Определить титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент ~ 0,1 моль/л раствора перманганата калия, если на титрование 10 мл раствора щавелевой кислоты с молярной концентрацией эквивалента ~ 0,1 моль/л и поправочным коэффициентом равным 1,1008 ушло 10,8 мл раствора перманганата калия. Мм (KMnO4)=158,03 г/моль.
6. Определить титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент ~ 0,05 моль/л раствора перманганата калия, если на титрование 20 мл раствора оксалата натрия с молярной концентрацией эквивалента ~ 0,05 моль/л и поправочным коэффициентом равным 1,0119 ушло 21,1 мл раствора перманганата калия. Мм (KMnO4)=158,03 г/моль.
7. Определить титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент ~ 0,1 моль/л раствора тиосульфата натрия, если на титрование йода, выделившегося в результате взаимодействия в кислой среде с йодидом калия 10 мл раствора дихромата калия с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л и поправочным коэффициентом равным 1,0000, ушло 9,9 мл раствора тиосульфата натрия. Мм (Na2 S2 O3 • 5 Н2О)= 248,18 г/моль.
8. Определить титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент ~ 0,1 моль/л раствора йода, если на титрование 25 мл раствора йода ушло 25,8 мл раствора тиосульфата натрия с молярной концентрацией эквивалента ~ 0,1 моль/л и поправочным коэффициентом равным 0,9962. Мм (I2)= 253,8 г/моль.
9. Определить титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент ~ 0,1 моль/л раствора серебра нитрата, если на титрование 10 мл раствора хлорида натрия с молярной концентрацией эквивалента ~0,1 моль/л и поправочным коэффициентом равным 1,0008 ушло 9,8 мл раствора серебра нитрата. Мм (AgNO3)= 169,87 г/моль.
10. Определить титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент ~ 0,02 моль/л раствора роданида аммония, если на титрование 25 мл раствора нитрата серебра с молярной концентрацией эквивалента ~ 0,02 моль/л и поправочным коэффициентом равным 0,9888 ушло 24,5 мл раствора роданида аммония. Мм (NH4 SCN)=76,12 г/моль.
ЗАДАЧИ III ТИПА
NB! В задачах 3-его типа речь ВСЕГДА идет о растворах ДВУХ или более веществ!
Это задачи по определению концентрации (массовой доли) исследуемого вещества в лекарственном средстве или в лекарственном препарате (лекарственной форме).
Задачи этого типа также решаются по строго определенному алгоритму. Точно также как и в предыдущих случаях, важна правильная запись «Дано». В нем также в индексах показателей указывают наименование веществ (растворов) и их концентрацию, не забыв о том, что знаком ~ обозначают практическую концентрацию, а отсутствие этого знака – концентрацию теоретическую (идеальную, точную).
При решении таких задач следует учитывать, что при анализе растворов с высокой концентрацией (массовой долей) на их титрование будут расходоваться очень большие объемы рабочих растворов. Поэтому с целью уменьшения затрат рабочих растворов, из растворов таких исследуемых веществ, предварительно готовят разведения. При этом точно взятую навеску исследуемого вещества растворяют в мерной колбе и уже оттуда, с помощью мерной пипетки, приготовленный раствор берут на анализ. Этот процесс необходимо учесть при расчете массы навески фактической.
При этом объем мерной колбы (разведения) указывают в дано как Vк, а объем навески для анализа (взятой пипеткой) - соответственно как Vп. После этого делают перерасчет навески фактической, составляя и решая пропорцию.
Решение задачи также начинают с анализа данных. Тот раствор (вещество), у которого концентрация (массовая доля) неизвестна (ее необходимо найти по условию задачи), считается раствором исследуемым (анализируемым); а тот (те), у которых известен поправочный коэффициент – раствором (-ами) рабочим (-ими). Исходя из того, какой (какие) рабочие растворы используются – дают название метода анализа. А, исходя из методики проведения анализа – указывают способ титрования.
Далее записывают уравнения реакций, лежащих в основе анализа. Это также необходимо для правильного расчета молярной массы эквивалента определяемого вещества. Во избежание ошибок, на первое место записывают анализируемое вещество, а за ним – рабочий раствор. Затем рассчитывают молярную массу эквивалента определяемого вещества и его титр.
Массовую долю рассчитывают по формуле:
Т т. раб./ опр• V ~ раб. • К п раб • 100%
ω опр.=
m н.ф.опр.
Вывод формулы расчета массовой доли определяемого вещества по способу прямого титрования и косвенного титрования (по заместителю):
m х.ч.
ω = • 100%
m н.ф.
В первую очередь обычно находят массу навески фактической. Это отдельное действие (первое).
Если проводят титрование сразу же всей навески, то масса навески вещества и есть масса навески фактической. Здесь расчеты не нужны и данную в условии навеску, можно сразу же подставлять в расчетную формулу.
Если готовят разведение, то необходимо сделать перерасчет, т.к. титроваться будет не вся навеска, а только ее часть. Для этого составляют пропорцию и решают ее.
Рассуждают следующим образом: навеску вещества растворяют в мерной колбе, поэтому делают запись: m нав. - Vк (то есть напротив массы навески указывают объем мерной колбы – то есть приготовленного разведения). На анализ раствор берут из мерной колбы (берут приготовленное разведение), поэтому под объемом мерной колбы записывают объем пипетки (то есть разведения взятого на титрование), а напротив него (под массой навески) будет находиться масса навески фактической: m н.ф. – Vп
Таким образом, делают запись:
m нав. - Vк
m н.ф. - Vп
Исходя из этого, выражаем массу навески фактической:
m нав. • Vп
m н.ф =
Vк
Т.к. разведения часто готовят не из сухих веществ, а из растворов, для решения задачи необходима масса навески, а не данный в задаче объем, то его переводят в массу, учитывая плотность раствора:
m нав.= V нав. • ρ
Если раствор имеет сравнительно небольшую концентрацию (менее 3%), то плотностью обычно пренебрегают, считая ее равной 1,00 г/м
|
|
|
