 |
Примеры расчетов при стандартизации рабочих растворов ( титрантов)
|
|
|
|
(Взяты из учебного пособия: Калинкин И.П. Титриметрические методы анализа. Примеры решения задач. Учебное пособие:[Текст] / И.П. Калинкин, Т.Э. Маметнабиев - СПб.: СПбГТИ (ТУ), 2009. - 43 c.
Примеры расчетов при стандартизации раствора кислоты или щелочи
Пример 11. Какую навеску безводной соды следует взять для стандартизации
0,17 – 0,23 М раствора HCI способом пипетирования, используя пипетку и мерную колбу номинальной вместимостью 
и 
соответственно и бюретку вместимостью 
.
Решение. Обычно стандартизацию HCI проводят по трем навескам соды. Поскольку предполагаемый диапазон концентраций HCI велик, то первую навеску рассчитывают в предположении выданной 0,17 моль·л─1 HCI, чтобы при титровании аликвотной части (10мл) раствора 
наверняка не выйти за пределы вместимости бюретки (), что недопустимо.
Реакция титрования:
и 
.
Поскольку количества 
должно хватить на 5 аликвотных частей по 10 мл 
, то расчетное уравнение принимает вид:
.
Раскрывая уравнение почленно, в соответствии с уравнениями (3') и (4'), получают следующее выражение:
.
Объем титранта 
, при котором достигается минимальная относительная погрешность его измерения при работе с указанной бюреткой, составляет 4,0 – 5,0 мл. Подставляя значение 
и 
в расчетное уравнение находят 
: 
.
Ответ: В предположении, что 
допустимая максимальная масса навески соды 
не должна быть больше, чем 
. Иначе на титрование одной аликвотной части раствора соды пойдет больше 5 мл HCI. Если фактически затраченный на титрование объем HCI окажется меньше 4 мл (в случае более концентрированной кислоты), то необходимо будет уточнить новую навеску расчетным путем, чтобы на титрование шло 4,5 – 4,8 мл HCI для получения минимальной относительной погрешности измерения 
по бюретке.
|
|
|
Пример 12. Какую навеску безводного 
следует взять для стандартизации
0,2 н. раствора H2SO4 методом пипетирования, если пользуются бюреткой вместимостью 25 мл, мерной колбой вместимостью 100 мл, и мерной пипеткой вместимостью
20 мл?
Решение. Аликвотная часть навески, отбираемая на титрование, составляет:
; рабочая часть шкалы бюретки, где рекомендуется закончить титрование для получения минимальной погрешности измерения объема титранта, затраченного на титрование, находится в интервале от 3/5 шкалы до конца шкалы, т.е. в пределах от 15 до 25 мл
.
Поскольку задана нормальная концентрация кислоты, удобнее использовать эквивалентную форму записи согласно уравнениям (7') и (8 '):
;
; 
Откуда 
Ответ. Необходимо взять навеску соды массой ≈ 0,80 – 1,36 г.
Пример 13. (5.3 с.58 [2]). Вычислите молярную концентрацию растворов HCl и NaOH, если на титрование 0,7841г 
затрачено 22,15 мл раствора 
, а среднее значение объемного соотношения кислоты и щелочи составляет
. Реакция титрования: 
Решение. Cначала стандартизируют раствор HCl по навеске тетрабората натрия. Исходя из реакции титрования и принципа эквивалентности:
; 
.
Затем вычисляют концентрацию раствора NaOH, пользуясь вышеприведенным значением объемного соотношения кислоты и щелочи:
; 
откуда: 
Ответ: 
и 
Пример 14. ( № 243 [2]. Для установления точной концентрации раствора 
пипеткой отобрали 25,00 мл , на титрование которого затратили 23,61 мл раствора хлороводородной кислоты с титром 0,004023 г∙мл−1 . Вычислить: а) титр раствора щелочи, б) его титр по хлороводородной кислоте; в) его титр по серной кислоте.
Решение. Для решения указанных задач пользуются формулами табл.1 или равнозначными им формулами (2.12), (2.16), (2.24), (2.25), (2.31) табл.А1 приложения А [5]:
а) 
; 
откуда:
; 
;
б) для решения задачи предварительно рассчитывают молярную концентрацию раствора по любому из вариантов:
|
|
|
откуда: 
или:
; 
;
в) 
Пример 15. (5.8 с. 61[2]).Можно ли использовать способ отдельных навесок при титровании безводной соды 0,1 М раствором 
из полумикробюретки вместимостью 5 мл обеспечив при этом относительную погрешность определения не более 0,3%. Абсолютная погрешность взвешивания на аналитических весах 0,2 мг.
Решение. 
, а масса навески :
Относительная погрешность взвешивания составит (0,2/26,5)∙100 = 0,75%, что превышает допустимую по условию задачи. Для уменьшения ее до допустимого значения нужно применять способ пипетирования с отношением объмов (вместимостей) мерной колбы и пипетки 
, например, 50/10 или 200/20.
В этом случае расчет результатов анализа проводят по уравнению:
.
Относительная погрешность взвешивания в этом случае (0,2/132,5)∙100 = 0,15%, т.е. обеспечивается требование, поставленное в задаче.
Примеры расчетов при стандартизации раствора комплексона III (ЭДТА).
Пример 16. Рассчитать молярную концентрацию и титр по Mg рабочего раствора ЭДТА, если при титровании навески 0,1268 г MgSO4 его затрачено 21,06 мл.
Решение. Реакцию титрования при рН раствора 8 − 10 можно записать как:
.
Соответственно количество магния и количество ЭДТА находятся в следующих стехиометрических отношениях:
.
Раскрывая значения 
и 
, по уравнениям (3 ' ), (4 ') рассчитывают молярную концентрацию раствора ЭДТА:
.
Титр 
по 
находят, например, по формуле (2.32) табл.А1 [5]:
Ответ: 
; 
.
Пример 17. Какую навеску металлического цинка (99,99%) следует взять для приготовления 100,0 мл раствора, чтобы на титрование 20,00 мл его расходовалось 20,00 мл 0,2000М раствора ЭДТА?
Решение. Реакция титрования (при рН 8 – 10):
.
Аликвотная часть навески, отбираемая на титрование, составляет . На ее титрование потребуется количество , равное:
.
Согласно условию материального баланса и уравнениям (3 ' ), (4 '):
; 
.
Из соотношения 
находят:
Ответ: 
.
Пример 18. Сколько граммов металлического цинка следует растворить в кислоте, если для определения точной концентрации (стандартизации) 0,010 М раствора комплексона III (ЭДТА) способом пипетирования, используют пипетку и мерную колбу номинальной вместимостью 
и 
соответственно и бюретку вместимостью 
.
|
|
|
Решение. Реакция комплексонометрического титрования цинка при рН
раствора 8 − 10:
.
Согласно условию материального баланса: 
.
Объем титранта, при котором достигается минимальная относительная погрешность его измерения составляет 
> 
; в данном случае 
. Тогда, согласно уравнениям (3 ' ), (4 '), для титрования одной аликвоты необходима навеска:
.
Общая навеска цинка с учетом 5 аликвотных частей равна:
Ответ: Навеска цинка должна быть в пределах 
.
Пример 19. Растворением навески комплексона III (ЭДТА) в 1л дистиллированной воды приготовили примерно 0,05М раствор. Стандартизация этого раствора проведена способом пипетирования с использованием мерной колбы и мерной пипетки номинальной вместимостью соответственно: 
и 
. Титрование проведено из бюретки номинальной вместимостью 25 мл. Результаты титрования четырех аликвотных объемов (
) 0,05 М стандартного раствора 
составили: 19,53; 19,50; 19,52 и 19,55 мл; среднее значение 
= 19,525 мл.
Решение. Согласно реакции титрования при рН 8 – 10:
.
В соответствии с условием материального баланса: 
, т.е.
откуда:
Ответ: Точная концентрация ЭДТА, полученная в результате стандартизации, равна 
.
Пример 20. (№357 [2]). Рассчитать для рабочего раствора ЭДТА молярную концентрацию и титр по 
, если на титрование навески 0,1045 г 
, предварительно растворенной в HCl c последующим доведением рН до 10, затрачено 21,06 мл
ЭДТА.
Решение. 
;
; 
.
Возможен другой вариант расчета 
:
; 
;
г∙мл−1 .
Ответ: 
; 
.
|
|
|
