Решение задач методами аналитической химии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

Решение задач методами аналитической химии

Задача №9. При прокаливании смеси KHCO₃ и K₂CO₃ массой 0,4280 г масса уменьшилась на 0,0663 г Каковы массовые доли компонентов смеси?

Решение:\

2KHCO₃ K₂CO₃ + CO₂ + H₂O

n(H₂CO₃) = .

Масса уменьшилась за счет разложения KHCO₃ и испарения Н₂СО₃ (Н₂О и СО₂):

n(H₂CO₃) = = 0,0011 моль.

Из соотношения

=

находим х = 0,002139 моль. Тогда m(KHCO₃) = nM

m(KHCO₃) = 0,002139100 = 0,2139 г.

Теперь рассчитаем содержание KHCO₃ в смеси:

w(KHCO₃) = = 0,4997 или 49,97%.

Тогда w(KHCO₃) = 100 - 49,97 = 50,03 %.

Ответ: w(KHCO₃) = 49,97%; w(KHCO₃) = 50,03 %.

29. Рассчитать титры следующих растворов

№	Вещество	Сf экв, моль/л
27	Na2SO3	0,152

Решение: для нахождения титра раствора Na₂SO₃ воспользуемся формулой

Т _Na2SO3= С_{f эквNa2SO3}m _{f экв Na2SO3},

где - С_{f эквNa2SO3} - нормальная концентрация Na₂SO₃

m _{f экв Na2SO3} - эквивалентная масса Na₂SO₃

В нашем случае

m_Na2SO3 = m _{f экв Na2SO3}• f_{экв Na2SO3}

Для расчета массы приведем значение нормальной концентрации к молярной:

С _Na2SO3= С_{f эквNa2SO3} • f_{экв Na2SO3} = 0,152•1/2 = 0,076 моль/л.

Откуда масса равна m = M•n = 126•0,076 = 9,58 г;

m _{f экв Na2SO3} = 9,58•1/2 = 4,79 г-экв.

Т _Na2SO3 = 0,152•4,79 = 0,7281 г/см³_.

Ответ: Т _Na2SO3 = 0,7281 г/см³_.

54. Для установки титра H₂SO₄ была взята навеска буры равная 0,4718 г. На титрование этого количества буры, растворенной в произвольном объеме, затрачено 18,75 см³ H₂SO₄. Вычислить и

Решение

формула буры - Na₂B₄O₇10H₂O, молекулярная масса равна 381,36; поскольку для реакции титрования f_экв = 1/2, то соответстсвенно эквивалентная масса равна 381,36/2 = 190,68 г-экв. По скольку по условию сказано ,что навеску растворили в произвольном объеме, то примем объем V = 10 cм³. Зная это, рассчитаем нормальную концентрацию буры:

C_{fэкв буры} = = = 0,2474 моль/дм³

По реакции f_экв Н₂SO₄ = f_экв Na₂B₄O₇10H₂O = 1/2, соответственно, C_{fэкв буры} = C_{fэкв Н2SO4} = 0,2474 моль/дм³ . Затем рассчитаем титр буры, по которому сможем рассчитать :

Т_буры = = = 0,0979 г/см³ .

Соответственно, искомый равняется:

= = = 0,0252 г/см³ .

Ответ: = 0,0252 г/см³ .

Задача №79. Навеска 1,150 г H₂O₂ разбавлена в мерной колбе на 250 см³. На титрование 25,00 см³ этого раствора расходуется 30,25 см³ раствора перманганата калия = 0,0004542 г/ см³. Сколько % активного кислорода содержит образец перекиси?

Решение

m (акт. О) = V_KMnO4

m (акт. О) = 0,000454230,25= 0,137 г.

Теперь найдем массовую долю активного кислорода

w(акт. О) =

w(акт. О) = = 0,0119 %.

Ответ: w(акт. О) = 0,0119 %.

Задача № 99. Определить жесткость воды, если к 50,00 см³ воды добавлено 25,00 см³ 0,0500 М комплексона III. Избыток комплексона оттитрован 20,50 см³ 0,0500 М MgSO₄

Решение

Ca²⁺ + ЭДТА^2- = CaЭДТА^- + H⁺

Mg²⁺ + ЭДТА^2- = MgЭДТА^- + H⁺

Комплексон в избытке в количестве:

C₁V₁ = C₂V₂

С₁ =n/V

n = C₂V₂

n =0,05·20,50=1,025моль

в начале прилили ЭДТА равное:

n =25,00·0,05=1,25моль

на взаимодействие с Ca²⁺ и Mg²⁺ ушло ЭДТА

n =1,25-1.025=0,225моль

значит столько и количество вещества ионов определяющих жёсткость, отсюда:

Ж=0,225·1000/50=5 мг-экв/л

Ответ: Ж = 5 мг-экв/л.

К/р 1.

9. Вычислить рН раствора, если 5,6 л аммиака растворили в 250 см³ воды.

Решение

Находим

m(NH₄OH) = V = 0.915.6 = 5,096 г.

Теперь рассчитаем количество вещества NH₄OH:

n(NH₄OH) = = = 0,1456 моль.

Рассчитаем полный объем

V_полн. = 5,6 + 0,25 = 5,85 л.

Концентрация раствора составляет

С = = 0,87 моль/л.

= (0,87+0,87) = 0,87

Теперь найдем активность:

а =

где значение f находим по справочнику для NH₄OH и составляет 0,81. Тогда а = 0,870,81 = 0,07047 моль/л.

рОН = -lg a

pOH = -lg 0.07047 = 1,15.

Тогда соответствующее значение для рН = 14 - 1,15 = 12,85.

Ответ: рН = 12,85.

Задача №34 Вычислить рН буферных растворов, полученных при сливании растворов: 170 см³ 0,1 М KH₂PO4 и 150 см³ 0,05 М K₂HPO₄

Решение

Находим общий объем

V_общ = 170 + 150 = 320 см³ .

= = 0,053 моль/л.

= = 0,023 моль/л.

K(H₃PO₄) = 6,210^-8 ; рК = 7,2.

рН = 7,2 - lg= 7,2 - 0,36 = 6,84.

Ответ: рН = 6,84.

Задача № 54 По величине ПР вычислить растворимость малорастворимого электролита с учетом коэффициентов активности ионов. (Концентрация дана в моль/ дм³ или в массовых долях):

	Малорастворимое вещество	ПР	Сильныйэлектролит	Концентрация
54	Cu(OH)2	2,210-20	CuSO4	0,04M

Решение

ПР = ²

x0,040,240,7 = x0,0067

2,510^-20 = х6,710^-3

х = = 3,710^-18

Ответ: растворимость Cu(OH)₂ сотавляет 3,710^-18 .

Задача № 74

Рассчитайте равновесную концентрацию Ag(NH₃)₂⁺ в 0,01 М растворе нитрата серебра в присутствии 2 М аммиака.

Решение

имеем следующую реакцию

Ag⁺ + 2NH₄^{+ +}

Принимаем следующие значения: для AgNO₃ - 0,01; для NH₄OH - 2; для Ag(NH₃)₂⁺ - х. По уравнению реакции в мольном отношении получаем:

для AgNO₃ - (0,01 + х); для NH₄OH - (2 - х); для Ag(NH₃)₂⁺ - х.

Соответственно, х = (0,01 + х) + (2 - х).

Откуда х = 0,67 моль/л.

Ответ: равновесную концентрацию Ag(NH₃)₂⁺ составляет 0,67 моль/л.

Задача № 89

Вычислить константы равновесия для реакций, протекающих между следующими реагентами: KMnO₄- + HCl>

Решение

В данном случае возможны следующие реакции:

Для первого случая константа равновесия

Второго

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2

9. Рассчитать массу рутина (М = 610 г/моль), которая содержится в 250,0 см³ раствора, если величина пропускания этого раствора при = 258 нм и толщине кюветы 50 мм равна 16,6%, а стандартного 6,1·10⁵ М раствора - 28,2%. Чему равны значения молярного и массового коэффициентов поглощения рутина?

Решение

Из закона Бугера-Ламберта-Бера

А_x=еc_xl

А_ст=еc_стl

Так как по условию измерения проволили в идентичных условиях то еl (x) = еl (ст) то

А_x/ А_ст = c_x/c_ст

Оптическая плотность и пропускание связаны между собой

А=2-lgT

А_ст= 2-lg28.2=0.55

А_x= 2-lg16.6=0.78

c_x = c_ст·А_x/ А_ст

c_x= 6,1·10^-5·0,78/0,55=8,65·10^-5М

m=cVM

m=610·8,65·10^-5·250/1000=0,0132г

Ответ: m = 0,0132 г.

74. Рассчитать концентрацию (г/дм³) хлорида натрия в анализируемом растворе, если при потенциометрическом титровании 20,00 см³ этого раствора 0,2000 М раствором нитрата серебра получены следующие результаты:

, см3	15,0	20,0	22,0	24,0	24,5	24,9	25,0	25,1	25,5
Е, мВ	307	328	342	370	388	488	517	606	646
(E2-E1)/(V2-V1)	-	4,2	7	14	36	250	290	890	100

Решение

Построим интегральную форму кривой потенциометрического титрования:

Для более точного определения конечной точки титрования строим кривую первой производной:



Из графика видно что КТТ при V=25.1 см³

Тогда из уравнения

C₁V₁ = C₂V₂

Получаем

С₁ = C₂V₂/V₁

С₁=0,2·25,1/20=0,251моль/см³ или 2,51 моль/дм³

С(г/дм³)= С₁·М_К = 2,51·58,5=146,84 г/дм³

Ответ: С(NaCl) = 146,84 г/дм³ .

89 Рассчитайте один из неизвестных параметров кулонометрического определения:

№	Анализируемый объект	Определяемое вещество А	W(А),%	m(А),г	I, A	T, мин	Выход по току,%
89	Сплав, m = 0,1000 г	Ni	?	-	0,5	12	100

Решение: для решения воспользуемся формулами

Q = It и m = .

Q = 120,5 = 6 Кл.

m = = 0,0037 г.

Соответственно, w(А) = = 0,0037 или 3,7 %.

Ответ: w(А) = 3,7 %.

119. Определить удельную электропроводность 0,01 М HIO₃, если K_дисс. кислоты равна 0,16

Решение

используем формулу = .

= = 16 Ом^-1см.

Ответ: = 16 Ом^-1см.

129. Рассчитайте один из неизвестных параметров полярографического определения

№	Ион или соединение	n	Концентрация C	Id, мкА	D, см2/с	m, мг/с	t, с
129	?	2	0,083 г/ дм3	6,58	19,8106	0,70	3,0

Решение

для решения используем уравнение Маковича:

массовая доля реакция равновесная концентрация

I_д = 605nc.

Тогда I_д = 105,271,20,794,4510^-3 = 0,444 мкА.

Теперь рассчитаем электродный потенциал и по нему определим, что это: ион или соединение.

E = ln

E = 0,059ln1,87 = +0,11 В.

Данному потенциалу соответствует ион - .

Ответ: .

149. Сточную воду, содержащую фенол, объемом 50,00 см³ разбавили водой до 250,0 см³ и полярографировали. Высота волны фенола оказалась равной 24,5 мм. Определить концентрацию фенола в сточной воде в мг/дм³, если при полярографировании стандартного раствора фенола, содержащего 26,5 мг фенола в 250,0 см³, высота волны составила 38,5 мм.

Решение

по методу внутреннего стандарта С_х = h_x.

Тогда С₁ = ; С_х = . Из соотношения находим С_х:

m_х = = 16,86 мг.

Соответственно, 16,86 мг содержится в 250 мл. 50 мл разбавили до 250 мл, тогда в начальной пробе также содержится 16,86 мг фенола. В результате,

С(фенола) = = 0,33 мг/мл или 3,3 мг/дм³ .

Ответ: С(фенола) = 3,3 мг/дм³ .

169. При амперометрическом титровании 10,00 см³ раствора цинка свежеприготовленным раствором K₄Fe(CN)₆ с титром по цинку 0,002445 г/ см³ при Е = 1,46 В получены следующие данные

, см3	0	0,2	0,4	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0
I, мкА	60	60	60	61	61	120	176	230	285

Построить график и определить молярную концентрацию цинка в исследуемом растворе.

Решение

Из графика видно, что эквивалентная точка при V=1 см³



Тогда из уравнения:

3ZnCl₂ + 2K₄(Fe(CN)₆) = K₂Zn₃(Fe(CN)₆)₂ + 6KCl

С_Zn=

С_Zn=

Ответ: С_Zn= 0,36675 моль/л.

189. Раствор диметилсульфоксида (ДМСО) в метаноле объемом 210³ см³ с содержанием ДМСО 1,2 мг/см³ ввели в газовый хроматограф и получили пик со временем удерживания 20 мин, высотой 312 мм и шириной 10 мм. Аналогично при тех же условиях ввели 210³ см³ исследуемого раствора и получили пик высотой 257 мм. Рассчитать содержание ДМСО в исследуемом растворе и число теоретических тарелок N колонки.

Решение

Зная относительное время удерживания и ширину пика, рассчитаем число теоретических тарелок колонки:

N = 16•()²

Соответственно, N = 16•()² = 64.

Для нахождения содержания ДМСО в исследуемом растворе будем использовать формулу:

С_{ис. р-ра} = S_ис.р-ра•К.

Рассчитаем поправочный коэффициент для пика содержание ДМСО:

К = .

Площадь ДМСО в метаноле находится как h•1/2•b, причем параметры высоты и ширины необходимо перевести в см, то есть

К = = 0,761.

Теперь рассчитаем искомую концетрацию ДМСО в исследуемом растворе, которая составляет:

С_{ис. р-ра} = 25,7•0,05•0,761 = 0,98 мг/см³_.

Ответ: N = 64; С_ДМСО = 0,98 мг/см³_.

199. При проявлении стероидных горомонов прогестерона, гидрокортизона и тестостерона на пластинах «Силуфол» парами йода при использовании в качестве подвижной фазы смеси бензол-диоксан (2:1) коэффициент распределения R_f соответственно составили 0,65, 0,57 и 0; при использовании смеси бензол-ацетон (4:1) - 0,67, 0, 0,48. Определить состав анализируемой пробы, если при использовании смеси бензол-диоксан пробег растворителя L = 95 мм, а расстояние от линии старта до пятна составило 62 мм. При использовании смеси бензол-ацетон, L = 86 мм, а пятна обнаружились на расстоянии 41 и 58 мм.

Решение

Для решения воспользуемся формулой коэффициента распределения:

R_f =

На основании полученных данных определим коэффициенты распределения при использовании в качестве подвижной фазы смеси бензол-диоксан (2:1):

R_f (прогестерон) = = 0,65.

Теперь определим коэффициенты распределения при использовании в качестве подвижной фазы смеси бензол-ацетон (4:1):

R_f (тестостерон) = = 0,48.

R_f (прогестерон) = = 0,67.

По сверке полученных коэффициенты распределения легко можно определить, что в анализируемой пробе присутствуют hgjutcnthjy и тестостерон.

Размещено на Allbest