- •В.И. Вершинин, т.В. Антонова, с.В. Усова
- •По аналитической химии
- •Часть 1
- •Издание ОмГу Омск 1998
- •1. Введение для преподавателей
- •2. Правила безопасной работы в лаборатории аналитической химии
- •3. Правила взвешивания на двухчашечных демпферных аналитических весах 2
- •4. Оформление отчетов по лабораторным работам
- •5. Лабораторные работы по химическим методам анализа
- •5.1. Гравиметрическое определение железа Методические указания к лабораторной работе № 1
- •5.2. Аргентометрическое определение галогенидов Методические указания к лабораторной работе № 2
- •А. Стандартизация раствора AgNOз
- •Б. Титрование по методу Мора
- •В. Титрование по методу Фаянса
- •Г. Титрование по методу Фольгарда
- •Д. Выполнение контрольной задачи
- •5.3. Кислотно-основное титрование сильных электролитов Методические указания к лабораторной работе № 3
- •А. Приготовление раствора нCl и его стандартизация методом пипетирования
- •Б. Приготовление раствора NаOh, стандартизация его методом отдельных навесок
- •В. Проверка правильности стандартизации растворов нСl и NaOh
- •5.4. Кислотно - основное титрование слабых электролитов Методические указания к лабораторной работе № 4
- •А. Определение концентрации ледяной уксусной кислоты
- •Б. Определение концентрации водного раствора аммиака
- •В. Определение содержаний карбоната и бикарбоната натрия в их смеси
- •Г. Раздельное определение соляной и борной кислот в смеси. Метод замещения
- •Д. Определение содержания аммонийного азота в солях аммония
- •5.5. Кислотно - основное титрование в неводных средах Методические указания к лабораторной работе № 5
- •Краткие теоретические сведения
- •А. Стандартизация раствора нСlO4в сн3соон
- •Б. Определение концентрации анилина
- •В. Определение состава смеси ацетата и хлорида натрия
- •5.6. Комплексонометрическое титрование Методические указания к лабораторной работе № 6
- •А. Стандартизация рабочего раствора комплексона III по фиксаналу MgSo4
- •Б. Способы установления конечной точки титрования
- •В. Определение общей и кальциевой жесткости воды
- •Г. Способы проведения комплексонометрических титрований
- •Сравнение результатов при титровании разными способами
- •Д. Комплексонометрическое титрование многокомпонентных систем
- •5.7. Перманганатометрическое титрование Методические указания к лабораторной работе № 7
- •А. Стандартизация раствора kMnO4
- •Б. Определение содержания Fe (II) в соли Мора
- •5.8. Хроматометрическое титрование Методические указания к лабораторной работе № 8
- •А. Приготовление рабочего раствора. Прямое титрование восстановителей
- •Б. Определение неустойчивых восстановителей (SnCi2) по методу замещения
- •В. Определение окислителей по методу обратного титрования
- •5.9. Иодометрия Методические указания к лабораторной работе № 9
- •А. Стандартизация рабочего раствора иода
- •Б. Определение концентрации раствора Na2so3методом обратного титрования
- •В. Определение концентрации ионов меди (II) по способу замещения
- •Г. Иодометрическое определение кислот
- •Д. Определение концентрации перекиси водорода по методу замещения
- •6. Материалы для подготовки к практическим занятиям
- •6.1. Правила записи исходных данных и расчет результатов. Использование констант
- •Практическое занятие № 1
- •Оценка погрешности результатов расчета и правила их записи.
- •Примеры решения типовых задач
- •Контрольные вопросы
- •6.2. Расчет гетерогенного равновесия “осадок - раствор” Практическое занятие № 2 Теоретические сведения
- •Расчет возможности осаждения при добавлении реагента-осадителя.
- •Примеры решения типовых задач
- •Контрольные вопросы
- •6.3. Расчеты протолитических равновесий Практическое занятие № 3
- •Теоретические сведения
- •Примеры расчетов
- •Контрольные вопросы
- •6.4. Расчеты равновесий комплексообразования Практическое занятие № 4 Теоретические сведения
- •Расчет концентрации свободных ионов металла в отсутствие избытка лиганда
- •Расчеты закомплексованности и маскирования при введении избытка лиганда
- •Определение степени образования различных комплексов в их смеси
- •Примеры решения типовых задач
- •Контрольные вопросы
- •6.5. Расчет результатов титриметрического анализа Практическое занятие № 5 Теоретические сведения
- •Расчет результатов прямого или заместительного титрования
- •Расчет результатов обратного титрования
- •Другие способы расчета
- •Точность результатов титриметрического анализа
- •Примеры решения типовых задач
- •Контрольные вопросы
- •6.6. Статистическая обработка данных. Вычисление и использование доверительных интервалов Практическое занятие № 6 Теоретические сведения
- •Примеры типовых расчетов
- •Контрольные вопросы
- •7. Задачи для самостоятельного решения
- •7.1. Типовые задачи Запись и оценка точности исходных данных
- •Расчеты, связанные с растворимостью осадков
- •Расчеты, связанные с процессом протолиза
- •Расчеты, связанные с равновесием комплексообразования
- •Расчет результатов в титриметрическом анализе
- •Статистическая обработка результатов
- •7.2. Нетрадиционные задачи
- •8. Методические указания для самостоятельной работы на пэвм с применением расчетных программ
- •Справочные материалы (приложения)
- •Коэффициенты активности ионов [8]
- •Свойства некоторых протолитических растворителей
- •Константы кислотности некоторых кислотно-основных пар (кислотные константы)
- •Мольная доля наиболее депротонированных форм вещества HnR (например, анионов Rn-)
- •Закомплексованность металлов с некоторыми маскирующими реагентами-лигандами при разной концентрации l (без учета рН)
- •Критерии отбраковки грубых промахов а) значения q-теста для разных уровней значимости
- •Б) критические значения максимального относительного отклонения [16]
- •Коэффициенты Стьюдента для некоторых уровней значимости
- •Значения критерия Фишера а) для уровня значимости 0,05:
- •Литература
- •Содержание
- •Часть 1
- •В.И. Вершинин, т.В. Антонова, с.В. Усова
- •По аналитической химии
- •Часть 1
Расчеты, связанные с процессом протолиза
41. Рассчитать рН растворов КОН: а) 2·10-4М ; б) 2·10-7 М.
42. Рассчитать рН растворов азотной кислоты с концентрацией 0,050 М в разных растворителях: а) в воде; б) в этаноламине; в) в этаноле.
43. Рассчитать рН 0,80 % раствора КОН с учетом и без учета его ионной силы.
44.Найти рН 5,0·10-1М растворов СН3СООН: а) в воде ; б) в этаноле (рКа=3,57).
45. Рассчитать рН раствора, содержащего одновременно НСl и H2SO4.Концентрации кислот: 0.04 М и 0.02 М соответственно.
46. Найти рН 0,001 М раствора салициловой кислоты.
47. Найти рН раствора, имеющего концентрацию 0,010 М по HCl и 0,100 М по СН3СООН.
48. Какова должна быть концентрация водного раствора NH3, чтобы он имел рН10,2?
49.Найти рН растворов: а) ацетата аммония; б) нитрата аммония.
50. Найти рН 1,0·10-3М раствора нитрата свинца (II).
51.Найти рН раствора, полученного при сливании равных объемов 1,0 М раствора NH3и 0,75 М раствора NH4Cl. Рассчитать буферную емкость полученного раствора.
52.Как изменится рН одного литра ацетатного буферного раствора (ССН3СООН = 0,20 М, CCH3COONa = 0,10 М) при добавлении 100 мл 0,020 М раствора HCl?
53.Сколько граммов ацетата натрия необходимо добавить к 100 мл 0,2 М соляной кислоты, чтобы полученный буферный раствор после его разбавления водой до 500 мл имел бы рН 4,3?
54.Как изменится рН буферного раствора, приготовленного, как описано в задаче 53, если добавить к нему 2 М раствор NaOH в количестве: а) 5 мл; б) 10 мл?
55.Рассчитать рН раствора, полученного при сливании 500 мл 1,5 % раствора H3PO4и 500 мл 1,5 % раствора КН2РО4.
56.Составить и объяснить ионную диаграмму, описывающую состояние сероводорода в водном растворе. Концентрация сероводорода равна 0,002 М.
57.Составить ионную диаграмму, описывающую состояние угольной кислоты в водном растворе. В каких формах находится эта кислота в растворе при рН = 5 ? Рассчитайте мольные доли каждой из форм.
58. Определите, при каком рН в растворе карбоната натрия достигается максимальный выход гидрокарбонат - анионов. В какой области рН эти ионы доминируют?
59.Найти концентрации молекул Н3РО4в 0,10 М растворе фосфорной кислоты.
60.Рассчитать, при каком рН в водном растворе оксихинолина достигается максимальный выход нейтральных молекул. Чему равен этот выход ?
Расчеты, связанные с равновесием комплексообразования
61.Вычислить концентрацию ионов Fe2+в 0,0010 М растворе соли K4[Fe(CN)6]. Рассчитать закомплексованность железа(II), пренебрегая ступенчатым характером процесса диссоциации комплексного иона.
62. Во сколько раз концентрация катионов Cu2+в 1 М растворе [Сu(NH3)4]SO4 меньше, чем в 1 М растворе К2[CuBr4]?
63.Рассчитать концентрацию ионов Со2+в 0,5% растворе комплексной соли K4[Cо(CN)6]. Ионной силой раствора и эффектами протолиза пренебречь. Выпадет ли из этого раствора осадок гидроксида при подщелачивании до рН 9?
64.Рассчитать долю ионов Сd2+от общей концентрации этого металла в растворе, если присутствует 0,001 М избыток KSCN.
65.Во сколько раз отличаются по закомплексованности ртути(II) растворы, где общее содержание ртути(II) равно 10-3М, если в первом из них избыточная концентрация молекул NH3равняется 0,01 М, а во втором 1,0 М?
66.Вычислить концентрацию ионов Сu2+в растворе, где [NH3] = 0,10 М, а CСu=0,0010 M. Расчет закомплексованности провести двумя способами: а) учитывая образование всех возможных комплексов между медью (II) и аммиаком; б) учитывая образование комплекса 1:4 и пренебрегая образованием остальных комплексов.
67.Во сколько раз уменьшится концентрация ионов Сu2+, если к сантимолярному раствору медного купороса прилить равный объем двухмолярного раствора аммиака?
68.Будет ли выпадать осадок гидроксида железа (III) при рН 9,0 из раствора железоаммонийных квасцов с концентрацией 0,1 мг Fe/ мл, если в этом растворе создать равновесную концентрацию фторид-ионов, равную 0,1 моль/л?
69.Сколько нужно ввести в раствор граммов KSCN, чтобы снизить концентрацию ионов Со3+с 0,02 М до 10-4М? Объем раствора 100 мл. Расход роданида на связывание ионов кобальта не учитывать.
70.По потенциалу ион-селективного электрода, чувствительного к ионам серебра, определили, что равновесная концентрация ионов Ag+в исследуемом растворе составляет 6,4·10-9моль/л. В том же растворе присутствовал тиосульфат натрия (0,001 М). Оцените общую концентрацию серебра в растворе с учетом образования тиосульфатных комплексов серебра.
71. Необходимо связать ионы никеля (II) в салицилатные комплексы, получив при этом закомплексованность Ф больше 108. Какая концентрация салицилат-ионов в растворе потребуется для этого? Сколько граммов салицилата натрия пришлось бы ввести в расчете на 1 л раствора? Расходом салицилата на реакцию с ионами никеля(II) и величиной рН раствора пренебречь.Указание: Можно использовать табличные данные из приложения 5.
72.Построить диаграмму распределения для аммиачных комплексов меди (II).
73.Построить диаграмму распределения, иллюстрирущую процессы комплексообразования между алюминием и оксихинолином. Какой комплекс образуется при концентрации лиганда, равной 5·10-5М?
74.Сколько молей аммиака необходимо ввести в 1 л 0,5 М AgNO3,, чтобы снизить концентрацию Ag+до 10-9М? Учесть расход аммиака на реакцию с нитратом серебра с образованием комплекса 1:2 и необходимость введения избытка аммиака.
75.Рассчитайте равновесную концентрацию фторидного комплекса состава 1:1, образующегося в 0,2 М растворе хлорида железа (III) в присутствии избытка фторид-ионов (2,0 М).
76.Какой комплекс преобладает в растворе, содержащем ионы ртути (II) в концентрации 0,005 М и бромид - анионы (0,10 М)?
77.Во сколько раз различаются равновесные концентрации аммиачных комплексов цинка состава 1:2 и 1:4 в растворе, содержащем избыток аммиака (0,1 М)?
78.Найти концентрацию молекул аммиака в растворе, необходимую для достижения заданной закомплексованности (Ф = 106) ионов серебра, считая, что в растворе образуется только комплекс состава 1:2, процессами протолиза пренебречь.
79. Рассчитайте закомплексованность серебра в аммиачные комплексы в буферном растворе с рН = 8, где концентрация аммиака равна 1,0 М. Учесть конкурирующий процесс протолиза, т.е. связывания аммиака в NH4+.
80.Пользуясь таблицами (приложение 6), постройте графическую зависимость закомплексованности свинца (II) в цитратные комплексы от рL. Найдите закомплексованность свинца (II) в растворе с концентрацией цитрат - анионов 2·10-8 М. При какой концентрации цитрат-анионов будет достигаться закомплексованность Ф=107.