Добавил:
kiopkiopkiop18@yandex.ru Вовсе не секретарь, но почту проверяю Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1 курс / Химия / Kharitonov_Yu_Ya_-_Analiticheskaya_khimia_2_chast

.pdf
Скачиваний:
41
Добавлен:
23.03.2024
Размер:
19.67 Mб
Скачать

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ__________________ М М А им .И .М . Сеченова

Харитонов Ю.Я. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. АНАЛИТИКА. Кн. 2

капли раствора, прибавленного из бюретки, часто составляет около -0,05 мл (хотя так бывает не всегда). В этом случае ошибка, связанная с пере­ расходом титранта, будет, очевидно, равна

е, = 0,05 • 100% /V

и при объеме раствора, затраченного на титрование, равном V = 20 мл, составит

е, = 0,05 • 100%/20 = 0,25%.

Суммарная максимальная относительная ошибка измерения объема титранта составит

Е + е, = (0,04 + 0,05) • 100%/20 = 0,45%.

Ошибку измерения объема израсходованного титранта, обусловлен­ ную перерасходом одной избыточной капли титранта, можно устранить, вводя поправку на перерасход титранта, т.е. вычитая из общего объема израсходованного титранта объем одной капли раствора.

Ошибки, обусловленные неточностью измерения объема растворов, присущи не только кислотно-основному титрованию, но и всем другим титриметрическим методам анализа.

Б.Индикаторные ошибки кислотно-основного титрования.

Ксистематическим ошибкам кислотно-основного титрования отно­ сятся индикаторные ошибки. Они обусловлены несовпадением значений pH титруемого раствора в ТЭ и рТ индикатора в КТТ. Практически не­ возможно подобрать такой индикатор кислотно-основного титрования, значение рТ которого точно совпадало бы со значением pH в ТЭ. Поэто­ му индикатор меняет свою окраску в КТТ либо до ТЭ, либо после нее. Если изменение окраски индикатора происходит до ТЭ, то раствор недотитрован, в КТТ остается некоторое количество неоттитрованного опре­ деляемого вещества. Если же окраска индикатора изменяется после ТЭ, то раствор перетитрован, в КТТ имеется некоторое избыточное количест­ во титранта. В связи с этим измеренный объем израсходованного титран­ та может быть либо меньше, либо больше его стехиометрического объе­ ма в ТЭ. Величина индикаторной ошибки кислотно-основного титрова­ ния, очевидно, тем заметнее, чем больше разность между значениями рТ индикатора и pH титруемого раствора в ТЭ. Обычно стремятся свести индикаторные ошибки к минимуму так, чтобы они, во всяком случае, не превышали бы 0,2%. Это достигается в основном путем выбора соответ­ ствующего индикатора.

Иногда индикаторную ошибку титрования рекомендуют называть просто ошибкой титрования и формулируют ее следующим образом: это

разница в количествах титранта или соответствующая разница в коли­ чествах титруемого вещества: величина, найденная в конечной точке, минус величина, отвечающая точке эквивалентности.

Такое определение ошибки титрования универсально, т.е. справед­ ливо для всех титриметрических методов, а не только для кислотно­ основного титрования.

121

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ__________________ М М А им .И .М . Сеченова

Харитонов Ю.Я. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. АНАЛИТИКА. Кн. 2

Индикаторные ошибки кислотно-основного титрования подразделя­ ют на водородную (протонную), гидроксидную, кислотную и основную

(раньше основную ошибку называли щелочной ошибкой).

Водородная (протонная) ошибка Х н Q.. Эта ошибка вызвана при­

сутствием избытка ионов водорода в КТТ вследствие либо недотитровывания раствора сильной кислоты, либо перетитровывания раствора тит­ руемого основания раствором сильной кислоты. В первом случае ошибка

отрицательная, во втором — положительная.

Пусть а' и а — соответственно количество эквивалентов избыточных ионов водорода в КТТ и общее количество эквивалентов сильной кисло­ ты, т.е. ионов водорода, введенных в раствор. Тогда под водородной ошибкой понимают величину, равную (в процентах)

X н,о. = ±а' -1 0 0 % / а.

Очевидно, что а' = c(H30 +)F и а = с(а)У(а), где общий объем рас­

твора V = У(а) + У(Ь); У(а) и Уф) — соответственно объем раствора кислоты и основания; сф) — исходная концентрация кислоты. Поскольку в КТТ

pH = - lg с(Н3 0 +) = рТ, с(Н30 +) = 1 (ГрТ,

 

где рТ — показатель титрования индикатора, то

 

X

= ±10”pT[F(a) + К(6)]-100%/ с(а)У(а).

(3.19)

Гидроксидная ошибка X . Эта ошибка возникает при наличии из­

бытка гидроксид-ионов ОН" в КТТ вследствие либо недотитровывания раствора сильного основания кислотой (отрицательная ошибка), либо перетитровывания раствора кислоты раствором сильного основания (по­ ложительная ошибка):

X = ±Ь' 100% /Ь,

где Ь' и Ь — соответственно количество эквивалентов избыточных гид­ роксильных ионов в КТТ и общее количество эквивалентов сильного ос­ нования, введенного в раствор.

Рассуждая аналогично предыдущему, можно записать

Ь' = с(OH")F, Ь = сф)Уф),

где сф) — исходная концентрация сильного основания; У = У(а) + Уф). Далее

-lg c (O H ) = рОН = 14-рН = 14-рТ,

поскольку pH = рТ; следовательно, с(ОН~) = 1 (ГП4"рТ). Окончательно

X w . = ±10"<|4_рТ)[У(а) + У(6 )] ■100% / сф)У ф).

(3.20)

122

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ__________________ М М А им .И .М . Сеченова

Харитонов Ю.Я. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. АНАЛИТИКА. Кн. 2

Кислотная ошибка Ха. Эта ошибка вызвана присутствием некоторо­ го количества недотитрованной-слабой кислоты в КТТ:

Х а = и' 100%/и,

где п' и п — соответственно количество недотитрованной слабой кисло­ ты НА и общее количество слабой кислоты НА, введенной в раствор.

Слабая кислота НА диссоциирует в растворе

 

НА + Н20 = Н30 ++ А '

 

 

с константой кислотной диссоциации Ка, равной

 

Ка =[Н 3 0 +][А~]/[НА],

 

откуда [HA]/[A"] = [H30 +]//v((. Учитывая, что

Ка =10_р*г‘

и что в КТТ

-lg[H 30 +] = pH = рТ, получаем [Н30 +] = 1(ГрТ

и

 

[НА]/[А‘ ] = 10_рТ/10"л

= 1 0 " .

 

В КТТ количество недотитрованной слабой кислоты равно

п' = [НА]К;

тогда общее количества исходной кислоты

л = ([НА]+[А~])К, где V

объем раствора. Подставляя эти величины в выражение для Ха, получаем

Х а = [НА] • 100% /([НА] + [А" ]).

Разделим числитель и знаменатель в этом выражении на [А-]:

Х а = ([НА] /[А" ]) • 100% /[([НА]/[А" ]) +1].

Подставим в это уравнение величину [НА]/[А~], найденную выше. Тогда

получим окончательно

 

 

х а = 1 0 р"

1 0 0 % /(1 0 рЛГ' рТ + 1).

(3.21)

Если величина ю рАГ'~рТ «

1 (порядка -10"4 и меньше), то первым сла­

гаемым в знаменателе выражения (3.21) можно пренебречь. В этом случае получаем приближенную формулу для вычисления кислотной ошибки:

Х а = Юрк,-рТ.юо%,

которую иногда используют в упрощенных расчетах.

Основная ошибка X/,. Под основной ошибкой понимают выражен­ ную в процентах долю недотитрованного слабого основания в КТТ:

Х„ =п'ь 100% /и,,

где п[ ил/, — соответственно количество неотгитрованного слабого основа­

ния В и общее количество слабого основания В, введенного в раствор. Слабое основание В подвергается в растворе ионизации:

123

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ__________________ М М А им .И .М . Сеченова

Харитонов Ю.Я. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. АНАЛИТИКА. Кн. 2

В+ Н20 = ВН+ + ОН'

сконстантой ионизации, равной

Kh= [ВН+][ОН']/[В].

Отсюда [В]/[ВН+] = [ОН']/А),. Очевидно, что Кь = Ю'рАГ*, поскольку по

определению рКь= - l g Kh. Найдем концентрацию [ОН'] в КТТ. Так как

- lg[OH' ] = рОН = 14 - pH = 14 - рТ

(в КТТ значение pH = рТ индикатора), то [ОН ] = 10рТ' 14. Следовательно,

[В]/[ВН+] = 10рТ' |4 /Ю 'р'г‘ = 10р*«+рТ' 14.

Очевидно, далее, что n'h = [B]F и щ = ([B]+[BH+])F. Подставим эти

величины в выражение для Хь-

Х ь = [В]100%/([В] + [ВН+]).

Разделим числитель и знаменатель полученной дроби на [ВН+]:

Х„ = ([В] /[ВН+]) • 100% /[([В] /[ВН+]) +1].

Подставим в это выражение величину [В]/[ВН+] = 10р*4+рТ' 14. Тогда получим окончательно

хь= ю рАГ“ + р Т ' 14 1 0 0 % /(1 0 pAr* + p T ' 14 + 1).

(3.22)

По формуле (3.22) рассчитывают относительную величину основной ошибки.

Если 10рАГ" + р Т ' 14 «: 1 (порядка-1 O' 4 или еще меньше), то первым сла­ гаемым в знаменателе (3.22) можно пренебречь. Тогда получим прибли­ женную формулу для вычисления основной ошибки:

X h =10л+рТ1 4 -100%.

Иногда эту формулу используют в упрощенных расчетах.

Примеры расчетов индикаторных ошибок кислотно-основного тит­ рования приведены далее в разделе 3.8.7.

В. Другие источники ошибок кислотио-осиовиого титрования. Индикатор, присутствующий в растворе, обладает кислотно-основ­

ными свойствами и взаимодействует с титрантом, на что расходуется некоторое количество титранта. Чем больше индикатора введено в рас­ твор, тем больше расходуется титранта на взаимодействие с индикато­ ром. Поэтому следует прибавлять минимальное количество индикатора, обеспечивающее надежную фиксацию КТТ.

Кроме того, при значительном изменении концентрации индикатора несколько меняется и значение pH перехода окраски индикатора, что приводит к появлению концентрационной индикаторной ошибки.

124

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ__________________ М М А им .И .М . Сеченова

Харитонов Ю.Я. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. АНАЛИТИКА. Кн. 2

Для учета подобных ошибок проводят контрольный опыт, при кото­ ром титруют такой же объем воды, как и объем титруемого анализируе­ мого раствора, содержащий точно такое же количество индикатора, что и анализируемый раствор. Объем титранта, израсходованный в контроль­ ном опыте, вычитают из объема раствора титранта, израсходованного на титрование анализируемого раствора.

В процессе титрования может меняться ионная сила раствора, что влияет на изменение коэффициентов активности и приводит к изменению концентрационных констант равновесия и к смещению рТ индикатора в ту или иную сторону от ТЭ. Вследствие этого возникает солевая ошибка. Правда, обычно солевая ошибка невелика.

Так, например, при изменении ионной силы раствора от 0,0025 до 0,5 величина смещения интервала перехода окраски индикатора (солевая поправка) может изменяться в единицах pH:

для метилового оранжевого — от -0,02 до -0,04; для фенолфталеина — от - 0 , 2 1 до +0,18; для бромкрезолового синего — от -0 ,16до +0 , 2 1 ;

для бромтимолового синего — от -0,28 до +0,14; для метилового красного — не изменяется

Солевые поправки для наиболее часто применяемых индикаторов можно найти в аналитических справочниках.

Величину солевой ошибки оценивают, проводя контрольное титро­ вание раствора с той же ионной силой, что и анализируемый раствор в КТТ.

3.8.6. Применение методов кислотно-основного титрования

Кислотно-основное титрование в водных средах широко применяет­ ся в количественном анализе неорганических и органических веществ, обладающих кислотно-основными свойствами: сильных и слабых кислот и оснований, кислых и основных солей, а также солей, содержащих анионы слабых кислот и катионы слабых оснований. Модифицирован­ ными способами, включающими кислотно-основное титрование (обычно на заключительном этапе анализа), можно анализировать и соединения, не обладающие выраженными кислотно-основными свойствами.

Разработаны многочисленные методики определения кислот и щело­ чей, аммиака в солях аммония, азота в органических и неорганических соединениях, бора, щелочи и карбонатов в их смесях, временной жестко­ сти воды (титрование суммы бикарбонатов, характеризующих времен­ ную, т.е. устраняемую кипячением, жесткость воды), содержания фарма­ кологически активных веществ во многих лекарственных препаратах и т.д.

Приведем некоторые примеры.

125

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ__________________ М М А им .И .М . Сеченова

Харитонов Ю.Я. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. АНАЛИТИКА. Кн. 2

Известно, что щелочные растворы способны поглощать С 02 из воз­ духа с образованием карбонатов. Поэтому щелочи часто содержат приме­ си карбонатов. Определение щелочи и карбонатов при их совместном присутствии проводят прямым титрованием раствора, содержащего та­ кую смесь, стандартным раствором HCI последовательно с двумя инди­ каторами: фенолфталеином (рТ = 9) и метиловым оранжевым (рТ = 4).

Вначале оттитровывают всю щелочь и карбонат до бикарбоната;

HCI + NaOH = NaC 1 + Н20

HCl + Na2 C 0 3 = NaCl + NaHC03

по фенолфталеину до исчезновения розовой окраски раствора. Затем в раствор прибавляют индикатор метиловый оранжевый (раствор приобре­ тает желтую окраску) и оттитровывают бикарбонат до перехода окраски раствора из желтой в оранжевую:

HCI + NaHC03 = NaCl + С 02 + Н20

Зная количества НС1, затраченные на титрование бикарбоната, и суммы щелочи и карбоната, рассчитывают содержание карбоната и щелочи в исходном растворе.

Аммиак в солях аммония определяют двумя способами.

Первый способ — обратное кислотно-основное титрование. К вод­ ному раствору соли аммония прибавляют точно известное количество стандартного раствора гидроксида натрия и осторожно нагревают смесь до полного удаления газообразного аммиака:

NH; +оьг -> NH3T +н2о

Окончание удаления аммиака определяют по влажной лакмусовой бума­ ге, внося ее в пары над нагреваемой колбой с раствором. Красная лакму­ совая бумага перестает синеть по окончании удаления всего аммиака.

После охлаждения раствора до комнатной температуры избыток непро-

. реагировавшего гидроксида натрия титруют стандартным раствором НС1. Зная количество НС1, затраченной на титрование избыточной щело­

чи, и общее количество щелочи, введенной в раствор, рассчитывают ко­ личество щелочи, вступившей в реакцию с катионами аммония, и содер­ жание катионов аммония и аммиака в анализируемой соли аммония.

Второй способ — это формальдегидный метод заместительного ки­ слотно-основного титрования. К анализируемому водному раствору соли аммония прибавляют избыток раствора формальдегида Н2 СО. При этом протекает реакция с образованием уротропина (гексаметилентетрамина) (CH2 )6N4 и ионов водорода:

4NH; + 6 Н2СО -* (CH2 )6 N4 +4Н+ +6Н20

Ионы водорода (заместитель) образуются в количестве, эквивалент­ ном количеству катионов аммония. Эти ионы водорода оттитровывают стандартным раствором гидроксида натрия в присутствии фенолфталеина.

126

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ__________________ М М А им .И .М . Сеченова

Харитонов Ю.Я. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. АНАЛИТИКА. Кн. 2

По количеству гидроксида натрия, затраченного на титрование обра­ зовавшихся ионов водорода, рассчитывают количество катионов аммо­ ния в анализируемом растворе.

' Растворы НС1 часто стандартизуют по стандартному раствору буры Na2 B4 0 7 • 10Н2 О, который готовится по точной навеске. В водном рас­ творе тетраборат натрия гидролизуется:

Na2 B4 0 7 + 7Н20 = 2Na0H + 4H3 B 03

с образованием эквивалентного количества щелочи. Эту щелочь оттитровывают стандартным раствором HCI в присутствии индикатора метило­ вого оранжевого до изменения окраски раствора от желтой в золотисто­ оранжевую.

Суммарно реакцию можно представить в виде

Na2 B4 0 7 + 2НС1 + 5Н20 = 2NaCI + 4Н3 В 03

Зная исходное количество тетрабората натрия и объем НС1, пошед­ ший на титрование, рассчитывают концентрацию раствора НС1.

В основе метода Кьельдаля определения азота в органических со­ единениях (содержащих азо-, азокси-, амидо-, амино-, нитро-, нитрозогруппы) лежит кислотно-основное титрование. При определении азота по этому методу вначале органическое соединение разлагают концентриро­ ванной серной кислотой (в отсутствии или в присутствии катализатора — солей ртути). При этом образуются катионы аммония в составе соли NH4HSO4 в количестве, эквивалентном содержанию азота в исходном анализируемом веществе. К полученной смеси добавляют избыток щело­ чи. Катионы аммония разлагаются с выделением аммиака, который отго­ няют и поглощают в приемнике с известным количеством стандартного раствора НС1. Избыток непрореагировавшей HCI оттитровывают стан­ дартным раствором NaOH.

Зная количество NaOH, затраченное на титрование избыточной HCI в приемнике, рассчитывают это избыточное количество НС1, а зная об­ щее количество НС1, введенное в приемник, вычисляют и количество НС1, вступившей в реакцию с отогнанным аммиаком, и, следовательно, количество отогнанного аммиака.

Иногда в приемник помещают не раствор НС1, а раствор ортоборной кислоты Н3 В 03; борат-ионы, образовавшиеся при реакции ортоборной кислоты с аммиаком, оттитровывают стандартным раствором HCI.

Можно определять азот и в неорганических соединениях, предвари­ тельно переводя его в аммиак или в катионы аммония. Так, при опреде­ лении азота в нитритах и нитратах их восстанавливают металлическим цинком в кислой среде или сплавом Деварда (50% меди, 5% цинка, 45% алюминия) в щелочной среде. В последнем случае реакция протекает по схеме

127

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ__________________ М М А им .И .М . Сеченова

Харитонов Ю.Я. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. АНАЛИТИКА. Кн. 2

3NOj +8А1 + 50Н” + 18Н20 = 3NH3 Т +8[А1(ОН)4Г

Затем аммиак отгоняют в приемник и поступают, как описано выше. Методы кислотно-основного титрования — фармакопейные и широ­ ко используются при контроле качества таких лекарственных препаратов,

как аскорбиновая кислота, ацетилсалициловая кислота, дикумарин, глу­ таминовая кислота, метионин, дииодтирозин, бетазин, цитизин, сантонин и многие другие.

3.9.Примеры и задачи к гл. 3

3.9.1.Примеры

1.Рассчитайте молярную массу эквивалента тетрабората натрия Na2 B4 0 7 в протолитической реакции с HCI по схеме

Na2 B4 0 7 + 2НС1 +5Н20 = 4Н3 В 03 + 2NaCl

Решение. Из уравнения реакции следует, что фактор эквивалентно­ сти тетрабората натрия равен/ = / 2 = / 2. Следовательно, молярная масса

эквивалента тетрабората натрия в данном случае равна

M (^N a2 B4 0 7) = M (Na2 B4 0 7)/2 = 201,219/2 = 100,610 г/моль.

2. Какую массу навески буры Na2 B4 0 7 • ЮН20 в граммах необходи­ мо взять для приготовления V= 250 мл =0,250 л раствора, используемого для стандартизации раствора HCI, с молярной концентрацией эквивален­ та c = c(KNa2 B4 O7 10H2O) =0,1 моль/л?

Рассчитайте титр этого раствора по буре и по безводному тетрабора­ ту натрия, а также титриметрический фактор пересчета по НС1 (титр по определяемому веществу).

Решение. Навеска т буры равна

т = cM (XNa2 B4 0 7 •10Н2 О)К = 0,1 • 190,686 • 0,250 = 4,7672 г.

Титр раствора по буре

f(N a 2 B4 0 7 • ЮН20 ) = сМ (/2Na2 B4 0 7 • ЮН2 0 ) • 10' 3 = = 0,1 • 190,686 • 10" 3 = 0,019069 г/мл.

Титр раствора по безводному тетраборату натрия

T(Na2 B4 O7) = cA/(XNa2 B4 O7 )-10- 3 = 0,1 • 100,61010' 3 = 0,010061 г/мл . Титриметрический фактор пересчета по НС1

?(Na2 B4 0 7 / HCI) = cM(HCl) • 10 3 = 0,1 - 36,461 • 10 3 = 0,36461 г/мл.

128

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ__________________ М М А им .И .М . Сеченова

Харитонов Ю.Я. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. АНАЛИТИКА. Кн. 2

3. Из водного раствора объемом V - 100 мл, содержащего смесь гид­ роксида и карбоната натрия, отобрали аликвотную часть — 2 0 мл раство­ ра для определения щелочи и карбоната при их совместном присутствии методом аиидиметрического титрования раствором НС1 с молярной кон­ центрацией титранта с(НС1) = 0,1000 моль/п. Титрование проводили в присутствии двух индикаторов: вначале — по фенолфталеину, затем — по метиловому оранжевому.

Вначале оттитровывается (по фенолфталеину) вся щелочь и карбо­ нат до бикарбоната (что эквивалентно половине карбоната, присутст­ вующего в растворе):

НС1 + NaOH = NaCl + Н20 НС1 + Na2 C 0 3 = NaCl + NaHC03

На это расходуется объем титранта, равный К,(НС1).

При дальнейшем прибавлении раствора HCI оттитровывается (по метиловому оранжевому) бикарбонат (что эквивалентно второй половине карбоната, присутствующего в исходном растворе):

HCI + NaHC03 = NaCl + H2 C 0 3 = NaCl + С 02 + Н20

Общий объем титранта, израсходованного на оба титрования, со­ ставляет К2 (НС1).

Рассчитайте концентрацию, титр и массу гидроксида натрия и кар­ боната натрия в исходном растворе, если на титрование аликвоты 2 0 мл раствора затрачено V\ = 18 мл и У2= 22 мл раствора титранта.

Решение. 1) Рассчитаем объем раствора титранта, затраченного от­ дельно на титрование карбоната натрия и гидроксида натрия. На титро­ вание бикарбоната, что эквивалентно титрованию половины карбоната, присутствующего в исходном растворе, затрачено У2- V\ = 22 - 18 = 4 мл раствора титранта. Следовательно, на титрование всего карбоната израс­ ходовано в два раза больше титранта, т.е. 2(F2 - У}) = 2 ■4 = 8 мл.

На титрование щелочи потребовался объем титранта V2 -2 (У 2- У,) = = 2 2 - 8 = 14 мл.

2) Рассчитаем концентрацию, титр и массу карбоната натрия в ана­ лизируемом растворе исходя из закона эквивалентов. Количества эквива­ лентов карбоната натрия и НС1 равны между собой: n(^N a2 C 0 3) =

= л(НС1). Поскольку количество эквивалента вещества в растворе равно произведению молярной концентрации эквивалента на объем раствора, то

с(/2Na2 C 0 3 )F(Na2 C 0 3 ) = c(HCl)F(HCl).

Отсюда находим молярную концентрацию эквивалента карбоната натрия в растворе:

c()<Na2C 03) = c(HCl)K(HCl)/F(Na,C03) =c(HCI)-2(F2 -K,)/K(Na2 C 03) = = 0,1 ■8/20 = 0,0400 моль/л.

5 А н а л и т и ч е с к а я х и м и я К н 2

129

 

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ__________________ М М А им .И .М . Сеченова

Харитонов Ю.Я. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. АНАЛИТИКА. Кн. 2

Молярная концентрация карбоната натрия в растворе равна c(Na2C 03) = c(^N a2 C 0 3)/2 =0,0400/2 = 0,0200 моль/л.

Рассчитаем титр раствора по карбонату натрия:

f(N a 2 C 03) = c(Na2 C 0 3 )A/(Na2 C 03) • 10 3 =

= 0,02 • 105,989 • 10" 3 = 0,002120 г/мл.

Рассчитаем массу карбоната натрия в V= 100 мл исходного раствора:

m(Na2 C 03) = 7XNa2 C 03)F = 0,002120 • 100 = 0,2120 г.

3) Аналогично рассчитаем концентрацию, титр и массу гидроксида натрия в исходном растворе. Очевидно, что

w(NaOH) = л(НС1), c(NaOH)F(NaOH) = c(HCI)F(HCI).

Молярная концентрация гидроксида натрия

c(NaOH) = c(HCl)F(HCl)/F(NaOH) = c(HCI)[F2 - 2(К2 - F,)]/F(NaOH) = = 0,1 • 14/20 = 0,0700 моль/л.

Титр раствора по гидроксиду натрия

T(NaOH) = c(NaOH)A/(NaOH) ■10 3 = = 0,07 • 39,9971 • 10" 3 = 0,002800 г/мл.

Масса гидроксида натрия в исходном растворе объемом V= 100 мл:

m(NaOH) = T(NaOH)F= 0,002800 ■100 = 0,2800 г.

4. Для определения аммиака в образце хлорида аммония приготови­ ли V = 100 мл раствора хлорида аммония, содержащего растворенный анализируемый образец массой т = 0,5225 г. Отобрали аликвотную часть K(NH4 C1) = 15 м л раствора и прибавили к ней избыточное по сравнению с ожидаемым стехиометрическим количество щелочи F(NaOH) = 20 мл стандартного раствора гидроксида натрия с молярной концентрацией c(NaOH) = 0,1012 моль/л. Осторожно нагрели полученный раствор до полного удаления аммиака (по лакмусу) в соответствии с реакцией

NH4CI + NaOH = NH3T + NaCl + Н20

После охлаждения раствора избыток щелочи оттитровали стандарт­ ным раствором НС1 с концентрацией с(НС1) = 0,0998 моль/л:

NaOH + НС1 = NaCl + Н20

Рассчитайте концентрацию, титр хлорида аммония, массу аммиака и хлорида аммония в исходном анализируемом растворе, а также массовую долю W хлорида аммония в анализируемом образце, если на титрование избыточной щелочи израсходован объем титранта, равный F(HC1) = 6,20 мл.

Решение. Прибавленная в раствор щелочь в количестве л(NaOH) прореагировала с количеством «(NH4 CI) хлорида аммония и с количест­ вом л(НС1) титранта. Следовательно,

130