Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Запорожский государственный медицинский университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

metodichka_kolich_an-z_TPKS.doc

Скачиваний:

455

Добавлен:

09.05.2015

Размер:

1.56 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 / 3015 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 > Следующая >>>

5.4. Пример решения задач:

Задача 1. Пробу объемом 5,00 мл смеси хлороводородной и фосфорной кислот разбавили до 200,0 мл. На титрование 20,00 мл полученного раствора с метиловым оранжевым, израсходовали 18,20 мл 0,1012 М раствора гидроксида натрия; при титровании такой же пробы раствора с фенолфталеином израсходовали 34,70 мл раствора NaOH. Какая масса НСl и H₃PO₄ содержится в 100,0 мл смеси?

Решение.

HCl + NaOH ↔ NaCl + H₂O

HCl титруется полностью и с индикатором м.о., и с индикатором ф.ф. (f = 1).

Н₃РО₄ + NaOH ↔ NaН₂РО₄+ H₂O

К_а1 = 7,1 ∙ 10^-3; рК_а1 = 2,15;

NaН₂РО₄+ NaOH ↔ Na₂НРО₄+ Н₂О

К_а2 = 6,2 ∙ 10^-8; рК_а2 = 7,21;

Na₂НРО₄+ NaOH ↔ Na₃РО₄ + Н₂О

К_а3 = 5,0 ∙ 10^-13; рК_а3 = 12,30.

Фосфорная кислота может титроваться только по двум ступеням, так как К_а3< 10^-8.

По I ступени Н₃РО₄ титруется с индикатором м.о. (f = 1);

рНТЭ₁ = (рК_а1 + рК_а2) : 2 = 2,15 + 7,21 = 4,68.

По II ступени Н₃РО₄титруется с индикатором ф.ф. (f = ½);

рНТЭ₂ = (рК_а2 + рК_а3) : 2 = 7,21 + 12,30 = 9,76.

Т.о., согласно условию задачи, с м.о. будет титроваться вся HCl и Н₃РО₄по I ступени; с ф.ф. будет титроваться вся HCl и Н₃РО₄по двум (I и II) ступеням.

Находим объемы раствора NaOH, пошедшие на титрование каждого компонента смеси:

Vна Н₃РО₄по одной ступени = Vф.ф. – Vм.о. = 34,70 – 18,20 = 16,50 мл

(fэ(Н₃РО₄) = 1).

Vна НCl = Vм.о. – Vна Н₃РО₄по одной ступени = 18,20 – 16,50 = 1,70 мл

(fэ(Н₃РО₄) = 1).

М(Н₃РО₄) = 98,00 г/моль;

fэ(Н₃РО₄) = 1;

Мэ(Н₃РО₄) = М(Н₃РО₄) ∙ fэ(Н₃РО₄) = 98,00 г/моль;

М(НCl) = 36,46 г/моль;

fэ(НCl) = 1;

Мэ(НCl) = М(НCl) ∙ fэ(НCl) = 36,46 г/моль.

Рассчитываем, сколько граммов HCl и H₃PO₄ содержится в 100,0 мл смеси по формуле:

;

г;

г.

Ответ: 1,26 г HCl и 32,73 г H₃PO₄ содержится в 100,0 мл смеси.

Задача 2. Ряд растворов, в которых могут содержаться гидроксид натрия, карбонат натрия и гидрокарбонат натрия (один или несколько компонентов), оттитровали 0,1200 М раствором хлороводородной кислоты. В приведенной ниже таблице указаны объемы стандартного раствора хлороводородной кислоты, необходимые для титрования 25,00 мл каждого анализируемого раствора до перехода окраски фенолфталеина V₁ и метилового оранжевого V₂. На основании этих данных установите состав анализируемых растворов и рассчитайте содержание каждого компонента смеси в мг/мл.

№ раствора	V₁ с инд. ф.ф.	V₂ с инд. м.о.
1	22,42	22,44
2	15,67	42,13
3	29,64	36,42
4	16,12	32,23
5	0,00	33,33

Решение. Для решения задачи надо определить, как титруется гидроксид натрия, карбонат натрия и гидрокарбонат натрия раствором хлороводородной кислоты в присутствии метилового оранжевого и фенолфталеина.

а). NaOH + HCl ↔ NaCl + H₂O

Точку конца титрования в этом случае можно зафиксировать и при помощи метилового оранжевого и при помощи фенолфталеина, так как вблизи точки эквивалентности происходит резкое изменение рН среды и оба эти индикатора в этот момент изменяют свою окраску. Объемы кислоты, идущие на титрование гидроксида натрия с метиловым оранжевым и фенолфталеином практически одинаковы. Поэтому в растворе № 1 может содержаться только гидроксид натрия.

М(NaOH) = 40,00 г/моль;

fэ(NaOH) = 1;

Мэ(NaOH) = М(NaOH) ∙ fэ(NaOH) = 40,00 г/моль.

;

мг/мл.

б). Na₂СO₃ + HCl ↔ NaНСO₃ + NaCl

NaНСO₃ + HCl ↔ Н₂СO₃ + NaCl

Карбонат натрия титруется хлороводородной кислотой по ступеням. С фенолфталеином – как однокислотное основание до гидрокарбоната (fэ= 1). Тогда:

М(Na₂СO₃) = 106,0 г/моль;

fэ(Na₂СO₃) = 1;

Мэ(Na₂СO₃) = М(Na₂СO₃) ∙ fэ(Na₂СO₃) = 106,0 г/моль.

С метиловым оранжевым гидрокарбонат дотитровывается до угольной кислоты, т.е. с этим индикатором карбонат натрия титруется как двухкислотное основание сразу по двум ступеням (fэ= ½).

М(Na₂СO₃) = 106,0 г/моль;

fэ(Na₂СO₃) = ½;

Мэ(Na₂СO₃) = М(Na₂СO₃) ∙ fэ(Na₂СO₃) = 53,00 г/моль.

Следовательно, объем кислоты, идущий на титрование с метиловым оранжевым V₁в два раза больше объема кислоты, идущей на титрование с фенолфталеином V₂. Значит, в растворе №4 содержится только карбонат натрия.

;

мг/мл.

в). NaНСO₃ + HCl ↔ Н₂СO₃ + NaCl

Гидрокарбонат натрия титруется хлороводородной кислотой как однокислотное основание (fэ= 1) с индикатором метиловым оранжевым. С фенолфталеином гидрокарбонат натрия не титруется V₁ = 0,00.

Следовательно, в растворе № 5 содержится только гидрокарбонат натрия.

М(NaНСO₃) = 84,01 г/моль;

fэ(NaНСO₃) = 1;

Мэ(NaНСO₃) = М(NaНСO₃) ∙ fэ(NaНСO₃) = 84,01 г/моль.

;

мг/мл.

г). При титровании раствора № 2 V₂ больше V₁ более, чем в два раза. Это значит, что раствор содержит два компонента, один из которых титруется с фенолфталеином и с метиловым оранжевым, причем V₂ = 2V₁; второй компонент титруется только с метиловым оранжевым. Это соответствует раствору, содержащему смесь карбоната натрия и гидрокарбоната натрия.

Объем кислоты, идущей на титрование карбоната натрия по первой ступени равен V₁. Разность объемов (V₂ – 2V₁) представляет собой объем кислоты, идущей на титрование гидрокарбоната натрия.

Рассчитываем содержание карбоната натрия:

М(Na₂СO₃) = 106,0 г/моль;

fэ(Na₂СO₃) = 1;

Мэ(Na₂СO₃) = М(Na₂СO₃) ∙ fэ(Na₂СO₃) = 106,0 г/моль.

;

мг/мл.

Рассчитываем содержание гидрокарбоната натрия:

М(NaНСO₃) = 84,01 г/моль;

fэ(NaНСO₃) = 1;

Мэ(NaНСO₃) = М(NaНСO₃) ∙ fэ(NaНСO₃) = 84,01 г/моль.

;

мг/мл.

д). При титровании раствора № 3 V₂ больше V₁ менее, чем в два раза. Следовательно, раствор содержит два компонента, один из которых титруется с фенолфталеином и с метиловым оранжевым, причем V₂ = 2V₁; второй компонент титруется также с двумя индикаторами, но для него V₂ = V₁. Это соответствует раствору, содержащему смесь карбоната натрия и гидроксида натрия.

Разность объемов (V₂ – 2V₁) представляет собой объем кислоты, идущей на титрование карбоната натрия по второй ступени. Значит, на титрование всего карбоната натрия расходуется 2(V₂ – V₁). Так как с метиловым оранжевым полностью оттитровывается и гидроксид натрия и карбонат натрия, то объем раствора хлороводородной кислоты, идущей на титрование гидроксида натрия равен разности (V₂ – 2(V₂ – V₁)).

М(NaOH) = 40,00 г/моль;

fэ(NaOH) = 1;

Мэ(NaOH) = М(NaOH) ∙ fэ(NaOH) = 40,00 г/моль.

;