Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
551.pdf
Скачиваний:
48
Добавлен:
24.05.2015
Размер:
1.03 Mб
Скачать

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЧНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРА ТИТРИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

В задачах 1–20 рассчитайте молярную концентрацию, моляр- ную концентрацию эквивалентов, моляльную и массовую концен- трации раствора вещества, используя значение плотности данного раствора и соответствующие значения из приложения 1.

Раствор NaCl,

Раствор

Раствор HCl,

Раствор

H2SO4,

СН3СООН,

п/п

ρ, г/л

п/п

п/п

ρ, г/л

п/п

ρ, г/л

ρ, г/л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1010

6

1030

11

1015

16

1006

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1050

7

1050

12

1035

17

1010

 

 

 

 

 

 

 

 

3

1080

8

1090

13

1055

18

1018

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1120

9

1190

14

1080

19

1025

 

 

 

 

 

 

 

 

5

1170

10

1250

15

1125

20

1032

 

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 21–50 выведите формулу, связывающую между со- бой различные способы выражения состава двухкомпонентного раствора. В вертикальных рядах указаны функции, в горизонталь- ных аргументы. Например, в задаче 23 надо вывести формулу, вы- ражающую массовую долю ω через моляльную концентрацию Сm.

Параметр

ω

С

Сэкв

Сm

Смасс

X

ω

21

22

23

24

25

 

 

 

 

 

 

 

С

26

27

28

29

30

 

 

 

 

 

 

 

Сэкв

31

32

33

34

35

Сm

36

37

38

39

40

Смасс

41

42

43

44

45

X

46

47

48

49

50

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 51–65 рассчитайте массу соли и объем воды, необ- ходимые для приготовления 1 л раствора NaCl заданного состава ω, используя значения плотностей растворов из приложения 1.

13

ω

ω

ω

 

 

 

 

 

 

51

0,01

56

0,08

61

0,18

 

 

 

 

 

 

52

0,02

57

0,10

62

0,20

 

 

 

 

 

 

53

0,03

58

0,12

63

0,22

 

 

 

 

 

 

54

0,04

59

0,14

64

0,24

 

 

 

 

 

 

55

0,06

60

0,16

65

0,26

 

 

 

 

 

 

В задачах 66–85 рассчитайте объемы исходных растворов, ко- торые необходимо смешать для приготовления 1 л водного рас- твора заданной концентрации, используя данные приложения 1.

 

 

Растворы HCl

 

Растворы СН3СООН

 

 

 

 

 

 

 

исходные

конечный

исходные

конечный

п/п

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

ω1

 

ω2

ω

 

ω1

ω2

ω

66

0,262

 

0,064

0,184

76

0,56

0,08

0,40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

67

0,223

 

0,044

0,165

77

0,52

0,04

0,28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

68

0,243

 

0,085

0,204

78

0,48

0,12

0,36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

69

0,145

 

0,004

0,105

79

0,44

0,16

0,20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70

0,204

 

0,024

0,125

80

0,40

0,04

0,32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

71

0,26

 

0,10

0,18

81

0,350

0,091

0,227

 

 

 

 

 

 

 

 

 

72

0,22

 

0,01

0,12

82

0,326

0,120

0,252

 

 

 

 

 

 

 

 

 

73

0,24

 

0,02

0,08

83

0,302

0,032

0,174

 

 

 

 

 

 

 

 

 

74

0,20

 

0,04

0,16

84

0,277

0,147

0,201

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75

0,18

 

0,06

0,14

85

0,302

0,062

0,147

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 86–105 рассчитайте, используя данные приложе- ния 1, объем раствора с массовой долей ω, необходимый для при- готовления 1 л 0,1 н раствора кислоты.

14

 

H2SО4

 

 

 

HCl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω

ω

ω

 

ω

п/п

п/п

п/п

 

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

86

0,350

91

0,227

96

0,262

 

101

0,165

 

 

 

 

 

 

 

 

 

87

0,326

92

0,201

97

0,243

 

102

0,145

 

 

 

 

 

 

 

 

 

88

0,302

93

0,174

98

0,223

 

103

0,125

 

 

 

 

 

 

 

 

 

89

0,277

94

0,147

99

0,204

 

104

0,105

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

0,252

95

0,091

100

0,184

 

105

0,085

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 106–125 рассчитайте молярную концентрацию эк- вивалентов вещества А, количество и массу вещества А в заданном объеме раствора VA, если известна массовая доля и объем раствора вещества В, вступившего в реакцию полной нейтрализации с ве- ществом А.

А

VA, мл

В

VВ, мл

ωB, %

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

106

HCl

24

KOH

18

10

 

 

 

 

 

 

107

NaOH

10

HCl

35

5

 

 

 

 

 

 

108

KOH

24

H2SO4

10

12

 

 

 

 

 

 

109

HNO3

80

NaOH

50

4

 

 

 

 

 

 

110

KOH

45

CH3COOH

100

5

 

 

 

 

 

 

111

LiOH

35

H2SO4

75

6,5

 

 

 

 

 

 

112

H2SO4

76

KOH

40

8

 

 

 

 

 

 

113

LiOH

100

HCl

25

14

 

 

 

 

 

 

114

KOH

96

CH3COOH

80

9,5

 

 

 

 

 

 

115

HCl

25

NaOH

12

7,5

 

 

 

 

 

 

116

NaOH

70

CH3COOH

55

6,5

 

 

 

 

 

 

117

HNO3

36

KOH

28

6

 

 

 

 

 

 

118

KOH

42

H2SO4

8

15

 

 

 

 

 

 

119

H2SO4

56

NaOH

24

9,5

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

Окончание

 

 

 

 

 

 

А

VA, мл

В

VВ, мл

ωB, %

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

120

CH3COOH

16

KOH

92

3

121

NaOH

44

HCl

12

17,5

 

 

 

 

 

 

122

KOH

72

CH3COOH

38

14,5

123

H2SO4

34

NaOH

16

16

124

LiOH

40

HCl

24

8,5

 

 

 

 

 

 

125

NaOH

34

H2SO4

98

5,6

ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ

В задаче 1 перечислите виды жесткости воды. Присутствием каких солей обусловлен тот или иной вид жесткости? В каких еди- ницах выражается жесткость воды и как по жесткости подразделя- ется вода?

Взадаче 2 рассчитайте жесткость сточной воды, если в 1 л

воды содержится 0,3 г NaCl, 0,02 г CaSO4, 0,5 г CH3COONa и 1,0 г KNO3. Какой вид жесткости характерен для воды данного состава?

Взадаче 3 рассчитайте концентрацию и количество ионов Ca2+ и Clв 500 мл морской воды, если некарбонатная жесткость воды составляет 12 ммоль/л.

Взадачах 4−9 рассчитайте карбонатную, некарбонатную и общую жесткость воды в единицах ГОСТа, если в известном объ- еме воды содержится m1 Mg(HCO3)2 и m2 CaCl2.

VH

O , м

3

m1, г

m2, г

п/п

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

1,0

 

16,2

55,5

 

 

 

 

 

5

2,0

 

20,0

70,5

 

 

 

 

 

6

4,0

 

8,1

60,4

 

 

 

 

 

 

VH

O , м

3

m1, г

m2, г

п/п

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

10,0

 

100,0

500,0

 

 

 

 

 

8

15,0

 

90,0

144,0

 

 

 

 

 

9

20,0

 

10,8

850,0

 

 

 

 

 

 

В задачах 10−15 рассчитайте временную, постоянную и об- щую жесткость воды по известной массе солей, содержащихся в 10 л воды.

16

 

 

Масса соли, г

 

 

п/п

 

 

 

 

 

 

 

Ca(HCO3)2

Mg(HCO3)2

Fe(HCO3)2

MgSO4

CaSO4

MgCl2

 

 

 

 

 

 

 

10

0,81

1,20

4,75

 

 

 

 

 

 

 

11

0,60

1,78

13,60

 

 

 

 

 

 

 

12

0,40

2,72

2,38

 

 

 

 

 

 

 

13

0,89

0,60

1,36

0,48

 

 

 

 

 

 

 

14

0,90

1,20

0,96

 

 

 

 

 

 

 

15

0,65

0,12

0,44

0,38

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 16−21 рассчитайте массу соли, растворенной в дан- ном объеме V воды по известному значению жесткости Н. Счи- тать, что другие соли, обусловливающие жесткость, отсутствуют.

VH

O , м3

Соль

Н, моль /м3

п/п

2

 

 

 

16

1,0

Ca(HCO3)2

2,0

17

10,0

CaSO4

6,5

 

 

 

 

18

0,5

Fe(HCO3)2

1,0

 

 

 

 

19

5,0

MgCl2

0,8

 

 

 

 

20

20,0

MgSO4

3,2

 

 

 

 

21

3,0

Mg(HCO3)2

4,0

 

 

 

 

 

В задачах 22−25 определите некарбонатную жесткость воды, если общая жесткость воды равна Нобщ и известно содержание со-

лей Ca(HCO3)2 и Mg(HCO3)2 в 10 л воды.

Нобщ, моль /м3

m

, г

mMg(HCO

3

)

2

, г

п/п

 

Ca(HCO3 )2

 

 

 

 

22

4,0

2,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

6,4

1,62

 

1,46

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

3,5

1,62

 

0,73

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

2,0

 

0,48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

В задачах 26−29 рассчитайте карбонатную жесткость воды, если в заданном объеме воды содержится известная масса солей MgSO4 или CaCl2, а общая жесткость воды равна 4,6 моль/м3.

V

H2O

, м3

m

MgSO4

, г

m , г

V

H2O

, м3

m

, г

m

, г

п/п

 

 

 

 

CaCl2

п/п

 

 

 

MgSO4

 

CaCl2

26

 

0,3

 

80,0

 

28

 

1,0

 

160,0

 

90,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

 

0,4

 

 

55,0

29

 

2,0

 

360,0

 

110,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 30−33 вычислите общую, временную и постоянную жесткость воды, если на титрование объема V воды расходуется V1 0,05 н раствора трилона Б, а на титрование такого же объема воды V2 0,1н раствора HCl.

V1,

V1,

V2

V1,

V1,

V2

п/п

(H2O), мл

(трилон Б), мл

(HCl), мл

п/п

(H2O), мл

(трилон Б), мл

(HCl), мл

30

50,0

10,0

2,0

32

100,0

20,0

3,0

 

 

 

 

 

 

 

 

31

100,0

50,0

3,0

33

50,0

5,0

0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 34−38 найдите карбонатную жесткость воды, со- держащей только ионы Ca2+, если на титрование заданного объема воды затрачен известный объем раствора трилона Б (V1), а на тит- рование такого же объема воды, предварительно прокипяченной и пропущенной через фильтр для отделения осадка, требуется объем раствора раствора трилона Б (V2) такой же концентрации.

V1,

V1,

V2,

Сэкв,

п/п

(H2O), мл

(трилон Б), мл

(трилон Б), мл

(трилон Б), моль/л

34

80

5,4

3,6

0,04

 

 

 

 

 

35

100

6,1

2,7

0,05

 

 

 

 

 

36

100

6,3

1,5

0,03

 

 

 

 

 

37

50

4,5

1,8

0,04

 

 

 

 

 

38

50

3,3

1,1

0,05

 

 

 

 

 

В задачах 39−43, используя значение общей жесткости воды, рассчитайте постоянную жесткость, если на титрование 50 мл во-

18

ды израсходован известный объем раствора кислоты (HCl или H2SO4) с известной молярной концентрацией С.

VH

O , мл

Нобщ, ммоль/л

Vкислоты, мл

CHCl, моль/л

CH SO

, моль/л

п/п

2

 

 

 

 

2

4

39

 

 

8,0

3,0

0,10

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

4,0

2,0

0,05

 

50,0

 

 

 

 

 

41

7,0

2,5

0,10

 

 

 

 

 

 

 

 

42

 

 

3,5

3,0

0,01

 

 

 

 

 

 

 

 

43

 

 

3,0

5,0

0,05

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 44−47 рассчитайте карбонатную жесткость воды по известным объемам растворов кислот (HCl или H2SO4), затрачен- ным на титрование пробы воды. Приведите уравнение реакции, лежащей в основе определения карбонатной жесткости воды.

V

H2O

, мл

VHCl, мл

VH SO

, мл

Скислоты, моль/л

п/п

 

 

 

2

4

 

44

 

100

3,0

0,10

 

 

 

 

 

 

45

 

50

2,8

0,05

 

 

 

 

 

 

46

 

100

4,5

0,20

 

 

 

 

 

 

47

 

50

2,0

0,12

 

 

 

 

 

 

 

 

Взадаче 48 назовите два способа устранения жесткости воды

иприведите соответствующие уравнения химических реакций, если карбонатная жесткость воды вызвана присутствием соли

Ca(HCO3)2.

Взадаче 49 определите, какие из веществ могут быть исполь- зованы для устранения карбонатной жесткости воды: Ca(OH)2, HCl, NaCl, KOH, Na2CO3. Ответ обоснуйте, приведя уравнения хи- мических реакций.

Взадаче 50 определите, возможно ли использование KOH, NaCl, K2CO3, K3PO4 для устранения некарбонатной жесткости во- ды. Ответ подтвердите соответствующими уравнениями химиче- ских реакций.

Взадаче 51 напишите уравнения химических реакций, проис- ходящих при добавлении к жесткой воде: а) Na2CO3; б) NaOH;

19

в) Ca(OH)2. Рассмотрите случаи карбонатной и некарбонатной же- сткости.

Взадаче 52 приведите уравнения реакций, происходящих при кипячении воды, содержащей Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, Fe(HCO3)2.

Можно ли использовать кипячение для устранения некарбонатной жесткости воды?

Взадаче 53. Допишите уравнения химических реакций, про- текающих в водном растворе:

кипячение

 

кипячение

а) Ca(HCO3)3 ;

б) Fe(HCO3)2 ;

в) Сa(HCO3)2 + CaO ;

 

г) Ca(HCO3)2 + Na2CO3 ;

д) MgCl2 + Na3PO4 ;

е) MgSO4 + Na2CO3 + H2O ;

В задачах 54−59 рассчитайте жесткость воды, обусловленную наличием растворенного гидрокарбоната кальция Ca(HCO3)2, если известно уменьшение массы воды при ее кипячении за счет обра- зовавшегося осадка. Напишите уравнение химической реакции, приводящей к образованию осадка.

VH2O , л

m, мг

VH2O , л

m, мг

п/п

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

54

3,0

200

57

3,5

220

 

 

 

 

 

 

55

2,0

100

58

4,0

300

 

 

 

 

 

 

56

1,0

50

59

5,0

350

 

 

 

 

 

 

В задачах 60−67 рассчитайте постоянную жесткость воды Нпост, если известна общая жесткость воды Нобщ и масса CaCO3, образовавшаяся при кипячении заданного объема воды.

VH2O , л

mCaCO

, г

Нобщ,

п/п

3

 

 

3

моль/м

60

5,0

1,3

 

7,0

 

 

 

 

 

61

10,0

2,0

 

7,0

 

 

 

 

 

62

15,0

2,2

 

7,0

 

 

 

 

 

63

30,0

7,5

 

6,0

 

 

 

 

 

VH2O , л

mCaCO

 

, г

Нобщ,

п/п

 

3

 

 

 

3

моль/м

64

40,0

 

 

8,0

 

10,0

 

 

 

 

 

 

 

 

65

50,0

10,0

 

6,5

 

 

 

 

 

 

 

 

66

70,0

9,5

 

 

6,0

 

 

 

 

 

 

 

67

100,0

10,0

 

7,0

 

 

 

 

 

 

 

 

20

В задачах 68−75 рассчитайте: а) массу осадка после термиче- ского умягчения воды; б) массу Na2CO3, необходимую для устра- нения общей жесткости воды, если анализ воды, содержащей рас- творимые соли кальция, дал следующие результаты:

Нобщ,

Нкарб,

VH2O ,

Нобщ,

Нкарб,

VH2O ,

п/п

моль/м3

моль/м3

м3

п/п

моль/м3

моль/м3

м3

68

2,0

1,0

5,0

72

10,0

7,0

10,0

 

 

 

 

 

 

 

 

69

10,0

2,0

4,0

73

12,0

6,0

2,0

 

 

 

 

 

 

 

 

70

8,0

3,0

1,0

74

5,0

4,0

1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

71

7,5

4,0

3,0

75

5,0

3,0

5,0

 

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 76−81 рассчитайте карбонатную жесткость воды, если для ее устранения в заданном объеме воды была израсходо- вана известная масса Ca(OH)2.

VH2O , л

mCa(OH)2 , г

VH2O , л

mCa(OH)2 , г

п/п

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

76

1,0

0,37

79

5,0

2,18

 

 

 

 

 

 

77

2,0

0,05

80

6,0

1,02

 

 

 

 

 

 

78

2,5

0,62

81

10,0

3,70

 

 

 

 

 

 

В задачах 82−89 рассчитайте общую жесткость воды, если для умягчения заданного объема воды потребовалась известная масса

Na2CO3 · 10H2O.

VH

O ,

м

3

m Na

2

CO

3

·10H

2

, кг

VH

O , м

3

m Na

2

CO

3

·10H

2

, кг

п/п

 

п/п

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

82

0,5

 

 

 

 

0,527

 

 

86

7,0

 

 

 

0,300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

83

1,0

 

 

 

 

0,260

 

 

87

8,0

 

 

 

0,510

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

84

2,0

 

 

 

 

0,800

 

 

88

8,5

 

 

 

0,423

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

85

10,0

 

 

 

 

3,200

 

 

89

10,0

 

 

 

5,300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 90−95 определите, какую массу Na3PO4 необходимо добавить для умягчения заданного объема воды при известном значении общей жесткости Нобщ.

21

VH

O , м3

Н

общ

, моль/л

VH

O , м3

Н

, моль/л

п/п

2

 

 

 

п/п

2

 

общ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90

1,0

 

 

5,1

93

15,0

 

3,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

91

5,0

 

 

2,5

94

20,0

 

2,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

92

10,0

 

 

1,5

95

25,0

 

3,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 96−108 рассчитайте, в каком объеме воды можно устранить жесткость Нобщ с помощью катионита массой m, имею- щего рабочую обменную емкость Е.

Нобщ,

m, кг

Е,

Нобщ,

m, кг

Е,

п/п

моль/м3

ммоль/г

п/п

моль/м3

ммоль/г

96

2,5

2,4

1,0

103

8,0

0,7

3,0

 

 

 

 

 

 

 

 

97

6,5

0,4

1,5

104

4,0

0,2

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

98

5,0

0,5

2,0

105

4,5

0,3

1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

99

7,5

2,0

2,5

106

3,0

0,6

2,5

 

 

 

 

 

 

 

 

100

6,0

1,0

2,0

107

3,5

0,6

2,0

 

 

 

 

 

 

 

 

101

2,0

0,1

1,5

108

7,0

1,5

1,8

 

 

 

 

 

 

 

 

102

10,0

1,0

3,0

 

 

 

 

 

 

 

 

В задачах 109–112 определите, какая масса катионита с рабо- чей обменной емкостью Е необходима для умягчения 100 л воды с общей жесткостью Нобщ.

Е, ммоль/г

Нобщ, моль/м3

Е, ммоль/г

Нобщ, моль/м3

п/п

 

 

п/п

 

 

109

5,0

15,0

111

2,0

5,0

 

 

 

 

 

 

110

3,0

10,0

112

1,5

2,0

 

 

 

 

 

 

В задачах 113–115 рассчитайте значение устраненной жестко- сти, если через катионит массой m с рабочей обменной емкостью Е пропущен (до полного насыщения катионита) объем воды V. При- ведите уравнение реакции, лежащей в основе устранения жестко- сти воды методом ионного обмена (формула катионита − NaR).

22

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]