11.4. Примеры решения задач

Пример 1. При открытии катионов серебра Ag⁺реакцией с хлорид-ионами Сl^–в водном растворе по образованию белого осадка хлорида серебра AgCl

Ag⁺+Cl^–AgCl↓

предел обнаружения катионов серебра равен 0,1 мкг, предельное разбавление V_lim = 1∙ 10⁴мл/г. Определите предельную концентрациюС_lim и минимальный объёмV_min предельно разбавленного раствора.

Решение. Найдем предельную концентрациюС_min:

C_min===1 ∙ 10^–4г/мл.

Рассчитаем минимальный объём предельно разбавленного раствора:

V_min = ==0,001 мл.

Таким образом, предельная концентрация предельно разбавленного раствора С_min = 1 ∙ 10^-4г/мл и минимальный объёмV_min = 0,001 мл.

Пример 2. Катионы серебра Ag⁺ можно открыть реакцией с хромат-ионами CrOпо образованию красного осадка хромата серебра Ag₂CrO₄

2 Ag⁺ + CrO→ Ag₂CrO₄

при V_min= 0,02 мл в водном растворе нитрата серебра AgNO₃ с молярной концентрацией С(AgNO₃) = 0,0004 моль/л. Определите предел обнаружения  и предельное разбавление V_lim для катиона Ag⁺.

Решение. Найдем вначале предельную концентрацию катионов серебра, учитывая, что в условии задачи дана концентрация нитрата серебра, выраженная в моль/л:

C_min = == 4 ∙ 10^–5г/мл,

где М(Ag⁺) – атомная масса серебра.

Зная C_min , можно рассчитать,V_lim:

 = C_min V_min∙ 10⁶= 4 ∙ 10^–5 ∙ 0,02 ∙ 10⁶ = 0,8 мкг,

V_lim = ==2,5 ∙ 10^–4мл/г.

Таким образом, предел обнаружения для катиона Ag⁺ = 0,8 мкг, а предельное разбавлениеV_lim=2,5 ∙ 10^–4мл/г.

Пример 3

Разделить с помощью группового реагента катионы Al⁺³ и Mg⁺².

Решение. Al⁺³ относится к катионам IV группы, а Mg⁺² – V группы. Групповым реагентом на катионы IV и V групп является гидроксид натрия. В качестве аналитического сигнала наблюдается выпадение в осадок соответствующих гидроксидов:

Al⁺³+ 3ОН^–⇄Al(ОН)₃↓;

Mg⁺²+ 2ОН^– ⇄Mg(ОН)₂↓.

Однако при добавлении избытка реагента Al(ОН)₃ растворяется с образованием комплексного соединения, а Mg(ОН)₂ – нет:

Al(ОН)₃+NаОН⇄NаAl(ОН)₄;

Mg(ОН)₂+NаОН.

Таким образом, при разделении катион Al⁺³будет находиться в фильтрате, а катионMg⁺²– в осадке.

Пример 4

Какой объём раствора AgNO₃с массовой долей 2 % потребуется для осаждения хлорида из навески СаСl₂∙ 6 Н₂О массой 0,4382 г?

Решение. МассуAgNO₃ вычисляем на основании закона эквивалентов.

m(AgNO₃) =m(СаСl₂∙ 6Н₂О).

Подставляя числовые значения, получаем

m(AgNO₃) = 0,4382= 0,67 г.

Плотность 2 %-го раствора AgNO₃близка к единице, поэтому можно записать пропорцию:

в 100 г (мл) раствора содержится 2 г AgNO₃

в V_x (мл) раствора содержится 0,67 гAgNO₃

V_x = ≈ 34 мл.

Таким образом, для осаждения хлорида потребуется объём раствора AgNO₃, равныйV_x ≈ 34 мл.

Пример 5. Рассчитайте молярную массу эквивалента тетрабората натрия Na₂B₄O₇в реакции с НСlпо схеме

Na₂B₄O₇+ 2НСl+ 5Н₂О = 4Н₃BO₃+ 2NaСl.

Решение. Из уравнения реакции следует, что фактор эквивалентности тетрабората натрия равен

f = 1/z = ½.

Следовательно, молярная масса эквивалента тетрабората натрия в данном случае равна

Mэ(1/2 Na₂B₄O₇) = M(Na₂B₄O₇)/2=201,219 / 2 =

= 100,610 г/моль.

Пример 6. Сколько мл 0,035 н раствора гидроксида натрия необходимо для нейтрализации 40 мл 0,2 н раствора соляной кислоты?

Решение. Так как вещества взаимодействуют в эквивалентных количествах, можно применить формулу

С_н,к · V_к = С_н,щ · V_щ,

где С_н,к, С_н,щ – молярные концентрации эквивалента кислоты и щелочи соответственно, V_к, V_щ – их объемы.

Определяем объем NaOH:

мл.

Таким образом, для нейтрализации 40 мл 0,2 н раствора соляной кислоты потребуется объем щелочи равный V_щ = 228,6 мл.

Пример 7.Определить титр гидроксида натрия по уксусной кислоте, если концентрация рабочего раствора (NaOH) равна 0,01 н.

Решение. Находим титр NaOH по CH₃COOH.

г/мл.

Таким образом, титр гидроксида натрия по уксусной кислоте равен г/мл.