В периодической системе элементов Д. И. Менделеева выбирается металл, проявляющий соответствующую валентность Z, для которого расхождение расчетной величины молярной массы с табличной не превышает 1 –2 г/моль.

Затем рассчитывается относительная погрешность опыта по уравнению:

где Мэкв, экспер – молярная масса эквивалента металла, рассчитанная из опытных данных по уравнению (6), Мэкв, теор – теоретическая молярная масса эквивалента металла, рассчитанная по уравнению (8).

Полученные результаты вносятся в табл. 2.

1. Укажите, в каких соединениях молярная масса эквивалента составляет половину его молярной массы: CO2, Ca(OH)2, Na2HPO4, KHS, K2Cr2O7, K2CrO4

2.Вычислите молярную массу эквивалента следующих восстановителей: хлорида олова (II), окисляющегося до хлорида олова (IV); элементарного фосфора, окисляющегося до H3PO4; пероксида водорода, окисляющегося до молекулярного кислорода.

3.При взаимодействии ортофосфорной кислоты H3PO4 с гидроксидом калия образовалась кислая соль – дигидрофосфат калия. Напишите уравнение реакции, определите число эквивалентности и молярную массу эквивалента щелочи, кислоты и соли в данной реакции.

4.Определите число эквивалентости и молярную массу эквивалента перхлората

калия KClO4, если он восстанавливается: а) до диоксида хлора; б) до свободного хлора; в) до хлорид-иона.

5. Вычислите молярную массу эквивалента серной кислоты в следующих реакциях: а) Zn + H2SO4 (разб) → ZnSO4 + H2;

б) 2HBr + H2SO4 (конц) → Br2 + SO2 + 2H2O; в) 8HI + H2SO4 (конц) → 4I2 + H2S + 4H2O

1

6.В результате реакции взаимодействия гидроксида цинка с соляной кислотой образуется: а) хлорид цинка; б) гидроксохлорид цинка. Определите молярную массу эквивалента Zn(OH)2 и соляной кислоты в реакциях.

7.При сгорании серы в кислороде образовалось 12,8 г SO2. Какой объем кислорода израсходован (условия нормальные)?

8.Определите молярную массу эквивалента металла, если 47,97 мг его вытеснили при взаимодействии с соляной кислотой 50,0 мл водорода, собранного под водой при температуре 250С и атмосферном давлении 101,3 кПа. Давление насыщенного водяного пара при этой температуре составляет 3167 Па. Назовите металл, если валентность его равна двум.

9.В промышленности многие металлы получают путем действия водорода на их соединения. Вычислите массу моля эквивалента металла и его оксида, если при восстановлении оксида металла массой 1,2 г водородом образовалась вода массой 0,27 г.

Назовите этот металл, если его валентность равна двум.

10. Перманганат калия восстанавливается в кислой среде до Mn2+, в нейтральной и слабощелочной среде – до MnO2, в щелочной – до MnO42-. Каковы число эквивалентности и молярная масса эквивалента KMnO4 в каждом случае?

Работа № 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРА МЕТОДОМ КИСЛОТНО-ОСНÓВНОГО ТИТРОВАНИЯ

Цель работы: приготовление раствора и определение его точной концентрации методом кислотно-осно вного титрования.

Теоретическая часть

Раствором называется гомогенная часть системы, содержащая два и более компонентов. Растворы бывают газообразные, жидкие и твердые. Растворителем принято считать компонент, агрегатное состояние которого соответствует агрегатному состоянию раствора, все остальные компоненты называют растворенными веществами. Наибольшее практическое значение имеют водные растворы, в которых растворителем является вода.

Состав раствора, т.е. содержание растворенного вещества и растворителя, может измеряться в единицах массы, объема или в молях. Различают массовые, объемные и безразмерные концентрации.

Массовые концентрации относятся к массе раствора или растворителя, они не изменяются при нагревании раствора:

1

1. Массовая доля компонента ω i - отношение массы i - го компонента m i к массе раствора Σ m i, которую можно представить в виде произведения объема раствора V на его плотность ρ, безразмерная величина, принимающая значения от 0 до 1 или от 0 до 100%:

2. Моляльная концентрация (моляльность) С m определяется количеством молей растворенного вещества n, приходящихся на 1 кг растворителя, имеет размерность моль/кг:

где m – масса растворенного вещества (г); М – молярная масса растворенного вещества (г/моль); m s - масса растворителя (кг).

Объемные концентрации относятся к объему раствора, они изменяются при нагревании раствора:

3. Молярная концентрация (молярность) С определяется количеством молей растворенного вещества n в 1 л раствора, имеет размерность моль/л, часто обозначается М, например 0,5М HCl означает, что в 1 л раствора содержится 0,5 моль HCl:

где V - объем раствора (л); m – масса растворенного вещества (г); М – молярная масса растворенного вещества (г/моль).

4. Молярная концентрация эквивалента (нормальность) С экв определяется количеством моль эквивалента растворенного вещества n экв в 1 л раствора, имеет размерность моль/л, часто обозначается н, например 0,05н HCl означает, что в 1 л раствора содержится 0,05 моль эквивалента HCl:

1

6. Молярная (или мольная) доля Хi компонента определяется отношением количества молей i - го компонента ni к сумме молей Σ ni всех компонентов, образующих раствор, безразмерная величина:

Количественный состав раствора может быть установлен различными методами, одним из которых является титриметрический, основанный на измерении объема раствора реагента точно известной концентрации, взаимодействующего с определяемым веществом. Раствор точно известной концентрации называют стандартным раствором, или титрантом.

При определении концентраций кислот и оснований используют метод кислотноосно вного титрования, в основе которого лежит реакция нейтрализации:

H+ + OH - ↔ Н2О.

При прямом титровании к раствору анализируемого вещества неизвестной концентрации (пробе) добавляют небольшими порциями раствор титранта до достижения точки эквивалентности, которая свидетельствует о прекращении реакции, например по изменению окраски индикатора.

При нейтрализации сильного основания сильной кислотой, например по реакции NaOH + HCl → NaCl + H2O,

образующаяся соль NaCl не подвергается гидролизу, и в точке эквивалентности раствор имеет нейтральную реакцию рН = 7. Момент наступления точки эквивалентности можно определить, фиксируя изменение окраски индикатора.

Индикаторы изменяют окраску при изменении концентрации ионов Н + или ОН- в растворе не скачкообразно, а в некотором интервале значений рН, составляющем примерно две единицы. Индикаторы кроме интервала перехода окраски характеризуются показателем титрования рТ, определяющим значение рН, при котором наблюдается наиболее резкое изменение окраски. В табл.1 приведены наиболее распространенные индикаторы, используемые в кислотно-осно вном титровании.

1