«Задания для студенток заочного отделения технологических специальностей Составили. Г. Г. Мельченко В. А. Старовойтова В. П. Гуськова Н. В. Юнникова Г. Н. Микилева В. Ф. Юстратова Л. С. Сизова Утвержд (стр. 7 из 19)
Б) Можно или нет с помощью мерного цилиндра отобрать для титрования аликвотную часть какого-либо анализируемого раствора ? Для чего используют мерные цилиндры ?
72. а) Для чего предназначены пипетки? Нарисуйте одну из них. Как пипетку готовят к работе ?
б) Чем моют химическую посуду?
73. а) Для чего предназначены мерные колбы ? Нарисуйте одну из них. Как мерную колбу готовят к работе?
б) Укажите сколько раз и чем необходимо ополоснуть бюретку перед наполнением ее раствором титранта?
74. а) Нарисуйте колбу для титрования. Как ее готовят к работе ?
б) Укажите, можно или нет раствор, который готовят в мерной колбе, разбавить и довести до метки теплой дистиллированной водой ?
75. а) Как известно, поверхность жидкости в бюретке зрительно можно представить широкой вогнутой полоской (мениском). Как правильно произвести отсчет по шкале бюретки? Как по отношению к мениску должны быть расположены глаза наблюдателя?
б) Как правильно отобрать с помощью пипетки аликвотную часть раствора?
76. а) Как готовят раствор в мерной колбе ? Нарисуйте мерную колбу.
б) Укажите мерную посуду, предназначенную в титриметрическом (объемном) анализе для точного измерения объемов. Для чего используют бюретки ?
77. а) Почему при работе с пипеткой необходимо, чтобы глаза наблюдателя всегда находились на уровне кольцевой метки ?
б) Перечислите основные правила работы с мерными колбами.
78. а) Для чего предназначены мерные цилиндры?
б) Как правильно держать мерную колбу при приготовлении в ней какого-либо раствора ? Почему ?
79. а) Перечислите основные правила, которые следует соблюдать при работе с пипеткой ?
б) Как правильно произвести отсчет по шкале бюретки; если она заполнена.
- бесцветным раствором; - интенсивно окрашенным раствором ?
80. а) Перечислите основные правила , которые нужно соблюдать при измерении объемов растворов с помощью бюретки.
б) Почему нельзя выдувать из пипетки последнюю каплю раствора ?
2.7 Способы выражения количественного состава растворов.
Большинство аналитических реакций проходит в растворах. Растворы представляют собой сложные многокомпонентные системы, в состав которых входит растворенное вещество, растворитель и продукты взаимодействия между ними. Реактивы, используемые для приготовления растворов, не должны содержать примеси в количествах, которые могут повлиять на результат анализа. Все реактивы классифицируют по степени чистоты (см. приложение, табл. 6). В аналитической химии для приготовления растворов используют реактивы с маркой “чда”, “хч”, “ос. ч.”.
Выполнение качественного и количественного анализа возможно лишь при использовании растворов определенного количественного состава. Существует несколько способов выражения состава растворов (смесей). К о н ц е н –
т р а ц и ю используют для выражения состава в тех случаях, когда содержание вещества относят к объему в котором он находится.
М о л я р н а я к о н ц е н т р а ц и я (концентрация количества вещества) С(А) является отношением n(А) вещества (элементарных объектов) к объему раствора (смеси). Так как количество вещества равно отношению массы m(А) к молярной массе М (А) вещества:
(24)то молярную концентрацию можно вычислить по формуле:
(25)Единица измерения – моль/м3, однако на практике чаще всего применяют дольную единицу моль/дм3 (моль/л). Эту единицу можно обозначать также буквой М, но ее следует писать перед формулой растворенного вещества. Например, если С(HCl) = 2 моль/дм3, то это можно записать также в виде 2М (HCl) ( читают: двухмольный раствор).
М о л я р н а я к о н ц е н т р а ц и я э к в и в а л е н т а раствора
есть число, показывающее, сколько молей эквивалента растворенного вещества содержится в 1 дм3 раствора. Число молей эквивалента можно рассчитать по формуле:
моль, следовательно (26)
, моль/дм3 (27)Х и м и ч е с к и м э к в и в а л е н т о м называют такую часть молекулы, атома, иона, формульной единицы, которая в данной реакции эквивалента (т.е. взаимодействует без остатка) одному атому водорода или одному действующему заряду (электрону). Так как эквивалент любого вещества взаимодействует с одним атомом (ионом) водорода, то при вычислении эквивалентов необязательно исходить из соединений с водородом. Эквивалент вещества – такое количество, которое взаимодействует с одним эквивалентом любого другого вещества. Масса одного моля эквивалента, выраженная в граммах, называется молярной массой эквивалента. Она не является постоянной величиной для данного соединения, а зависит от конкретной реакции, в которую вступает это соединение.
Вычисляют ее, исходя из молярной массы:
(28)где
- фактор эквивалентности.В реакциях нейтрализации молярная масса эквивалента кислоты численно равна молярной массе, деленной на основность кислоты, которую для данной реакции определяют числом ионов водорода, замещающихся металлом. Например, при титровании фосфорной кислоты гидроксидом натрия до изменения окраски метилового оранжевого, что соответствует реакции нейтрализации ее до дигидрофосфата натрия, молярная масса эквивалента кислоты равна ее молярной массе.
При титровании же до изменения окраски фенолфталеина, когда кислота нейтрализуется до гидрофосфата натрия, молярная масса эквивалента ее равна половине молярной массы:
Молярная масса эквивалента основания численно равна молярной массе, поделенной на кислотность основания, которую определяют числом вступающих в реакцию гидроксид-ионов. Например,
Молярная масса эквивалента оксидов или солей, взаимодействующих с кислотами или основаниями, численно равна молярной массе, деленной на число ионов или гидроксид-ионов, взаимодействующих с одной молекулой оксида или соли:
В реакциях осаждения молярная масса эквивалента соли численно равна молярной массе ее, деленной на число зарядов катиона металла, участвующих в данной реакции:
В реакциях комплексообразования молярная масса эквивалента численно равна молярной массе, деленной на число зарядов катионов металла, которые применяют участие в образовании молекулы комплексного соединения:
В двух молекулах гексацианоферрата (II) калия было замещено 6 ионов калия тремя ионами цинка, следовательно, в каждой молекуле было замещено 3 иона калия или во взаимодействии с каждой молекулой приняли участие 3 заряда ионов цинка, следовательно:
В реакциях окисления-восстановления молярную массу эквивалента вычисляют делением молярной массы на число электронов, принятых или отданных каждой молекулой вещества в данной реакции.
Например, для перманганата калия величина молярной массы эквивалента зависит от того, в какой среде протекает реакция:
В кислой среде:
В слабощелочной среде:
В сильно-щелочной среде:
Приведенные выше примеры показывают, что для вычисления молярной массы эквивалента необходимо учитывать конкретную химическую реакцию, в которой участвует вещество и уметь правильно написать ее уравнение.
Часто концентрацию раствора выражают через поправочный коэффициент – К, показывающий отношение истинной точной концентрации раствора к той, какую желали получить при его приготовлении (т.е. стандартной) .
(29)Например, методом разбавления необходимо было получить раствор серной кислоты с молярной концентрацией Сст=0,1000 моль/дм3. После приготовления раствора и установки точной его концентрации последняя оказалась равной 0,1012 моль/дм3 (Сточн). Следовательно, поправочный коэффициент равен:
В ответе обязательно указывают к какой стандартной концентрации рассчитан поправочный коэффициент.
В расчетных задачах подобного типа заданную точную концентрацию округляют до первой значащей цифры, и полученное значение принимают за Сст. Например: С(НСl)точн=0,1894 моль/дм3, тогда С(НСl)ст=0,2 моль/дм3