Задача 1. Определить титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент ~0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты
Определить титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент ~0, 1 моль/л раствора хлороводородной кислоты, если на титрование 10 мл раствора тетрабората натрия с молярной концентрацией эквивалента ~0, 1 моль/л и поправочным коэффициентом равным 1, 0120 ушло 9, 8 мл раствора хлороводородной кислоты. М.м.(НС1)= 36, 46 г/моль. Рассуждения: В задаче речь идет о двух растворах. У одного из них известен поправочный коэффициент, у другого необходимо найти показатели концентрации (титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент). Следовательно, это задача по стандартизации одного раствора по другому – это задача II типа. Поводят стандартизацию рабочего раствора хлороводородной кислоты по буре, которая является исходным веществом этого метода. Придерживаясь рекомендаций, приведенных выше, записываем «Дано» и начинаем решать задачу.
Записываем уравнение реакции, лежащее в основе анализа, чтобы потом правильно рассчитать молярную массу эквивалента исследуемого вещества. Во избежание ошибок на первое место в уравнении реакции записываем исследуемое вещество, то есть хлороводородную кислоту. 2 HCl + Na2B4O7 + 5 H2O = 2 NaCl + 4 H3BO3 2 моль 2 экв. Вещества реагируют друг с другом в соотношении 2 моль к 2 экв., следовательно, фактор эквивалентности будет равен единице. f экв.(НС1) = ---- = 1 М 1/Z (НС1) = Мм (НС1) • f экв.(НС1) = 36, 46 г/моль • 1 = 36, 46 г/моль
(Или вспоминаем, что раствор хлороводородной кислоты по ГФ Х1 готовят с учетом реальных частиц или смотрим, что в состав кислоты входит один ион водорода, значит фактор эквивалентности такого раствора будет равен единице). Решаем задачу исходя из закона эквивалентов: С1/Z (1) • V(1) = С1/Z (2) •V(2)
Обозначим: 1- раствор хлороводородной кислоты с молярной концентрацией эквивалента ~ 0, 1 моль/л 2 – раствор тетрабората натрия с молярной концентрацией эквивалента ~ 0, 1 моль/л Таким образом, получаем: С1/Z ~0, 1моль/л (НС1) • V ~0, 1моль/л (НС1) = С1/Z ~0, 1моль/л буры • V ~0, 1моль/л буры
Так как V ~0, 1моль/л (НС1) (9, 8 мл) < V ~0, 1моль/л буры (10 мл), то и С1/Z ~0, 1моль/л (НС1) > С1/Z ~0, 1моль/л буры
Выразим из закона эквивалентов практическую молярную концентрацию эквивалента хлороводородной кислоты. С1/Z ~0, 1моль/л буры • V ~0, 1моль/л буры С1/Z ~0, 1моль/л (НС1) = -------------------------------------------- V ~0, 1моль/л (НС1) Нам не известна практическая молярная концентрация эквивалента натрия тетрабората, но зато мы знаем поправочный коэффициент этого раствора и знаем, что в идеале молярная концентрация эквивалента должна быть 0, 1 моль/л. Так как С 1/Z ~ Кп = --------- С 1/Z т. Следовательно: С 1/Z ~ = С 1/Z т. • Кп То есть в нашем случае С1/Z ~0, 1моль/л буры = С1/Z т. буры • К п~0, 1моль/л буры Подставляем значения в расчетную формулу: С1/Z ~0, 1моль/л буры = 0, 1 моль/л • 1, 0120 = 0, 1012 моль/л Видим, что показатель сопоставим с реальным (0, 1012» 0, 1). Не забываем обосновать показатель. Так как молярная концентрация эквивалента – это содержание моль-эквивалентов вещества в 1 л раствора, то получаем следующее. Молярная концентрация эквивалента показывает, что в 1 л приготовленного раствора буры содержится 0, 1012 моль-эквивалентов х.ч. буры.
Подставляем показатели в выведенную формулу и рассчитываем практическую молярную концентрацию эквивалента хлороводородной кислоты. Внимательно смотрим, чтобы в числителе формулы оказались данные от одного раствора, то есть от буры, а также, чтобы в формулу была подставлена практическая молярная концентрация эквивалента буры. Объем хлороводородной кислоты записываем в знаменатель. 0, 1012 моль/л • 10 мл С1/Z ~0, 1моль/л (НС1) = ------------------------------ = 0, 1032 653306 моль/л – округляем 9, 8 мл и получаем 0, 1033 моль/л Видим, что снова получили показатель, сопоставимый с реальным (0, 1033» 0, 1) и, как выяснили из закона эквивалентов С1/Z ~0, 1моль/л (НС1) > С1/ Z ~0, 1моль/л буры (0, 1033> 0, 1012). Обосновываем показатель, учитывая, что молярная концентрация эквивалента – это содержание моль-эквивалентов вещества в 1 л раствора. Молярная концентрация эквивалента показывает, что в 1 л приготовленного раствора хлороводородной кислоты содержится 0, 1033 моль-эквивалентов х.ч. хлороводорода.
Далее рассчитываем титр приготовленного раствора хлороводородной кислоты по формуле: С1/Z • M1/Z T = ---------------- Так как ищем титр практически приготовленного раствора, то и показатели концентрации подставляем практические, отображая концентрацию в индексе: С 1/Z ~1 • M 1/Z 1 T ~1 = ---------------- То есть, в нашем случае формула будет выглядеть следующим образом: С1/Z ~0, 1 моль/л (НС1)• M1/Z (НС1) T ~0, 1 моль/л (НС1) = ------------------------------------ Подставляем в формулу значения и рассчитываем искомый показатель: 0, 1033 моль/л • 36, 46 г/моль T ~0, 1 моль/л (НС1) = --------------------------------------- = 0, 003766 318 г/мл, округляем и получаем 1000 0, 003766 г/мл
Обосновываем показатель. Вспоминаем, что титр – это содержание грамм вещества в 1 мл раствора. Титр показывает, что в 1 мл приготовленного раствора хлороводородной кислоты содержится 0, 003766 г х.ч. хлороводорода.
Далее рассчитываем поправочный коэффициент хлороводородной кислоты через молярную концентрацию эквивалента С1/Z ~ К п = --------- С1/Z т. То есть в нашем случае С1/Z ~0, 1моль/л (НС1) К п~0, 1 моль/л (НС1) = ------------------------ С1/Z 0, 1 моль/л (НС1) Подставляем в формулу значения: 0, 1033 моль/л К п~0, 1 моль/л (НС1) = ------------------------= 1, 0330 0, 1 моль/л
Видим, что показатель сопоставим с реальным (1, 0330» 1, 0). Обосновываем показатель. Так как (1, 0330 > 1, 0), то обоснование даем следующее: Поправочный коэффициент показывает, что титр и молярная концентрация эквивалента ~ 0, 1 моль/л раствора хлороводородной кислоты больше, чем титр и молярная концентрация эквивалента теоретического раствора в 1, 0330 раза.
Записываем ответ. Ответ: С1/Z ~0, 1моль/л (НС1) = 0, 1033 моль/л T ~0, 1 моль/л (НС1) = 0, 003766 г/мл К п~0, 1 моль/л (НС1) = 1, 0330
|
