Ситуационные и учебно-познавательные задачи.

1. На титрование 15 мл раствора карбоната натрия пошло 13,4 мл 0,15М раствора серной кислоты. Вычислить процентную концентрацию карбоната натрия, если его плотность равна 1,15 г/мл. С каким индикатором надо титровать?

Краткое изложение задачи:

V(Na₂CO₃) = 15 мл

V(H₂SO₄) = 13,4 мл

−?

𝜌

индикатор−?

Решение:

Индикатор выбираем с условием рН_э=рТ±1. Поэтому обращаем внимание на продукты реакции:

Na₂CO₃ + H₂SO₄ ⇄ Н₂CO₃ + Na₂SO₄ рН_э<7

Соль Na₂SO₄ не подвергается гидролизу, и кислотность среды в точке эквивалентности обусловлена только угольной кислотой:

 

 

=

Найденное значение рН_э3,8 попадает в зону перехода цвета индикатора метилового оранжевого (см.табл.1).

Ответ: ; индикатор – метиловый оранжевый.

2. На титрование 10 мл раствора аммиака затрачено 5 мл 0,1э раствора соляной кислоты (хлороводорода). Константа ионизации аммиака К_b 1,77∙ . Вычислить эквивалентную концентрацию раствора аммиака. Выяснить, с каким индикатором проводилось титрование.

Краткое изложение задачи:

V(NH₃∙H₂O)=10 мл

V(HCl) = 5 мл

С_э(HCl) = 0,1 моль/л

К_b()=1,77∙

С_э(NH₃∙H₂O)−?

Индикатор−?

Выбор индикатора – по условию рН_э=рТ±1. Ориентируемся на продукты реакции (3), которую можно написать в упрощенной форме (без учета молекулы воды в левой и правой части):

NH₃ + HCl → NH₄Cl (6)

Отсюда видно, что значение рН_э будет определяться гидролизом соли по катиону:

pH < 7 (7)

 

Таким, образом, найденное значение рН_э 5,2 попадает в зону перехода цвета индикатора метилового красного или бромкрезолового зеленого (см.табл.1).

Ответ: ; индикатор с рК_Ind 5,2 – это метиловый красный или бромкрезоловый зеленый.

3. Как можно определить концентрацию водного раствора аммиака методом нейтрализации, используя обратное титрование?

Решение: К раствору аммиака добавляют избыток титрованного раствора HCl, который затем оттитровывают титрованным раствором NaOH в присутствии фенолфталеина (индикатор на лишнюю каплю щелочи) или другого индикатора, который имеет зону перехода цвета вблизи нейтральной области рН (где будет находиться точка эквивалентности 2-й реакции).

Расчет концентрации аммиака. Приведенная ниже схема техники выполнения обратного титрования поможет разобраться в расчетах.

1)

2)

NaOH

NH3

Избыток HCl

V1

V2

V(NH₃∙HOH)

 

 

V_∑(HCl), (HCl)

 

 

V(NaOH), (NaOH)

 

 

По закону эквивалентов:

=

где - объем соляной кислоты, пошедший на взаимодействие с NH₃ в 1-й реакции; – объем избытка соляной кислоты, израсходованный во 2-й реакции (взаимодействие с титрантом NaOH); общий объем соляной кислоты, добавляемый к определяемому аммиаку в избытке.

4. Для установки точной концентрации титранта раствора NaOH использовали кристаллическую щавелевую кислоту (H₂C₂O₄∙2H₂O). На титрование навески щавелевой кислоты массой 0,063 г пошло 2,5 мл раствора NaOH. Вычислить эквивалентную концентрацию титранта и его титр.

Краткое изложение задачи: Решение:

m (H₂C₂O₄∙2H₂O)=0,063 г

V(NaOH)=2,5 мл

T(NaOH) −?

=

 

 

Ответ: T(NaOH)=

 

5. Рассчитать содержание соляной кислоты и общую кислотность желудочного сока, если на титрование его 10 мл с метиловым желтым израсходовано 3,1 мл 0,098 э раствора NaOH, а с фенолфталеином – 6 мл такого же раствора NaOH.

Краткое изложение задачи: Решение:

Кислотность желудочного сока измеряется в титриметрических единицах (т.е.). Одна т.е. – это количество мл 0,1 э раствора NaOH, которое пойдет на титрование 100 мл желудочного сока.

Свободная кислотность –?

Общая кислотность –?

V(ж.сока)=10 мл

 

Поэтому, с учетом поправки на необходимую концентрацию NaOH (0,1э) и объем желудочного сока (100 мл) мы получим:

Свободная кислотность (в титр. ед.), обусловленная содержанием соляной кислоты, равна

Общая кислотность (в титр. ед), обусловленная содержанием как соляной кислотой, так и различными видами слабых кислот, равна

Ответ: Содержание соляной кислоты (свободная кислотность) в желудочном соке равно 30,4 т.е.. Общая кислотность желудочного сока равна 58,8 т.е.