Расчет молярной массы эквивалента (дополнение)

При решении задач по количественному титриметрическому анализу уравнения реакций, лежащие в их основе, чаще всего не даются, и их требуется писать самостоятельно.

 

При определении молярной массы эквивалента окислителей и восстановителей проще всего проводить расчет по ионно-электронному уравнению реакции в зависимости от числа принятых или отданных электронов. При этом смотрят на ту полуреакцию, к которой относится анализируемое вещество.

 

Например,

1. Определить молярную массу эквивалента пероксида водорода при определении его методом перманганатометрии. Mм Н₂О₂ = 34,01 г/моль

 

Решение:

В основе определения пероксида водорода методом перманганатометрии лежит следующее уравнение реакции:

 

5 Н₂О₂ + 2 KMnO₄ + 3 H₂SO₄ → 5 O₂ + 2 MnSO₄ + K₂SO₄ + 8 H₂O

 

Н₂О₂ - 2е → O₂ + 2 Н⁺ ‌‌| 5 окисление, восстановитель

MnO₄ ^- + 8 Н⁺ + 5 е → Mn²⁺ + 4 H₂O | 2 восстановление, окислитель

 

По ионно-электронному уравнению мы видим, что 1 моль Н₂О₂ отдает 2 электрона, следовательно, получается соотношение 1:2. Это и будет фактор эквивалентности.

 

(f_экв.= 1/Z Для восстановителей Z равночислу отданных электронов. Следовательно, f_экв.= ½)

 

f_экв. (Н₂О₂) = ½ M_1|z(Н₂О₂) = Mм (Н₂О₂) • f_экв. (Н₂О₂) = Mм(Н₂О₂) / 2 = 34,01 г/моль: 2 =

 

=17,005 г/моль

 

Ответ: M_1|z(Н₂О₂) =17,005 г/моль

 

2. Определить молярную массу эквивалента щавелевой кислоты при ее определении методом перманганатометрии. Мм _{щав.к-ты} = 126,08 г/моль

 

Решение:

В основе определения щавелевой кислоты методом перманганатометрии лежит следующее уравнение реакции:

 

5 Н₂C₂О₄ + 2 KMnO₄ + 3 H₂SO₄ → 10 CO₂ + 2 MnSO₄ + K₂SO₄ + 8 H₂O

 

C₂О₄^2- - 2е → 2 CO₂ ‌‌ | 5 окисление, восстановитель

MnO₄ ^- + 8 Н⁺ + 5 е → Mn²⁺ + 4 H₂O | 2 восстановление, окислитель

По ионно-электронному уравнению мы видим, что 1 моль оксалат- ионов(С₂О₄^2- отдает 2 электрона, следовательно, получается соотношение 1:2. Это и будет фактор эквивалентности).

 

(f_экв.= 1/Z Для восстановителей Z равночислу отданных электронов. Следовательно, f_экв.= ½)

 

f_{экв.щав.к-ты} = ½ M_{1|z щав.к-ты} = Mм _{щав.к-ты} • f_{экв. щав.к-ты} = Mм _{щав.к-ты}: 2 =

 

= 126,08 г/моль: 2 = 63,04 г/моль

 

Ответ: M_{1|z щав.к-ты} = 63,04 г/моль

 

При определении фактора эквивалентности веществ по ионно-обменным реакциям и реакциям присоединения расчет можно сократить, совместив несколько действий в одно.

 

Под анализируемым веществом указывают число молей, а под титрантом – произведение числа молей на число эквивалентов. Отношение числа молей анализируемого вещества к числу моль-эквивалентов титранта и будет фактор эквивалентности.

 

А. Если рабочий раствор (титрант) готовится с учетом реальных частиц (РЧ):

 

1) прямое и обратное титрование

 

моль анализируемого вещества

f_экв. = k_стех. • 1 = k_стех. = ----------------------------------------

моль титранта

 

2) косвенное титрование (по заместителю)

 

моль анализируемого вещества моль заместителя

f_экв. = k_стех. • 1 = k_стех. = ------------------------------------------- • -------------------------

моль заместителя моль титранта

Б. Если рабочий раствор (титрант) готовится с учетом условных частиц:

 

f_экв. = k_стех. • УЧ _{титранта} = k_стех. • 1/Z _{титранта}

 

1) прямое и обратное титрование

 

моль анализируемого вещества моль анализируемого вещества

f_экв.= ---------------------------------------- • 1/Z _{титранта} = -----------------------------------------

моль титранта моль титранта • Z _{титранта}

 

2) косвенное титрование (по заместителю)

 

 

моль анализируемого вещества моль заместителя

f_экв.= ------------------------------------------- • ------------------------- • 1/Z _{титранта} =

моль заместителя моль титранта

 

 

моль анализируемого вещества • моль заместителя

= --------------------------------------------------------------------------

моль заместителя • моль титранта • Z _{титранта}

 

Например,

 

1. Определить молярную массу эквивалента щавелевой кислоты при ее определении методом алкалиметрии. Мм _{щав.к-ты} = 126,08 г/моль

 

Решение:

В основе определения щавелевой кислоты методом алкалиметрии лежит следующее уравнение реакции:

 

_{анализируемое}

^{вещество титрант}

Н₂C₂О₄ + 2 NaOH → Na₂C₂O₄ + 2 H₂O

1 моль 2моль х 1 экв.=

= 2 моль-экв.

 

f_{экв.щав.к-ты} = ½ M_{1|z щав.к-ты} = Mм _{щав.к-ты} • f_{экв. щав.к-ты} = Mм _{щав.к-ты}: 2 =

 

= 126,08 г/моль: 2 = 63,04 г/моль

 

Ответ: M_{1|z щав.к-ты} = 63,04 г/моль

 

2. Определить молярную массу эквивалента антипирина при его определении методом йодометрии по способу обратного титрования. Мм_ант. = 188,23 г/моль

 

 

Решение:

В основе определения антипирина методом йодометрии по способу обратного титрования лежит следующее уравнение реакции:

 

 

_{анализируе}

^{вещество титрант}

Н--=====--СН₃ I--=====--СН₃

│ │_ + I₂ = │ │_ + НI

// \ / СН₃ // \ / СН₃

О N О N

│ │

С₆Н₅ С₆Н₅

1 моль 1 моль х 2 экв. =

= 2 моль-экв.

 

 

I₂ + 2 Nа₂S₂О₃ = 2 NаI + Nа₂S₄О₆

 

I₂ + 2 е = 2 I^-

2 S₂О₃ ^2- - 2 е = 2 S₄О₆^2-

 

 

f _{экв. ант}. = ½ М_{1/z ант.}= Мм _ант. • f _{экв. ант} = Мм _ант.: 2 = 188,23 г/моль: 2 =

 

= 94,115 г/моль

 

 

Ответ:М_{1/z ант.}= 94,115 г/моль

Задания для самостоятельного решения (II)

1. Определить молярную массу эквивалента винной кислоты при ее анализе методом алкалиметрии. Мм H₂C₄H₄O₆ = 150,10 г/моль

 

1. Определить молярную массу эквивалента никотиновой кислоты при ее анализе методом алкалиметрии. (C₅NH₅-COOH) Мм _{ник.к-ты} = 123,11 г/моль

 

1. Определить молярную массу эквивалента оксалата натрия при его анализе методом перманганатометрии. МмNa₂C₂O₄= 134,0 г/моль

 

1. Определить молярную массу эквивалента сульфата железа (II) при его анализе методом перманганатометрии. Мм FeSO₄ = 278,03 г/моль

 

1. Определить молярную массу эквивалента дихромата калия при его анализе методом йодометрии по способу замещения. Мм K₂Cr₂O₇ = 294,22 г/моль

 

1. Определить молярную массу эквивалента йодида калия при его анализе методом аргентометрии. Мм _KI = 166,01 г/моль

 

1. Определить молярную массу эквивалента серебра нитрата при его анализе методом роданометрии. Мм AgNO₃ = 169,87 г/моль

 

1. Определить молярную массу эквивалента спирта этилового при его анализе методом дихроматометрии с йодометрическим окончанием.

МмC₂H₅OH = 46,07 г/моль

 

3 C₂H₅OH + 2 K₂Cr₂O₇ + 16 HNO₃ → 3 CH₃COOH + 4 Cr(NO₃)₃ + 4 KNO₃ + 11 H₂O

K₂Cr₂O₇ + 6 KI + 14 HNO₃ → 3 I₂ + 2 Cr(NO₃)₃ + 8 KNO₃ + 7 H₂O

I₂ + 2 Nа₂S₂О₃ → 2 NаI + Nа₂S₄О₆

 

1. Определить молярную массу эквивалента стрептоцида при его анализе методом броматометрии по способу обратного титрования. Мм _{стрепт.} = 172,21 г/моль

 

KBrO₃ + 5 KBr + 6 HCl → 3 Br₂ + 6 KCl + 3 H₂O

NH₂-SO₂-C₆H₄-NH₂ + 2 Br₂ → NH₂-SO₂-C₆H₂Br₂-NH₂ + 2 HBr

I₂ + 2 Nа₂S₂О₃ → 2 NаI + Nа₂S₄О₆

 

1. Определить молярную массу эквивалента резорцина при его анализе методом броматометрии по способу обратного титрования. Мм._{резорцина} = 110,11 г/моль

 

KBrO₃ + 5 KBr + 6 HCl → 3 Br₂ + 6 KCl + 3 H₂O

C₆H₄(OH)₂ + 3 Br₂ → C₆HBr₃(OH)₂ + 3 HBr

I₂ + 2 Nа₂S₂О₃ → 2 NаI + Nа₂S₄О₆

 

 

ОТВЕТЫ:

Задания для самостоятельного решения (I)

 

 

1. 190,7 г/моль
2. 39,0 г/моль
3. 160,11 г/моль
4. 122,12 г/моль
5. 126,9 г/моль
6. 149,89 г/моль
7. 31,610 г/моль
8. 27,84 г/моль
9. 119,01 г/моль
10. 99,085 г/моль

Задания для самостоятельного решения (II)

 

1. 75,05 г/моль
2. 123,11 г/моль
3. 67,0 г/моль
4. 278,03 г/моль
5. 49,04 г/моль
6. 166,01 г/моль
7. 169,87 г/моль
8. 11,0175 г/моль
9. 43,0525 г/моль
10. 18,3517 г/моль