ЗАДАЧА № 1Вычислить массу навески натрия тетрабората, необходимую для приготовления 200 мл раствора с молярной концентрацией эквивалента 0, 1 моль/л. Определить титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент раствора, если для его приготовления была взята навеска натрия тктрабората массой 3, 7995 г. Мм (Na2B4O7 • 10 H2O) = 381, 4 г/моль Рассуждения: Бура (натрия тетраборат) – это исходное (стандартное) вещество метода нейтрализации. Так как необходимо найти массу навески буры – то это задача на приготовление раствора исходного (стандартного) вещества. Известна масса практически взятой навески буры и необходимо провести расчеты по определению показателей концентрации практически приготовленного раствора. Исходя из этого, делаем вывод, что это задача I типа. Придерживаясь рекомендаций приведенных выше, записываем «Дано» и начинаем решать задачу.
Рассуждаем при этом следующим образом: - натрия тетраборат (Na2B4O7) – это соль, образованная двумя атомами одновалентного металла, следовательно, число эквивалентности для него будет равно 2. Исходя из этого: M1/z= Mм/Z M1/z буры= Mм буры/Z буры = 381, 4 г/моль: 2 = 190, 7 г/ моль
- натрия тетраборат – это исходное вещество метода ацидиметрии и реагирует с хлористоводородной кислотой в соотношении 1: 2 Na2B4O7 + 2 HCl + 5 H2O = 2 NaCl + 4 H3BO3 1 моль 2 экв. Следовательно, fэкв. буры будет равет ½ fэкв. буры = ½ M1/z буры= Mм буры • fэкв. буры = 381, 4 г/моль • ½ = 190, 7 г/моль
б) По условию задачи объем раствора дан в мл, а в формуле он должен быть выражен в л, следовательно, его необходимо преобразовать: V(буры) = 200 мл = 200: 1000 = 0, 2 л
Подставляем в формулу эти цифры:
m теор. буры = 0, 1 моль/л • 190, 7 г/моль • 0, 2 л = 3, 814 г 2) Вычислим титр практически приготовленного раствора. Так как это раствор исходного вещества (раствор с титром приготовленным) то пользуемся формулой: m T = ---- V(мл) Преобразуем формулу для нашей ситуации. Так как рассчитываем титр практически приготовленного раствора, то и массу навески берем практически взятую. Объем раствора берем в мл! тоесть данный по условию задачи. m пр. буры Т~0, 1 моль/л буры = -------------- V(мл) буры 3, 7995 г Т~0, 1 моль/л буры = ------------ = 0, 01899 75 г/мл округляем и получаем 0, 01900 г/мл 200 мл
Не забываем обосновать показатель, то есть написать, что он показывает. Так как это титр раствора исходного вещества, то это всегда содержание грамм вещества в 1 миллилитре раствора. Таким образом, Титр показывает, что в 1 мл приготовленного раствора буры содержится 0, 01900 г х.ч. (химически чистой) буры.
3) Рассчитываем поправочный коэффициент практически приготовленного раствора через массы навесок (так как это исходное вещество) m практ. K п = --------- m теор. Преобразуем эту формулу для нашего случая: m пр. буры K п ~0, 1 моль/л буры = --------------- m т. буры Подставляем цифры в формулу: 3, 7995 г K п ~0, 1 моль/л буры = -------------- = 0, 9961 98 округляем и получаем 0, 9962 3, 814 г
Снова не забываем обосновать показатель. Помним о том, что поправочный коэффициент в идеале равен 1, 0000, следовательно, полученный нами результат должен быть близок к этому значению (мы получили сопоставимый результат – 0, 9962). Сравнивают его с 1, 0000 и видим, что цифра меньше (0, 9962< 1, 0000), следовательно, и концентрация практически приготовленного раствора слабее (меньше) требуемой, а значит, меньше будут и показатели концентрации – титр и молярная концентрация эквивалента. Таким образом, Поправочный коэффициент показывает, что титр и молярная концентрация эквивалента практически приготовленного раствора буры меньше, чем титр и молярная концентрация эквивалента теоретического (точного) раствора буры.
4) Рассчитываем молярную концентрацию эквивалента практически приготовленного раствора буры. а) Проще всего это сделать через поправочный коэффициент С1/Z~ Kп = --------- следовательно, С1/Z~ = С1/Z т • К п С1/Z Преобразуем формулу для нашей ситуации С1/Z~0, 1 моль/л буры = С1/Z т буры • К п ~0, 1 моль/л буры Подставляем значения и рассчитываем показатель:
С1/Z~0, 1 моль/л буры= 0, 1 моль/л • 0, 9962= 0, 0996 2 моль/л округляем и получаем 0, 0996 моль/л
б) Можно рассчитать молярную массу эквивалента через массу навески: m С1/Z = -------------- M1/Z • V(л) Преобразуем формулу для нашей ситуации: m пр. буры С1/Z~0, 1 моль/л буры = ----------------------- M1/Z буры • V(л) буры Подставляем значения и рассчитываем показатель: 3, 7995 г С1/Z~0, 1 моль/л буры=-------------------- = 0, 0996 198моль/л округляем и получаем 0, 0996 моль/л 190, 7 г/моль • 0, 2 л
в) Можно также провести расчет через титр: T • 1000 С1/Z = -------------- M1/Z Преобразуем формулу для нашей ситуации: T~0, 1 моль/л буры • 1000 С1/Z ~0, 1 моль/л буры = --------------------------- M1/Z буры Подставляем значения и рассчитываем показатель: 0, 01900 г/мл • 1000 С1/Z~0, 1 моль/л буры= ---------------------= 0, 0996 32 моль/л округляем и получаем 0, 0996 моль/л 190, 7 г/моль
То есть при любом из вариантов расчетов результат идентичен и сопоставим (так как в теории молярная концентрация эквивалента должна быть равна 0, 1 моль/л, а 0, 0996» 0, 1) Обосновываем найденный показатель. Так как это молярная концентрация эквивалента, то и содержание будет моль-эквивалентов вещества в 1 литре раствора.
Таким образом, Молярная концентрация эквивалента показывает, что в 1 л приготовленного раствора буры содержится 0, 0996 моль-эквивалентов буры. Все необходимые показатели найдены и обоснованы, поэтому далее можно записывать ответ задачи. Ответ: m теор. буры = 3, 814 г Kп ~0, 1 моль/л буры = 0, 9962 Т~0, 1 моль/л буры = 0, 01900 г/мл С1/Z~0, 1 моль/л буры = 0, 0996 моль/л
|
