Титриметрические методы анализа

1. Цели и задачи количественного анализа.

2. Классификация методов количественного анализа.

3. Основные операции, предшествующие анализу вещества.

4. В чем сущность титриметрического анализа?

5. Принцип и классификация методов титриметрического анализа.

6. Перечислите основные требования, предъявляемые к реакциям в титриметрическом анализе.

7. Как выражают концентрацию растворов в титриметрическом анализе? Дайте определение понятий и примеры понятий: молярность, нормальность, титр, титр по определяемому веществу, поправочный коэффициент.

8. Как вычисляются грамм-эквиваленты веществ в реакциях обмена; в реакциях окисления-восстановления?

9. Какие растворы называются титрованными? Как и когда контролируется их концентрация? Какие существуют способы приготовления титрованных растворов?

10. Сущность процесса титрования. Способы его выполнения. Сущность прямого титрования. Пример. Как рассчитывается результат титрования?

11. Сущность обратного титрования. Пример. Как рассчитывается результат титрования?

12. Сущность титрования с заместителем. Пример. Как рассчитывается результат титрования?

13. Что такое кривая титрования и какое практическое значение она имеет?

14. Что такое точка эквивалентности; конечная точка титрования? Способы фиксирования конечной точки титрования.

15. Что такое скачок титрования? Какое значение имеет величина скачка титрования на кривой титрования?

МЕТОД КИСЛОТНО-ОСНОВНОГО ТИТРОВАНИЯ

1. Сущность метода кислотно-основного титрования.

2. Ионное произведение воды. Форма и порядок его выражения.

3. Диссоциация. Константа диссоциации. Степень диссоциации.

4. Что характеризует константа равновесия химической реакции?

5. Что такое активность и коэффициент активности? Каков физический смысл коэффициента активности индивидуального иона?

6. Что такое ионная сила раствора? Какова её природа? Приведите пример вычисления ионной силы раствора.

7. Какие растворы называются буферными? Примеры. Какими свойствами они обладают? Приведите примеры буферных растворов.

8. Что такое буферная емкость и чем она характеризуется?

9. Объясните механизм действия ацетатного и аммонийного буферных растворов при: разбавлении; прибавлении NаОН или НС1.

10. Сущность процесса гидролиза. Что характеризует степень гидролиза и константа гидролиза?

11. Выведите уравнение для расчета рН в растворе соли, гидролизующейся по: а) катиону; б) аниону; одновременно по катиону и по аниону.

12. Приведите уравнения для расчёта рН разбавленных растворов: а) слабых одноосновных кислот; б) слабых однокислотных оснований; в) сильных кислот; г) сильных оснований.

13. Как меняется вид кривой титрования (величина скачка, положение точки эквивалентности) при изменении: а) концентрации растворов; б) констант диссоциации кислот или оснований; в) температуры?

14. Изобразите вид кривых титрования 0,1 н растворов:

а) НС1 – NаОН; б) СН₃СООН – NаОН; в) NН₄ОН – НС1;

г) Nа₂СО₃ – НС1; д) Н₃РО₄ – NаОН.

Укажите на кривой размеры скачков титрования, рН точек эквивалентности и обоснуйте выбор индикаторов.

15. Почему очень слабые кислоты и основания невозможно определять методом кислотно-основного титрования в водных растворах?

16. При каких условиях можно оттитровать по ступеням многоосновные кислоты? Можно ли оттитровать по ступеням щавелевую кислоту?

17. Кислотно-основные индикаторы. Ионно-хромофорная теория индикаторов?

18. Что такое интервал перехода окраски индикатора, константа диссоциации и показатель титрования индикатора?

19. Приведите характеристики некоторых рН-индикаторов (интервал перехода окраски, цвет, показатель титрования).

20. Вторичные стандартные растворы, применяемые в методе нейтрализации. Почему титры NаОН и НС1 нельзя найти по точной навеске твердой щелочи или по рассчитанному объему концентрированной кислоты? Какие установочные вещества используются для стандартизации этих растворов?

21. Объясните значение выражений Т _{НС1/ Nа2СО3} и Т _{Nа2СО3/НС1} (г/мл). В граммах каких веществ выражены каждый из указанных титров?

22. Дайте краткую характеристику (основные уравнения реакций, титранты, индикаторы, области применения, достоинства и недостатки) метода нейтрализации.

Задачи

1. Какую массу гидроксида калия нужно взять для приго­товления 1,5л раствора с молярной концентрацией 0,02 моль/л?

(1,68 г)

2. Какую массу гидроксида натрия нужно взять для приго­товления 0,5 л раствора с молярной концентрацией 0,2 моль/л?

(4 г)

3. Какую массу карбоната натрия нужно взять для приго­товления 3 л раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,5 моль/л? (79,500 г)

4. Сколько миллилитров 30,2%-ного раствора гидроксида калия (ρ = 1,29 г/см³) требуется для приготовления 5 л раствора с молярной концентрацией 0,2моль/л?

(72 мл)

5. Сколько миллилитров 50,5%-ного раствора гидроксида натрия (ρ = 1,53 г/см³) необходимо для приготовления 3 л раствора с молярной концентрацией 0.05 моль/л?

(7,8 мл)

6. Сколько миллилитров 81,2%-ного раствора серной кислоты (ρ = 1,74 г/см³) необходимо для приготовления 0,5 л раство­ра с молярной концентрацией эквивалента 0,2 моль/л?

(3,5 мл)

7. Какую массу щелочи, содержащей 98% NaOH и 2% индифферентных примесей, нужно взять для приготовления 200 мл раствора с молярной концентрацией 0,1 моль/л?

(0,816 г)

8. Вычислить молярную концентрацию эквивалента раствора серной кислоты, титр которого равен 0,02446.

(0,4988 моль/л)

9. Вычислить молярную концентрацию раствора гидроксида натрия, титр которого равен 0,004020.

(0,1005 моль/л)

10. Вычислить молярную концентрацию раствора соляной кислоты, если титр его по КОН равен 0,01353.

(0,2412 моль/л)

11. Вычислить молярную концентрацию раствора гидроксида натрия, если титр его по CaO равен 0,002914.

(0,1041 моль/л)

12. Вычислить молярную концентрацию раствора гидроксида натрия, если титр его по SO₃ равен 0,02174.

(0,5435 моль/л)

13. Молярная концентрация эквивалента раствора серной кислоты равна 0,1008. Рассчитать титр этого раствора.

(0,004939 г/мл)

14. Молярная концентрация раствора гидроксида натрия рав­на 0,09981моль/л. Рассчитать его титр.

(0,003992 /мл)

15. Какова молярная концентрация, тигр и титр по СаО раствора серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,1122?

(0,0561 моль/л; 0,005498 г/мл; 0,003148 г/мл)

16. Найти титр раствора гидроксида калия по серной кисло­те, если титр его равен 0,005727. (0,005011 г/мл)

17. В 500 мл раствора карбоната натрия содержится 2,6578 г Na₂CO₃. Рассчитать его титр, молярную концентрацию эквивалента и титр по соляной кислоте:

а) при нейтрализации до СО г; б) при нейтрализации до NaНCO₃.

а) (0,005316 г/мл; 0,1003 моль/л; 0,003661 г/мл)

б) (0,0501 моль/л; 0,001830 г/мл)

18. Каковы титр и молярная концентрация раствора соляной кислоты, если на титрование 0,1946 г карбоната натрия идет 20,45 мл этого раствора?

(0,006553 г/мл; 0,1795моль/л)

19. Каковы титр и молярная концентрация эквивалента раст­вора серной кислоты, если на титрование 0,4519 г Na₂B₄O₇ ∙ 10H₂ O идёт 16,43 мл этого раствора?

(0,007072 г/мл, 0,1443 моль/л)

20. На 1,0250г H₂C₂O₄ ∙ 2H₂O идёт 24,10 мл раствора гидроксида натрия. Рассчитать титр этого раствора, молярную кон­центрацию эквивалента и титр по H₂C₂O₄ ∙ 2H₂O.

(0,027004 г/мл; 0,6748 моль/л; 0,04253 г/мл)

21. Определить молярную концентрацию раствора гидроксида калия, если на титрование 15 мл его израсходовали 18,70 мл раствора соляной кислоты с титром 0,002864 г/мл.

(0,0978 моль/л)

22. Вычислить титр раствора серной кислоты, если на тит­рование 20,00 мл раствора гидроксида натрия, содержащего 0,001920 г/мл NaOH, расходуется 22,40мл раствора серной кислоты.

(0,002102г/мл)

23. Какую навеску карбоната натрия следует взять, чтобы на ее титрование (до СО₂) было затрачено 20 мл раствора со­ляной кислоты (С (HCl) = 0,1 моль/л)?

(0,1060 г)

24. Какую навеску гидрокарбоната необходимо взять, чтобы на ее титрование было затрачено 25 мл раствора соляной кисло­ты с титром 0,002789?

(0,1605 г)

25. Сколько граммов безводной щавелевой кислоты следует взять для анализа, чтобы на титрование ее было затрачено 20мл раствора гидроксида натрия (C (NaOH) = 0,5 моль/л?

(0,4500 г)

26. Какую навеску кальцита, содержащего 60% карбоната кальция, необходимо взять для анализа, чтобы на титрование ее было затрачено 15 мл раствора соляной кислоты с титром по CaCO₃ 0,005233?

(0,1308 г)

27. Какую навеску каустической соды следует взять для оп­ределения содержания NaOH, чтобы на титрование полученного из нее раствора требовалось 30 мл раствора соляной кислоты (С (НСl) = 0,5 моль/л)?

(0,6000 г)

28. Сколько миллилитров раствора соляной кислоты (С(HСl)г = 0,12 моль/л требуется для нейтрализации 0,2 г х.ч. карбо­ната натрия?

(31,4 мл)

29. Сколько миллилитров 10,56%-ного раствора серной кислоты (р = 1,07) требуется для нейтрализации 1 г гидроксида калия?

(7,74 мл)

30. Сколько граммов соляной кислоты содержится в раство­ре, если на нейтрализацию требуется 20 мл раствора гидроксиданатрия с титром 0,004614 г/мл?

(0,0841 г)

31. На титрование навески 0,1025 г. карбоната калия с метиловым оранжевым потребовалось 19,30 мл раствора соляной кислоты С (HCl = 0,1 моль/; К = 0,9986). Найти массовую долю (%) Na₂CO₃ в образце.

(99,65)

32. На титрование раствора карбоната калия с фенолфталеином израсходовано 18,6 мл раствора HCl с титром по NaOH, равным 0,004492. Определить содержание K₂CO₃ (г) в исследуемом растворе.

(0,2887)

МЕТОД КОМПЛЕКСОНОМЕТРИИ

1. Какие соединения называются комплексонами? Приведите формулу комлексона ЭДТА (этилендиаминтетрауксусная кислота).

2. Сущность метода комплексонометрического титрования.

3. Дайте краткую характеристику метода: рабочие растворы, установочные вещества, индикаторы, основные уравнения реакций.

4. Индикаторы метода комплексонометрического титрования. Природа индикаторов и принцип их действия.

5. Чем характеризуется устойчивость комплекса в растворах?

6. Приведите выражение для константы устойчивости координационного соединения МL_n. Укажите влияние концентрации, рН, температуры и ионной силы раствора на комплексообразование.

7. В каких координатах строится кривая комплексометрического титрования? От чего зависит величина скачка на кривой комплексометрического титрования?

8. Области использования метода комплексонометрии в анализе веществ.

9. В чём заключаются достоинства и недостатки метода комплексонометрического титрования?

10.Какими соединениями обусловлена общая жесткость воды? Приведите способ её определения и вычисление результатов анализа.

Задачи

1. Какую навеску комплексона ЭДТА Na₂C₁₀O₈N₂ · 2Н₂О требуется для приготовления 500 мл раствора эквивалентной концентрации, равной 0,020 моль/л; (М (1/2 ЭДТА) = 372,242/2 = 186,121 г/моль)?

(3,7224 г)

2. Какую навеску металлического цинка следует растворить в кислоте для определения точной концентрации ЭДТА, если использовать для приготовления 0,010 н. раствора цинка мерную колбу вместимостью 200,0 мл?

(0,0654 г)

3. Чему равна молярная концентрация эквивалента раствора цинка, если при титровании 20,15 мл этого раствора в присутствии хромогена чёрного затрачено 9,35 мл 0,0500 н. раствора ЭДТА?

(0,0232 моль/л)

4. При определении содержания алюминия к раствору навески вещества добавлено 20,0 мл 0,0452 н. раствора ЭДТА; на титрование избытка ЭДТА затрачено 6,05 мл 0,0500 н. раствора сульфата цинка. Вычислить массу алюминия в навеске.

(8,120 мг)

5. Рассчитать эквивалентную концентрацию циркония, если при титровании 20,0 мл этого раствора с хромогеном чёрным затрачено 10,15 мл раствора ЭДТА, титр которого 0,018612 г/мл.

(0,05075 моль/л)

6. Рассчитать содержание алюминия в пробе, если после её растворения к полученному раствору было прибавлено 15,0 мл 0,1100 н. раствора ЭДТА, избыток которого был оттитрован 3,0 мл 0,1010 н. раствора ZnSO_4.

(18,184 мг)

7. Рассчитать эквивалентную концентрацию и содержание магния (г/л) в растворе при определении жёсткости воды, если при титровании 100,0 мл воды при рН 9,7 с хромогеном чёрным затрачено 19,20 мл 0,1012 н. раствора ЭДТА.

(0,01943 моль/л; 0,2331 г/л)

8. Вычислить молярную и эквивалентную концентрацию раствора ЭДТА, если навеску массой 4,6525 г растворили в мерной колбе вместимостью 500,0 мл. Найти титр этого раствора и титр ЭДТА по цинку. М (½ ЭДТА) = 372,242/2 =186,121 г/моль.

(0,005 моль/л; 0,0100 моль/л; 0,01861 г/мл; 0,003269 г/мл)

9. Какую навеску MgSO₄ необходимо поместить в мерную колбу вместимостью 250,0 мл, чтобы на титрование аликвоты 25,0 мл этого раствора было израсходовано 12,5 мл 0,0550 н. раствора ЭДТА?

(0,4125 г)

10. Определить массовую долю цинка в сплаве, если навеска массой 0,5245 г после растворения была перенесена в мерную колбу вместимостью 200,0 мл; на титрование 20,0 мл полученного раствора израсходовано 18,5 мл раствора ЭДТА с титром по цинку 0,0016345 г/мл.

(57,65 %)