Титрование задачи как решать

Титрование задачи как решать

В соответствии с основным принципом титриметрии

Если обозначить молярную концентрацию раствора трилона Б как C (ЭДТА), то количество вещества (моль) титранта выразится как

Приравнивая эти выражения и проведя несложные преобразования, получим, что молярная концентрация раствора ЭДТА равна

Подставляя числовые значения, получаем

Титр раствора ЭДТА равен

где M ( Na ₂ H ₂ Y × 2 H ₂ O )=372,24 г/моль – молярная масса трилона Б.

Подставляя числовые значения, получаем

Рассчитаем условный титр раствора трилона Б по CaO

Ответ: 0,01085 моль/л; 0,004038 г/мл; 0,0006085 г/мл.

Подставляя числовые значения, получаем

После подстановки числовых значений получаем

MgY 2- + Hg 2+ → HgY 2- + Mg 2+

затрачено 19,85 мл 0,05 М ЭДТА ( K =1,055). Вычислить концентрацию (г/л) раствора Hg ( NO ₃ )₂.

При титровании по методу замещения

n ( Hg 2+ ) = n ( Mg 2+ ) = n (ЭДТА).

Выразим количество вещества ЭДТА (моль) с учетом условия задачи

Тогда массу определяемого вещества можно представить формулой

Концентрацию исходного раствора Hg ( NO ₃ )₂ можно выразить в виде

После подстановки числовых значений получаем:

Источник

Вычисления при обратном титровании

Титрометрическое определение извести

Уравнение реакции имеет вид:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

Определяемое вещество (А) – CaO; М = 56 г/моль; Титранты: HCl (B₁) и NaOH (В₂), их молярные концентрации равны нормальным.

1. Расчет нормальности раствора второго титранта

Нормальность раствора NaOH рассчитаем по формуле:

С_Н(NaOH) = [Т(NaOH) · 1000]/Э(NaOH) = (0,004216 · 1000)/40 = 0,1054 моль.

2. Расчет массы определяемого вещества в навеске образца

Массу (m) CaO определяем по формуле:

3. Расчет массовой доли определяемого вещества в навеске пробы

Массовую долю СаО в навеске извести, рассчитаем по формуле:

w% = (m · 100%)/a, где

w% (СаО) = (0,2210 · 100%)/0,7500 = 29,47%.

Ответ:w% (СаО) = 29,47%.

Вычисление массы азотной кислоты

Уравнение реакции имеет вид:

HNO₃ – определяемое вещество (А); NaOH – титрант (В).

1. Расчет нормальности раствора титрана

Нормальность раствора NaOH рассчитаем по формуле:

С_Н(NaOH) = [T(NaOH/HNO₃) · 1000]/Э(HNO₃) = (0,063000 · 1000/63 = 1 Н.

2. Расчет нормальности раствора определяемого вещества

Нормальность раствора HNO₃ рассчитаем по формуле:

3. Расчет массы кислоты в 250 см 3 ее раствора

Массу HNO₃ находим по формуле:

m(HNO₃) = [V(к) · С_Н(HNO3) · Э(HNO₃)]/1000 = (250 · 1,28 · 63)/1000 = 20,16 г.

Анализ буры методом титрования

Определяемое вещество (А) – Na₂B₄O₇ · 10H₂O; М = 381,37 г/моль; Э = 190,685 г/моль. Титрант: HCl

1. Рассчитаем массу буры, содержащейся в навеске образца

m = [С_Н(B) · V(B) · Э(А)]/1000, где

Искомую величину w, %, находим по формуле:

Источник

Примеры решения типовых задач

Прямое титрование.Решение типовых задач по результатам прямого титрования основано на использовании закона эквивалентов:

C ( X) · V (X) = C ( R) · V (R).

Пример. Из навески К₂CO₃ массой 1,3811 г приготовили 200,0 мл раствора. На титрование 15,0 мл раствора израсходовали 11,3 мл раствора Н₂SO₄. Рассчитать молярную концентрацию раствора Н₂SO₄ и ее титр по цинку Т(Н₂SO₄/Zn).

Решение. Рассчитаем молярную концентрацию эквивалента приготовленного раствора К₂CO₃ с учетом фактора эквивалентности, равного :

С ( К₂CO₃) =

С ( К₂CO₃) = = 0,09993 моль/л.

Используя закон эквивалентов, определим молярную концентрацию эквивалента Н₂SO₄ (f_экв = ):

С ( Н₂SO₄) = ;

С ( Н₂SO₄) = = 0,1326 моль/л.

Тогда молярная концентрация раствора Н₂SO₄ равна:

С (Н₂SO₄) = 0,1326 · = 0,06632 моль/л.

Далее рассчитаем титр Т(Н₂SO₄/Zn), используя формулу

Т(Н₂SO₄/Zn) = = = 0,004335 г/мл.

Титрование смесей.Раздельное определение смеси кислот или смеси оснований возможно, если константы диссоциации компонентов смеси различаются между собой более чем 10 4 раз. При кислотно-основном титровании смесей обычно используют два индикатора – метиловый оранжевый и фенолфталеин. Изменение окраски каждого из индикаторов соответствует протеканию различных реакций компонентов смеси с титрантом. По результатам титрования смеси с двумя индикаторами определяют объемы титранта, пошедшие на взаимодействие с каждым компонентом смеси.

Пример. В мерную колбу вместимостью 250 мл поместили 10,0 мл смеси хлороводородной и ортофосфорной кислот, содержимое довели до метки. В две колбы для титрования поместили по 15,0 мл (V_ал) полученного раствора. На титрование первой пробы с метиловым оранжевым израсходовали 27,4 мл (V_T1) раствора NaOH с концентрацией 0,09678 моль/л. На нейтрализацию второй пробы в присутствии фенолфталеина затратили 33,2 мл (V_T2) раствора NaOH той же концентрации. Рассчитать массу хлороводородной и ортофосфорной кислот в исходной смеси.

Решение. Рассмотрим кривые титрования хлороводородной и ортофосфорной кислот (рис. 4.5). HCl – сильная кислота, и на ее кривой титрования наблюдается большой скачок (ΔрН = 4–10). В этом случае можно использовать два индикатора: и метиловый оранжевый (ΔрН = 3,1–4,4), и фенолфталеин (ΔрН = 8,2–10,0).

Рис.4.5 Кривые титрования хлороводородной

и ортофосфорной кислот

На кривой титрования H₃PO₄ наблюдается два скачка: первый соответствует оттитровыванию H₃PO₄ до NaH₂PO₄. Ему соответствует изменение окраски метилового оранжевого. Второй скачок соответствует оттитровыванию H₃PO₄ до Na₂HPO₄ и фиксируется по изменению окраски фенолфталеина.

При титровании смеси хлороводородной и ортофосфорной кислот в присутствии метилового оранжевого протекают реакции:

а в присутствии фенолфталеина

При титровании с метиловым оранжевым раствор NaOH расходуется на нейтрализацию всей HCl и H₃PO₄ по одной ступени, а с фенолфталеином – на нейтрализацию всей HCl и H₃PO₄ по двум ступеням. Тогда объем раствора NaOH, пошедшего на титрование ортофосфорной кислоты по одной ступени:

DV = 33,2 – 27,4 = 5,8 мл.

По закону эквивалентов определим концентрацию ортофосфорной кислоты в мерной колбе:

С₁ = = = 0,03742 моль/л.

Концентрация H₃PO₄ в исходной анализируемой смеси (10,0 мл) равна:

С₂ = = 0,9355 моль/л.

По справочнику найдем значение М_r(H₃PO₄) = 97,9952 г/моль, тогда масса H₃PO₄ в исходной анализируемой смеси

m(H₃PO₄) = 0,9355 · 10,0 · 10 –3 · 97,9952 = 0,9168 г.

Массу HСl можно рассчитать на основании результатов титрования и в присутствии метилового оранжевого, и в присутствии фенолфталеина.

Объем раствора NaOH, пошедший на титрование хлороводородной кислоты в присутствии метилового оранжевого

V (NaOH) = 27,4 – 5,8 = 21,6 мл.

Объем раствора NaOH, пошедший на титрование хлороводородной кислоты в присутствии фенолфталеина

V (NaOH) = 33,2 – 2 · 5,8 = 21,6 мл,

т. е. численные значения в том и другом случае совпадают. Затем рассчитаем концентрацию HСl в мерной колбе:

С₁(HCl) = = 0,1394 моль/л.

Тогда концентрация HСl в исходной смеси (10,0 мл) составляет:

С₂ (HCl) = = 3,4841 моль/л.

Рассчитаем массу HСl в исходной смеси:

m(HCl) = 3,4841 · 10,0 · 10 –3 · 36,461 = 1,2703 г.

Обратное титрование.Результат обратного титрования всегда рассчитывается по разности между количеством молей эквивалента титранта, взятого на реакцию с определяемым веществом, и оставшимся количеством другого титранта после реакции.

Пример. Навеску технического образца BaCO₃ массой 0,3197 г растворили в 20,0 мл 0,2000 М раствора НСl. После полного удаления диоксида углерода избыток кислоты оттитровали 8,6 мл 0,09705 М раствора КОН. Найти массовую долю (%) BaCO₃ и ВaO в образце.

Решение. Запишем уравнения протекающих реакций:

HCl + KOH = KCl + H₂O

Сущность обратного титрования отражает следующая формула:

ν( BaCO₃) = ν(HCl) – ν(КОН)

С учетом условий задачи выразим число молей эквивалентов BaCO₃ через количества реагирующих веществ:

ν( BaCO₃) = 0,2000 · 20,0 · 10 –3 – 0,09705 · 8,6 · 10 –3 = = 3,165 · 10 –3 моль.

Тогда масса BaCO₃ равна:

m(BaCO₃) = ν( BaCO₃) · M_r( BaCO₃),

где M_r( BaCO₃) – молярная масса эквивалента BaCO₃. Подставляя численные значения, получим:

m(BaCO₃) = 3,165 · 10 –3 · 98,67 = 0,3123 г.

Рассчитаем массовую долю BaCO₃:

ω(BaCO₃) = = 97,70%.

Массу BaO рассчитываем аналогично, так как ν( BaCO₃) = = ν( BaO):

m(BaO) = 3,165 · 10 –3 · 76,67 = 0,2427 г.

ω(BaO) = = 75,90%.

Построение кривых титрования и подбор индикаторов.При построении кривых кислотно-основного титрования необходимо провести 4 типа расчетов рН раствора в отдельные моменты титрования:

1) до начала титрования;

2) до точки эквивалентности (область буферных растворов);

3) в точке эквивалентности;

4) после точки эквивалентности.

Выбор индикатора осуществляют на основании правила выбора индикатора: для каждого данного титрования можно применять только те индикаторы, показатель титрования которых лежит в пределах скачка рН на кривой титрования. Интервал перехода окраски индикатора должен полностью или частично укладываться на скачок рН кривой титрования. рТ индикатора должен по возможности совпадать со значением рН в т. э. или быть близким к этому значению.

Пример. Построить кривую титрования C₆H₅COOH (бензойной кислоты) (С₀= 0,20 моль/л) раствором КОН c концентрацией 0,40 моль/л и подобрать индикаторы.

Решение. Бензойная кислота – слабая кислота (рK_а = 4,21), а KОН – сильное основание, поэтому в данном случае рассмотримтитрование слабой кислоты сильным основанием.

Предположим, что для титрования взяли 100,00 мл (V₀) раствора C₆H₅COOH (С₀ = 0,20 моль/л). По закону эквивалентов рассчитаем объем раствора КОН (V_х), необходимый для полного оттитровывания C₆H₅COOH.

1. рН исходного раствора рассчитаем по формуле для расчета рН раствора слабой кислоты:

рН = рK_а – lg С₀ = 4,21 – lg 0,20 = 2,45.

2. В любой момент титрования до точки эквивалентности в растворе существует буферная смесь, состоящая из неоттитрованной бензойной кислоты и образовавшегося бензоата калия.

При добавлении 50% от эквивалентного количества раствора гидроксида калия (25,00 мл) рН равен:

При добавлении 90% от эквивалентного количества раствора гидроксида калия (45,00 мл) рН равен:

Если добавлено 99% от эквивалентного количества раствора КОH (49,50 мл), рН равен:

При добавлении 99,9% от эквивалентного количества раствора гидроксида калия (49,95 мл) рН равен:

что соответствует точке начала скачка титрования.

3. В точке эквивалентности вся бензойная кислота прореагировала и превратилась в соль, концентрация которой С_соли = С_{кислоты} = 0,2 моль/л (без учета разбавления). рН раствора соли слабой кислоты рассчитаем по формуле

.

4. После точки эквивалентности величина рН раствора определяется только избытком добавленного титранта. При добавлении 50,05 мл раствора КОН (100,1 %) рН равен:

рН = 14 + lg = 10,30.

Это значение рН соответствует точке конца скачка титрования.

При добавлении 50,50 мл раствора КОН (101%)

рН = 14 + lg = 11,30.

При добавлении 55,00 мл раствора КОН (110%)

рН = 14 + lg = 12,30.

Результаты сведем в табл. 4.1, по данным которой построим кривую титрования (рис. 4.6).

Таблица 4.1 Изменение рН в процессе титрования С₆Н₅СООН

Объем титранта VT, мл	рН-определяющий компонент	Формула для расчета рН	рН
С6Н5СООН	рН = рКа – lg С0	2,45
45,00	С6Н5СООН С6Н5СООK		5,16
49,50	С6Н5СООН С6Н5СООK	« – »	6,21
49,95	С6Н5СООН С6Н5СООK	« – »	7,21
50,00	С6Н5СООK	рН = 7 + рКа + lg Сc	8,76
50,05	KOH	pH = 14+lg СT	10,30
50,50	KOH	« – »	11,30
55,00	КОН	« – »	12,30

Скачок титрования находится в интервале значений рН 7,21–10,30. Для данного титрования подходят индикаторы: нейтральный красный (ΔрН = 6,8–8,4; рТ = 8,0), фенолфталеин (ΔрН = 8,2–10,0).

Рис. 4.6 Кривая титрования 0,20 моль/л раствора С6Н5СООН 0,40 моль/л раствором KOH

Возможно использование фенолового красного (ΔрН = 6,8–8,4; рТ = 8,0) и тимолового синего (ΔрН = 8,0–9,6; рТ = 9,0). Интервалы перехода окраски выбранных индикаторов лежат в пределах скачка кривой титрования.

Источник

Титрование задачи как решать

При титровании H ₂ SO ₄ раствором KOH протекает реакция

Разделим левую и правую части уравнения на 2

Становится очевидным, что f _э ( H ₂ SO ₄ )= 1 /₂. Тогда молярная масса эквивалента серной кислоты равна

В соответствии с принципом эквивалентности число молей эквивалента титранта равно числу молей эквивалента определяемого вещества

где n ( NaOH ) – число молей эквивалента щелочи, затраченное на титрование аликвоты раствора щавелевой кислоты.

Запишем уравнение реакции, протекающей при титровании

Каждая молекула щавелевой кислоты содержит 2 иона водорода, поэтому f _э ( H ₂ C ₂ O ₄ × 2 H ₂ O )= 1 /₂. Из условия задачи следует, что

где V _к – объем мерной колбы, в которой растворена навеска щавелевой кислоты; V _а – объем аликвоты полученного раствора, отобранного пипеткой на титрование.

Если обозначить молярную концентрацию раствора гидроксида натрия C ( NaOH ), то количество вещества эквивалента NaOH можно выразить как

Объединяя полученные выражения, получаем

Титр T ( NaOH ) и титр по щавелевой кислоте T ( NaOH / H ₂ C ₂ O ₄ ) в г/мл можно рассчитать по формулам

;

где M ( NaOH ) и M ( 1 /₂ H ₂ C ₂ O ₄ × 2 H ₂ O ) – молярные массы эквивалента NaOH и щавелевой кислоты соответственно.

;

Ответ: 0,1038 моль/л; 0,004152 г/мл; 0,004673 г/мл.

где – число молей HCl в растворе, пошедшем на титрование.

Сочетание этих соотношений дает

Подставляя числовые значения, получим

При титровании смеси с фенолфталеином протекает реакция

а в присутствии метилового оранжевого

При подстановке численных значений получим

Подставляя численные значения, получим

После охлаждения избыток щелочи оттитровали 20,12 мл раствора HCl с T ( HCl )=0,03798. Вычислить массовую долю (%) формальдегида в препарате пестицида.

В соответствии с принципом, лежащим в основе обратного титрования, количество молей эквивалента определяемого вещества равно разности между количеством молей эквивалента вещества в основном и вспомогательном рабочих растворах

Согласно условию задачи, выражаем число молей реагирующих веществ

;

;

Составим расчетное уравнение

Подставляя числовые значения, получаем

Источник