Закон эквивалентов

С_{1/Z (1)} V ₍₂₎ С_{1/Z (2)} • V ₍₂₎

С_{1/Z (1)} • V₍₁₎ = С_{1/Z (2)} • V₍₂₎; --------- = ------; С_{1/Z (1)} = ---------------

С_{1/Z (2)} V ₍₁₎ V ₍₁₎

С ₍₁₎ V ₍₂₎ С ₍₂₎ • V ₍₂₎

(С ₍₁₎ • V₍₁₎ = С ₍₂₎ •V₍₂₎; --------- = ------; С ₍₁₎ = ----------------)

С ₍₂₎ V ₍₁₎ V ₍₁₎

Обычно все задачи решаются по строго определенному алгоритму.

1. Необходимо наглядно представить себе все действия, описанные в задаче. Это способствует пониманию условия задачи и, следовательно, его правильной записи. Если это сложно представить в уме, то можно нарисовать в черновике картинку, наглядно показывающую проведение анализа.

2. Записать условие задачи. При этом особое внимание уделяется записи индексов, так как в условии задачи обычно дается несколько растворов с различной концентрацией. В индексе показателя указывают концентрацию раствора и его наименование. Теоретическая концентрация считается точной и обозначается без знаков перед цифрой, например:

Т_{0,1моль/л} (NaOH) = 0,004000 г/мл.

Концентрация практически приготовленного (используемого) раствора обозначается значком «приблизительно» (~), например: Т_{~0,1моль/л} (HCl) = 0,003598 г/мл.

Узнать, какая концентрация должна быть теоретической можно легко, убрав (закрыв рукой) знак ~, например: практическая концентрация ~ 0,05 моль/л, значит теоретическая концентрация – это 0,05 моль/л.

Кроме этого в задачах III типа часто встречаются разведения, что также должно учитываться в записях. Поскольку все разведения готовятся в мерных колбах, то целесообразно объем разведения указывать как объем колбы (Vк), а так как навески для анализа всегда берутся с помощью мерных пипеток*, то этот объем лучше обозначить как объем пипетки (Vп), что поможет лучше ориентироваться в условии задачи.

Таким образом, запись условия не должна быть «слепой» и нечеткой во избежание ошибок при решении задачи. Запись должна быть строго определенной, со всеми необходимыми индексами.

3. Обозначить конечную цель решения задачи (т.е. выясннить то, что необходимо найти по условию задачи).

Необходимо провести анализ данных с целью выбора наиболее рациональных путей решения задачи и получения в итоге решения сопоставимых результатов. Также в анализе данных указывают исследуемый раствор, рабочий раствор, метод и способ титрования и делают выводы из закона эквивалентов.

Уточнить цель и выбрать пути ее достижения на основе изученных законов и формул.

4. Решить задачу.

Большинство задач решается строго по алгоритму. Его необходимо придерживаться. При этом выбираются наиболее рациональные пути решения.

________________________________________________________________________________

* - при поведении анализа точные навески твердых веществ отвешиваются на аналитических весах, а жидких – отмериваются мерными пипеткими.

Вещества вступают друг с другом в химические реакции, поэтому необходимо записывать уравнение, лежащее в основе анализа. Например: титрование раствора буры хлористоводородной кислотой

Na₂B₄O₇ + 2 HCl + 5 H₂O = 2 NaCl + 4 H₃BO₃

Необходимо помнить, что вещества реагируют друг с другом в строго определенных массовых количествах, соответствующих их химическим эквивалентам. Поэтому расчеты в титриметрическом анализе ведутся через закон эквивалентов.

Рассчитанным показателям (Т, С, С_1/Z , Кп, ω) дают обоснование, то есть пишут, что показывает тот или иной показатель в каждом конкретном случае.

Результаты рассчитываемых показателей должны быть сопоставимыми с реальными (должны быть близкими по значению).

Например: если С_{1/Z т.} = 0,1 моль/л, то С_{1/Z ~} = 0,0935моль/л или 0,1108 моль/л, но никак не 0,000935 моль/л или 11,0819 моль/л.

Поправочный коэффициент в идеале всегда равен 1,0000, значит, полученное значение должно быть где-то в пределах единицы – Кп = 0,9351 или Кп = 1,1082, но никак не 0,00093 или 11,0819.

При обосновании поправочного коэффициента полученное значение сравнивают с единицей. Если Кп >1 (например Кп = 1,1082), то говорят, что титр и молярная концентрация эквивалента практически приготовленного раствора больше титра и молярной концентрации эквивалента точного (теоретического) раствора и указывают во сколько раз (в данном случае – в 1,1082 раза). Если Кп <1 (например, Кп = 0,9351), то говорят, что титр и молярная концентрация эквивалента практически приготовленного раствора меньше титра и молярной концентрации эквивалента точного (теоретического) раствора. При этом не говорят! во сколько раз, так как с математической точки зрения во сколько раз – это тогда, когда большее число делится на меньшее, а в нашем случае – наоборот.

Массовая доля тоже должна быть сопоставимой. Так если анализируют 3%-ый раствор, то и фактическая массовая доля должна быть примерно 3%, например: 3,12% или 2,85%, но никак не 0,0031% или 285,01%. Массовая доля химически чистых (х.ч.) веществ или субстанций (обычно это – фармакопейные лекарственные средства) составляет примерно 100%. Она может быть чуть меньшей (например, 99,56%) или чуть большей (например, 100,32%) за счет содержащихся в них примесей, но никак не 0,0098% или 250,05%.

В конце решения еще раз внимательно проверяют все этапы.

5. Записывают ответ, также не забывая указывать в индексах показателей концентрацию и наименования веществ.