Задачи II типа

NB! В задачах 2-ого типа речь ВСЕГДА идет о растворах ДВУХ веществ!

Это задачи по стандартизации рабочих растворов (то есть определению их титра, молярной концентрации эквивалента и поправочного коэффициента) по растворам исходных (стандартных) веществ либо по другим рабочим растворам с известным поправочным коэффициентом.

Задачи такого типа решаются строго по определенному алгоритму.

Важно правильно записать «Дано» из условия задачи. Отражают концентрации растворов и их наименования в индексах. Не забывают, что практическую концентрацию обозначают знаком «приблизительно» (~), а в теоретической (точной) – никаких знаков перед цифрой, обозначающей концентрацию, не ставят.

Решение задачи начинают с анализа данных. Провести анализ данных в таких задачах чисто логическим путем сложно, так как необходимо еще и хорошее знание теоретического материала. По условию задачи один из растворов, у которого проводят стандартизацию, (то есть определяют титр, поправочный коэффициент и молярную концентрацию эквивалента) является рабочим раствором. Одновременно его рассматривают и как исследуемый раствор, так как его фактическая концентрация не известна. Раствор, по которому проводят стандартизацию, является либо раствором исходного (стандартного) вещества (логически определить это нельзя – необходимо знание теоретического материала по теме), либо – другим рабочим раствором с известным поправочным коэффициентом. Исходя из того, каким раствором заполняют бюретку и проводят титрование – определяют метод анализа, а исходя из методики проведения анализа – способ титрования.

Задачи II типа всегда решаются через закон эквивалентов:

С _{1/Z (1)} • V ₍₁₎ = С _{1/Z (2)} • V ₍₂₎ (С ₍₁₎ • V ₍₁₎ = С ₍₂₎ • V ₍₂₎)

При этом 1 – обозначают первый раствор, а 2 – второй раствор.

Обычно стандартизацию 0,1 моль/л растворов проводят по 0,1 моль/л растворам; 0,05 моль/л растворов по 0,05 моль/л растворам; 0,02 моль/л растворов по 0,02 моль/л растворам и так далее. А так как вещества реагируют в эквивалентных количествах, то, сравнив объемы прореагировавших растворов, можно будет предположить, как будут отличаться их концентрации. Наблюдается обратно пропорциональная зависимость:

С _{1/Z (1)} V ₍₂₎ С ₍₁₎ V ₍₂₎

--------- = ------; (--------- = ------)

С _{1/Z (2)} V ₍₁₎ С ₍₂₎ V ₍₁₎

Следовательно: если V ₍₁₎ = V ₍₂₎, то и С _{1/Z (1)} = С_{1 /Z (2)} (С ₍₁₎ = С ₍₂₎)

если V ₍₁₎ > V ₍₂₎, то С _{1/Z (1)} < С _{1/Z (2)} (С ₍₁₎ < С ₍₂₎)

если V ₍₁₎ < V ₍₂₎, то С _{1/Z (1)}> С _{1/Z (2)} (С ₍₁₎> С ₍₂₎), но не намного.

Таким образом, получив в конце задачи результат, его сравнивают с предполагаемым и делают вывод о правильности проведенного решения.

Далее записывают уравнение(я) реакции(ий), лежащей(щих) в основе анализа. Это необходимо для того, чтобы правильно рассчитать молярную массу эквивалента определяемого вещества. Во избежание ошибок на первое место в уравнении записывают вещество, у которого определяют показатели концентрации, а на второе – вещество с известным поправочным коэффициентом.

Далее записывают закон эквивалентов применительно к данной ситуации.

С _{1/Z ~(1)} • V _~(1) = С _{1/Z ~(2)} • V _~(2) (С _~(1) • V _~(1) = С _~(2) • V _~(2))

И выражают из него искомую молярную концентрацию (эквивалента).

С_{1/Z ~(2)}• V _~(2) С _{~(2 )} • V _~(2)

С_{1/Z ~(1)} = --------------- (С _~(1) = ----------------)

V _~(1) V _~(1)

(Обратить внимание на то, что в числителе дроби находятся показатели одного и того же раствора -~(2), а объем другого раствора ~(1) находится в знаменателе!)

Нам не известна практическая молярная концентрация эквивалента раствора (2), но известен его поправочный коэффициент. Исходя из этого, молярную концентрацию эквивалента рассчитывают отдельным действием.

С _{1/Z ~}

К _п = ---------

С _{1/Z т.}

Следовательно:

С_{1/Z ~} = С_{1/Z т.} • К _п

Подставляют значения в формулу и проводят расчет.

А затем считают титр и поправочный коэффициент.

С _1/Z • M _1/Z С • M_м

титр рабочего раствора T = ---------------- (Т = ----------------)

1000 1000

Так как титр считает практический, то и молярную концентрацию эквивалента берем практическую. Так как считаем титр 1-ого раствора, то и молярную концентрацию эквивалента берем от этого же раствора (1-ого), то есть

С_{1/Z ~1}• M_{1/Z 1} С _~1• M_{м 1}

T _~1 = ---------------- (Т ₁ = ----------------)

1000 1000

Поправочный коэффициент рассчитываем по формуле:

С_{1/Z ~ 1}

К _п1 = ---------

С_{1/Z т.}

Так как считаем коэффициент 1-ого раствора, то и молярную концентрацию эквивалента берем от этого же раствора (1-ого).

Проверяем, сопоставимы ли полученные значения с реальными. Не забываем обосновать все рассчитанные показатели. Записываем ответ.