2015-10-14
1868
Определить титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент ~0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты, если на титрование 10 мл раствора тетрабората натрия с молярной концентрацией эквивалента ~0,1 моль/л и поправочным коэффициентом равным 1,0120 ушло 9,8 мл раствора хлороводородной кислоты. М.м.(НС1)= 36,46 г/моль.
Рассуждения: В задаче речь идет о двух растворах. У одного из них известен поправочный коэффициент, у другого необходимо найти показатели концентрации (титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент). Следовательно, это задача по стандартизации одного раствора по другому – это задача II типа. Поводят стандартизацию рабочего раствора хлороводородной кислоты по буре, которая является исходным веществом этого метода.
Придерживаясь рекомендаций, приведенных выше, записываем «Дано» и начинаем решать задачу.
| Дано: | Решение: |
| V~0,1моль/л буры = 10 мл Kп ~0,1моль/л буры = 1,0120 V~0,1моль/л (НС1) = 9,8 мл М.м.(НС1) = 36,46 г/моль | Анализ данных: НС1 – это рабочий раствор у которого проводят стандартизацию. В данном случае это исследуемый раствор Бура – это исходное вещество метода ацидиметрии, по которому устанавливают концентрацию кислоты. Метод количественного определения – метод ацидиметрии (так как титрование проводят кислотой, то есть, она (кислота) содержится в бюретке). Способ прямого титрования (так как вещества взаимодействуют друг с другом напрямую). |
| Найти: С1/Z~0,1моль/л буры =? Т~0,1моль/л буры =? Кп~0,1моль/л буры =? |
Записываем уравнение реакции, лежащее в основе анализа, чтобы потом правильно рассчитать молярную массу эквивалента исследуемого вещества. Во избежание ошибок на первое место в уравнении реакции записываем исследуемое вещество, то есть хлороводородную кислоту.
|
|
|
2 HCl + Na2B4O7 + 5 H2O = 2 NaCl + 4 H3BO3
2 моль 2 экв.
Вещества реагируют друг с другом в соотношении 2 моль к 2 экв., следовательно, фактор эквивалентности будет равен единице.
f экв.(НС1) = ---- = 1
М 1/Z (НС1) = Мм (НС1) • f экв.(НС1) = 36,46 г/моль • 1 = 36,46 г/моль
(Или вспоминаем, что раствор хлороводородной кислоты по ГФ Х1 готовят с учетом реальных частиц или смотрим, что в состав кислоты входит один ион водорода, значит фактор эквивалентности такого раствора будет равен единице).
Решаем задачу исходя из закона эквивалентов:
С1/Z (1) • V(1) = С1/Z (2) •V(2)
Обозначим: 1- раствор хлороводородной кислоты с молярной концентрацией
эквивалента ~ 0,1 моль/л
2 – раствор тетрабората натрия с молярной концентрацией
эквивалента ~ 0,1 моль/л
Таким образом, получаем:
С1/Z ~0,1моль/л (НС1) • V ~0,1моль/л (НС1) = С1/Z ~0,1моль/л буры • V ~0,1моль/л буры
|
|
|
Так как V ~0,1моль/л (НС1) (9,8 мл) < V ~0,1моль/л буры (10 мл), то и
С1/Z ~0,1моль/л (НС1) > С1/Z ~0,1моль/л буры
Выразим из закона эквивалентов практическую молярную концентрацию эквивалента хлороводородной кислоты.
С1/Z ~0,1моль/л буры • V ~0,1моль/л буры
С1/Z ~0,1моль/л (НС1) = --------------------------------------------
V ~0,1моль/л (НС1)
Нам не известна практическая молярная концентрация эквивалента натрия тетрабората, но зато мы знаем поправочный коэффициент этого раствора и знаем, что в идеале молярная концентрация эквивалента должна быть 0,1 моль/л.
Так как С 1/Z ~
Кп = ---------
С 1/Z т.
Следовательно: С 1/Z ~ = С 1/Z т. • Кп
То есть в нашем случае С1/Z ~0,1моль/л буры = С1/Z т. буры • К п~0,1моль/л буры
Подставляем значения в расчетную формулу:
С1/Z ~0,1моль/л буры = 0,1 моль/л • 1,0120 = 0,1012 моль/л
Видим, что показатель сопоставим с реальным (0,1012» 0,1). Не забываем обосновать показатель. Так как молярная концентрация эквивалента – это содержание моль-эквивалентов вещества в 1 л раствора, то получаем следующее.
Молярная концентрация эквивалента показывает, что в 1 л приготовленного раствора буры содержится 0,1012 моль-эквивалентов х.ч. буры.
Подставляем показатели в выведенную формулу и рассчитываем практическую молярную концентрацию эквивалента хлороводородной кислоты. Внимательно смотрим, чтобы в числителе формулы оказались данные от одного раствора, то есть от буры, а также, чтобы в формулу была подставлена практическая молярная концентрация эквивалента буры. Объем хлороводородной кислоты записываем в знаменатель.
0,1012 моль/л • 10 мл
С1/Z ~0,1моль/л (НС1) = ------------------------------ = 0,1032 653306 моль/л – округляем
9,8 мл и получаем 0,1033 моль/л
Видим, что снова получили показатель, сопоставимый с реальным (0,1033» 0,1) и, как выяснили из закона эквивалентов С1/Z ~0,1моль/л (НС1) > С1/ Z ~0,1моль/л буры (0,1033> 0,1012).
Обосновываем показатель, учитывая, что молярная концентрация эквивалента – это содержание моль-эквивалентов вещества в 1 л раствора.
Молярная концентрация эквивалента показывает, что в 1 л приготовленного раствора хлороводородной кислоты содержится 0,1033 моль-эквивалентов х.ч. хлороводорода.
Далее рассчитываем титр приготовленного раствора хлороводородной кислоты по формуле:
С1/Z • M1/Z
T = ----------------
Так как ищем титр практически приготовленного раствора, то и показатели концентрации подставляем практические, отображая концентрацию в индексе:
С 1/Z ~1 • M 1/Z 1
T ~1 = ----------------
То есть, в нашем случае формула будет выглядеть следующим образом:
С1/Z ~0,1 моль/л (НС1)• M1/Z (НС1)
T ~0,1 моль/л (НС1) = ------------------------------------
Подставляем в формулу значения и рассчитываем искомый показатель:
0,1033 моль/л • 36,46 г/моль
T ~0,1 моль/л (НС1) = --------------------------------------- = 0,003766 318 г/мл, округляем и получаем
1000 0,003766 г/мл
Обосновываем показатель. Вспоминаем, что титр – это содержание грамм вещества в 1 мл раствора.
Титр показывает, что в 1 мл приготовленного раствора хлороводородной кислоты содержится 0,003766 г х.ч. хлороводорода.
Далее рассчитываем поправочный коэффициент хлороводородной кислоты через молярную концентрацию эквивалента
С1/Z ~
К п = ---------
С1/Z т.
То есть в нашем случае
С1/Z ~0, 1моль/л (НС1)
К п~0,1 моль/л (НС1) = ------------------------
С1/Z 0,1 моль/л (НС1)
Подставляем в формулу значения:
0,1033 моль/л
К п~0,1 моль/л (НС1) = ------------------------= 1,0330
0,1 моль/л
Видим, что показатель сопоставим с реальным (1,0330» 1,0).
Обосновываем показатель. Так как (1,0330 > 1,0), то обоснование даем следующее:
Поправочный коэффициент показывает, что титр и молярная концентрация эквивалента ~ 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты больше, чем титр и молярная концентрация эквивалента теоретического раствора в 1,0330 раза.
Записываем ответ.
Ответ: С1/Z ~0,1моль/л (НС1) = 0,1033 моль/л
T ~0,1 моль/л (НС1) = 0,003766 г/мл
К п~0,1 моль/л (НС1) = 1,0330
|
|
|
