Примеры расчетов в титриметрии

В основе вычислений лежит следующий принцип: вещества реагируют друг с другом всегда в эквивалентных количествах. Так, в кислотно-основном титровании до точки эквивалентности всегда расходуется одинаковое число эквивалентов кислоты и основания. Следовательно, при одинаковой молярной концентрации эквивалентов с _эк реагирующих веществ реакции идут между их равными объемами. Например, на титрование 10 мл 0,1 н раствора любой кислоты расходуется такой же объем 0,1 н раствора любой щелочи.

Расчет массы навески стандартного вещества для приготовления титранта. Массу навески m (В) стандартного вещества В, необходимую для получения раствора с заданной молярной концентрацией эквивалентов с _эк (В), рассчитывают по формуле:

m (В) = с _эк(В) × M _эк(В)× V _р,

где M _эк(В) – молярная масса эквивалентов стандартного вещества В, г/моль; V _р – объем раствора, л.

Пример. Приготовить 100 мл 0,1 н раствора карбоната натрия Na₂CO₃.

Дано: с _эк(Na₂CO₃) = 0,1н; V_р= 100мл. Найти массу карбоната натрия.

Решение. 1). Вычисляют молярную массу эквивалентов карбоната натрия

z _эк– эквивалентное число, равно 2.

г/моль.

2). Находят массу навески:

m (Na₂CO₃) = 0,1×52,9950×0,1 = 0,52995 = 0,5300 г.

Вычисление результатов титриметрических определений. Результаты анализа в титриметрии вычисляют различными способами.

1. Вычисление результатов при выражении концентрации раствора через титр по определяемому веществу. Заводские и агрохимические лаборатории используют этот способ при массовых определениях одного и того же элемента в большом количестве проб.

Пример. Вычислить содержание гидроксида калия в анализируемом растворе, если на титрование было израсходовано 15 мл хлороводородной кислоты с титром 0,003647 г/мл.

Дано: V(HCl) = 15мл; Т (HCl) = 0,003647 г/мл. Найти массу гидроксида калия.

Решение.

1). Находим титр кислоты HCl по гидроксиду калия:

Т ₍_HCl_/КОН) = × М _ЭК(КОН)/ М _ЭК(HCl);

Т ₍_HCl_/КОН) = (0,003647 × 56,11):36,47 = 0,005611 г/мл.

2). Находим массу гидроксида калия в анализируемом растворе:

m (КОН) = 0,005611 × 15 = 0,08417 г.

2. Вычисление результатов при титровании по объемному методу (пипетирование). При этом используют уравнение (2): с _эк(Х) · V (Х) = с _эк(Т) · V (T).

Пример. В мерную колбу вместимостью 100 мл перенесли 0,6504 г, растворили и довели объем раствора водой до метки. Пипеткой брали по 10,00 мл полученного раствора и титровали 0,1026 н раствором гидроксида натрия, расход которого в среднем составил 9,85 мл. Определите массовую долю (%) H₂C₂O₄× 2H₂O в технической щавелевой кислоте.

Дано: V_р = 100мл; m _{технич. щавелевой кислоты}= 0,6504 г; V(H₂C₂O₄× 2H₂O) = 10,00; V(NаОН) = 9,85мл; с _эк(NаОН) = 0,1026н. Найти массовую долю (%) H₂C₂O₄× 2H₂O в технической щавелевой кислоте.

Решение. 1). Вычисляют концентрацию раствора щавелевой кислоты по уравнению (2):

с _эк(H₂C₂O₄× 2H₂O) = ;

с _эк(H₂C₂O₄× 2H₂O) = (0,1026 × 9,85):10,00 = 0,1011 моль/л.

2).Находят массу H₂C₂O₄ × 2H₂O в 0,1 л раствора. При этом исходят из того, что щавелевая кислота превращается в Na₂C₂O₄, следовательно, молярная масса эквивалентов ее равна ¹/₂ молярной массы, т. е. М _эк (H₂C₂O₄× ·2H₂O) =126,06:2 = 63,03 г/моль. Поэтому: