Количественный анализ

Задача этого раздела аналитической химии – определение количественного содержания отдельных элементов в соединениях (или отдельных веществ в смесях). С помощью количественного анализа находят массовые соотношения между элементами в соединениях, определяют количество растворенного вещества в определенном объеме раствора, иногда узнают процентное содержание какого-нибудь элемента в однородной смеси веществ.

В сельскохозяйственной практике чаще всего определяют содержание того или иного компонента в неоднородных веществах; например: азота, оксида фосфора (V) или оксида калия – в азотных, фосфорных или калийных удобрениях, микроэлементов - в почве, сахаров – в растительном материале. Количественный анализ имеет большое значение для биологии и агрохимии, почвоведения, физиологии растений.

Пример 1. На титрование 22 мл раствора гидроксида натрия

(Т = 0,004254 г/мл) израсходовано 23,44 мл раствора хлороводородной кислоты. Вычислите титр раствора и молярную концентрацию эквивалентов кислоты.

Решение. Находим молярную концентрацию эквивалентов гидроксида натрия в растворе по формуле:

н.,

где М = г/моль.

Так как затрачиваемые на титрование объемы растворов обратно пропорциональны их молярным концентрациям эквивалентов веществ, следовательно , отсюда

Титр раствора хлороводородной кислоты

где М_э(НСl) = г/моль.

Пример 2. На титрование 0,4080 г карбоната калия затрачено 40,60мл раствора серной кислоты. Вычислите титр раствора и молярную концентрацию эквивалентов серной кислоты.

Решение. По закону эквивалентов ;

отсюда .

Найдем молярные массы эквивалентов

Подставляем эти значения в формулу и находим

Такое количество кислоты содержится в 40,60 мл раствора, следовательно

Молярную концентрацию эквивалентов серной кислоты рассчитываем по формуле:

Пример 3. В 200 мл раствора содержится 0,6975 г сульфата железа(II). На титрование 20 мл этого раствора в присутствии серной кислоты израсходовано 22мл раствора перманганата калия. Рассчитайте молярную концентрацию эквивалентов и титр раствора перманганата калия.

Решение. При титровании раствора сульфата железа (II) раствором перманганата калия происходит следующая окислительно-восстановительная реакция

2KMnO₄ + 10FeSO₄ + 8H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 8H₂O

окислитель восстановитель

Mn⁺⁷ + 5ē = Mn⁺² 1 2 - восстановление

5 x 2

Fe⁺² - 1ē = Fe⁺³ 5 10 - окисление

Находим молярную концентрацию эквивалентов сульфата железа (II) по формуле , где

Следовательно, молярная концентрация эквивалентов сульфата железа(II) равна

Исходя из соотношения: вычисляем молярную концентрацию эквивалентов перманганата калия

Титр раствора перманганата калия рассчитываем по формуле:

, где

следовательно,