u_zadachi_1

Сн(Н2О)= ? СН(Н2О)· V(Н2О) = СН(ТрБ)· V(Тр Б);

звідси CH (H2O) = CH (TpБ) • V(TpБ) = V(H2O)

= 0,1• 2,7 = 0,009 = 9ммоль / л. 30

Відповідь: загальна твердість води 9ммоль/л.

4) Обчислити наважку Трилону Б для приготування 1л розчину його, якщо титр (точна концентрація) встановлюватиметься за 0,1Н

розчином вихідної речовини MgO.
V(ТрБ)= 1л ;			1)Так як титр ТрБ встановлюватимуть за
Сн(MgO)= 0,1моль/л;			0,1Н розчином вихідної речовини MgО,
			то наважку ТрБ розраховуємо також виходячи
m(MgО)= ?
			із концентрації 0,1моль/л. Оскільки в задачі
			дається молярна концентрація еквівалента СН,
			то рішення починаємо із формули СН:
			CH	=	mX
					M X • fЕКВ • V
звідси mХ = СН · МХ · fЕКВ.· V =				0,1· 372 · 1/2· 1 = 18,6г.
			Відповідь: маса ТрБ 18,6г.

5)

Обчислити наважку цинк сульфату для приготування 200г розчину із

масовою часткою

солі 1,5% .

mР-НУ = 200г;

1) Оскільки в задачі дається масова частка, то

ω(ZnSO4)= 1,5%;

використовуємо формулу:

mX

m(ZnSO4)= ?

ϖ =

100% ;

mР−НУ

1,5% • 200

звідси mX =

ϖ • mР−НУ

=

= 3г.

100%

100

Відповідь; наважка ZnSO4 3г.

Задачі для самостійного розв`язання:

1)

Обчислити наважку Трилону Б для приготування 0,5л розчину його

якщо титр (точна концентрація) встановлюватиметься за 0,1Н

розчином вихідної речовини СаСО3.

(відповідь: 9,3г)

2)

Обчислити наважку нікель сульфату для приготування 400г розчину із

масовою часткою солі 1,5% .

(відповідь:

6г)

3)

Скільки грамів Трилону Б необхідно для приготування 250мл

розчину із СН = 0,05моль/л?

(відповідь:

2,325г)

4)

Обчислити наважку меркурий (II) нітрату для приготування 500мл

21

0,1Н розчину.

(відповідь: 6,575г)

МЕТОД ПЕРМАНГАНАТОМЕТРІЇ

Перманганатометрія – це метод об'ємного аналізу, в якому

використовують титрований розчин калій перманганату КМnО4.

Основне рівняння методу:

Титрований розчин КМnО4 готують за приблизною наважкою, а потім титр встановлюють за вихідними речовинами : Н2С2О4·2Н2О або Na2С2О4. Титрування проводять в кислому середовищі. Кінець титрування встановлюють за появою рожевого забарвлення після додавання однієї зайвої краплі розчину КМnО4.

Приклади вирішення задач

1)Обчислити наважку для приготування 400мл розчину КМnО4,, якщо титр його встановлюватимуть за 0,1Н розчином вихідної речовини Н2С2О4 .

V(P-НУ)= 400мл;				1) Оскільки титр розчину КМnО4
Сн(Н2С2О4 ). = 0,1моль/л;				встановлюватимуть за 0,1Н розчином Н2С2О4,
				то концентрація розчину КМnО4 також має
m (КМnО4) = ?				бути приблизно 0,1моль/л. Використовуємо
				формулу молярної концентрації еквіваленту:
				CH =	mX		;
					M X • fЕКВ • V
звідси mХ = СН · МХ · fЕКВ.· V = 0,1· 158 · 1/5· 0,4 = 12,64г.
				Відповідь:		маса КМnО4 12,64г.

2) В лабораторії є 10%-ний розчин КМnО4 (ρ = 1,4). Обчислити СН.

ω(КМnО4)= 10%; 1) Використовуємо формулу, яка зв'язує СН та ω:

ρ = 1,4;	CH	=	ϖ % • ρ •10	=	10% •1,4 •10	= 4,43моль/ л.
			M X • fЕКВ
					158•1/5
СН(КМnО4) = ?	Відповідь: СН(КМnО4) = 4,43моль/л.

3) Обчислити наважку Ja2С2О4 для приготування 500мл 0,1Н розчину.

V(P-НУ)= 500мл;		1) Використовуємо формулу молярної концентрації
СН = 0,1Н;		еквівалента:
		22

					mX
	m (Na2С2О4) - ?		CH	=		;
					M X • fЕКВ • V
	звідси		mХ = СН · МХ · fЕКВ.· V = 0,1· 134·1/2· 0,5 = 3,35г.
				Відповідь:		маса Na2С2О4 3,35г.

4) Скільки грамів ферум(II) сульфату необхідно для приготування 100мл розчину, якщо він титрується розчином KMnO4

із СН = 0,08 моль/л.

V(P-НУ)= 100мл;		1) Оскільки титрування проводиться 0,08Н
СН(KMnO4 )= 0,08моль/л;		розчином KMnO4, то розчин FeSO4
		необхідно приготувати такої ж
	m(FeSO4)= ?	концентрації. Використовуємо формулу
		молярної концентрації еквівалента СН:
		CH =		mX		;
			M X
				• fЕКВ • V
	звідси mХ = СН · МХ · fЕКВ.· V = 0,08· 152 · 1· 0,1 = 1,216г.
		Відповідь:			маса FeSO4 1,216г.

3)Обчислити об'єм 30%-го розчину Н2О2 (ρ = 1,27) для приготування 2л розчину, якщо титрування проводиться 0,09Н розчином KMnO4

вкислому середовищу.

ω1(Н2О2)= 30%;		1) Оскільки титрування проводиться 0,09Н
ρ 1 = 1,27;		розчином КMnO4, то розчин Н2О2
VР-НУ 2(Н2О2)= 2л;		необхідно приготувати такої ж
СН(КMnO4 )= 0,09моль/л;		концентрації. Використовуючи формулу
		молярної концентрації еквівалента СН
	V(P-НУ) 1 (Н2О2) =?	знаходимо масу Н2О2 в 200мл 0,09Н
		розчину:
		CH =		mX	;
			M X	• fЕКВ • V
	звідси mХ = СН · МХ · fЕКВ.· V = 0,09 · 34 · 1/2· 2 = 3,06г;
2) Маса пероксиду однакова в розчинах 1 та 2:

mX 1 = mX 2;

4)

Використовуючи формулу масової частки, знаходимо масу розчину 1:

ϖ =

mX

100% ;

звідси

mX

=

ϖ • mР−НУ

=

3,06 •100

= 10,2г.;

mР−НУ

100%

30

2)

Знаходимо об'єм розчину 1:

V =

mР-НУ

=

10,2

= 8,03мл.

1,27

ρ

Відповідь: об'єм 30%-го розчину пероксиду водню 8,03мл.

23

Задачі для самостійного розв`язання:

1)Обчислити наважку для приготування 400мл розчину КМnО4., якщо титр його встановлюватимуть за 0,1Н розчином вихідної речовини

Н2С2О4.

(відповідь: 1,26г)

2)Обчислити СН розчину Н2О2, якщо на титрування 5мл його витрачено 4,8мл 0,092Н розчину KMnO4 (титрування ведеться в

кислому середовищі).

(відповідь: 0,086)

3)В лабораторії є 5%-ний розчин калій перманганату (ρ = 1,15). Скільки мл цього розчину необхідно для приготування 1л 0,1Н

розчину калій перманганату?	(відповідь:	54,96г)
4) Скільки мл 5%-го розчину Na2С2О4	(ρ = 1,1) необхідно для
приготування 200мл 0,1Н розчину?	(відповідь:	24,36мл)

МЕТОД ІОДОМЕТРІЇ

Іодометрія – це метод об`ємного аналізу, в якому використовують розчини

I2 або I ¯.

Основне рівняння методу:

Оскільки титрування йодом відбувається повільно, то до досліджуваного розчину додають надлишок йоду, а залишок відтитровують натрій тіосульфатом Na2S2O3:

2 Na2S2O3 + I2 → 2NaI + Na2S4O6.

I20 +2е → 2 I ¯
	1
2S2O32¯ ‒ 2е → S4O62¯	1
Вихідна речовина методу - I2..

Титрування проводять в кислому або нейтральному середовищах. Індикатором є крохмаль. Кінець титрування встановлюють за зникненням синього забарвлення йоду з крохмалем.

Приклади розв`язання задач

1) Обчислити наважку йоду для приготування 500мл 0,1Н розчину.

V(P-НУ)= 500мл;				1) Так як в задачі дається молярна концентрація
СН = 0,1Н;				еквівалента СН, то використовуємо формулу:
					mX
m(I2)= ?				CH =			;
					M X • fЕКВ • V
		звідси mХ = СН · МХ · fЕКВ.· V = 0,1 · 254 · ½ 0,5 = 6,35г;
				Відповідь: наважка йоду 6,35г.
2)		Обчислити наважку Ja2S2O3·5H2O				для приготування 200мл

розчину, якщо титр його встановлюють за 0,1Н розчином I2.

24

V(P-НУ)= 200мл; 1) Оскільки титр Na2S2O3·5H2O встановлюється СН(I2)= 0,2моль/л; за 0,1Н розчином йоду, то концентрація

тіосульфату повинна бути приблизно такою ж. Оскільки в задачі дається молярна

m(Na2S2O3·5H2O) - ? концентрація еквівалента СН, то використовуємо формулу:

	CH	=		mX	;
			M X	• fЕКВ • V

звідси mХ = СН · МХ · fЕКВ.· V = 0,1·248 · 1· 0,2 = 4,96г; Відповідь: наважка Na2S2O3·5H2O 4,96г.

3) Для встановлення титру розчину Ja2S2O3·5H2O використовують як вихідну речовину калій дихромат K2Cr2O7. Обчислити СН розчину тіосульфату, якщо на титрування 5мл його пішло 4,8мл 0,1 розчину

калій дихромату.

VР-НУ(Na2S2O3)= 5мл;

1) Використовуємо рівняння закону

СН(K2Cr2O7)= 0,1моль/л;

еквівалентності:

VР-НУ(K2Cr2O7)= 4,8м;

СН(Na2S2O3) · V(Na2S2O3) =

=СН(K2Cr2O7) · V(K2Cr2O7)

CH (K2Cr2O7 ) • V(K2Cr2O7 )

С (Na S O ) = ?

звідси C

H

(Na

2

S

O ) =

=

Н 2 2 3

2 3

V(Na2 S2O3 )

=

0,1• 4,8

= 0,096моль/ л.

5

Відповідь:

СН(Na2S2O3) = 0,096моль/л.

4) В лабораторії є 5%-ний розчин йоду (p = 1,15).

Скільки мл цього розчину необхідно для приготування 1л 0,1Н

розчину йоду?
ω1 = 5%;				1) Даних для розрахунку V1 за масовою часткою
ρ1 = 1,15;				недостатньо, тому використовуємо формулу
V2 =1л;				молярної концентрації еквівалента СН для
С Н 2 = 0,1моль/л;				знаходження маси речовини в другому розчині:
					mX
V1 = ?				CH =			,
					M X • fЕКВ • V
				звідси mХ = СН · МХ · fЕКВ.· V = 0,1·254· 1/2· 1 = 12,7г.
2) Маса йоду в обох розчинах однакова:					mX 1 = mX 2;

3) Використовуючи формулу масової частки, знаходимо масу розчину 1:

ϖ = mX 100% ;

mР−НУ

звідси: mX = ϖ • mР−НУ = 12,7 •100 = 254г

100% 5

4) Знаходимо об'єм розчину 1:

25

V = mР-НУ = 254 = 220,87мл.

ρ1,15

Відповідь: об'єм 5%-го розчину йоду 220,87мл.

Задачі для самостійного розв`язання.

1)	Обчислити наважку Na2S2O3·5H2O для приготування 400мл розчину із
	СН = 0,05моль/л.	(відповідь:	4,96г)
2)	Обчислити наважку йоду для приготування 1000мл 0,1Н розчину.
		(відповідь: 12,7г)
3)	Скільки мл 10%-ного розчину йоду (ρ = 1,32) необхідно для
	приготування 500мл 0,1Н розчину йоду?	(відповідь:	48,1г)
4)	Обчислити наважку K2Cr2O7, для визначення точної концентрації
	Na2S2O3 (приблизна концентрація якого 0,1моль/л). Об'єм
	розчину K2Cr2O7 200мл. Титрування проводять в кислому середовищі.
		(відповідь: 1,96г.)

5)До 100мл 2%-го розчину йоду додали 5г йоду. Обчислити концентрацію йоду в розчині.

(відповідь: 6,67г)

РЕАКЦІЯ СЕРЕДОВИЩА ВОДНИХ РОЗЧИНІВ – рН

Вода – слабкий електроліт – дисоціює за рівнянням:

Іонний добуток води – це добуток концентрації іонів гідрогену(протонів) на концентрацію гідроксид-іонів:

Це величина стала за даної температури. Дисоціація кислот іде за схемою:

Активна кислотність – це концентрація протонів (Н+).

Потенційна кислотність – це концентрація недисоційованих молекул кислоти.

Загальна кислотність – це загальна концентрація кислоти в моль екв. Сума активної та потенційної кислотностей дорівнює загальній кислотності. Під час титрування визначається загальна кислотність.

Дисоціація основ іде за схемою: NH4OH ↔ NH4 + + OH¯.

26

Активна лужність – це концентрація гідроксид – аніонів.

Потенційна лужність – це концентрація недисоційованих молекул основи. Загальна лужність – це загальна концентрація основи в моль екв.

Сума активної та потенційної лужностей дорівнює загальній лужності. Під час титрування визначається загальна лужність.

Реакція середовища визначається концентрацією протонів.

кисле

нейтр.

лужне

Концентрацію протонів в розчині кислоти обчислюють за формулою:

Під час дисоціації основи утворюються гідроксид-аніони, концентрацію яких обчислюють за формулою:

Реакцію середовища розчину зручніше передавати через рН.

рН – це від`ємний десятковий логарифм концентрації іонів гідрогену:

рН = ‒ lg [Н+].

Аналогічно можна обчислити величину рОН:

Виходячи із від`ємного десяткового логарифму іонного добутку води знаходимо:

рН + рОН = 14.

рН крові = 7,36; рН шлункового соку = 0,9 – 1,5.

Приклади вирішення задач

А. Обчислення рН розчинів сильних та слабких кислот та основ.

27

1). Обчислити рН, якщо [Н+ ] = 10‾ 2.

.рН = - lg [Н+ ] = -lg 10‾2 = 2.

2)Обчислити рОН, якщо [ОН ‾ ] = 10‾5.

рОН = -lg [ОН ‾ ] = -lg 10-5 = 5.

3)Обчислити рН, якщо [ОН ‾ ] = 10‾ 4.

					рОН = -lg [ ОН ‾ ] = -lg 10-4 = 4.
					рН = 14 – рОН = 14 – 4 = 10.
4)			Обчислити рН розчину з концентрацією Н+-іонів 3,7·10– 5 моль/ л.
				[Н+] = 3,7 10-5 .			рН = - lg Н+ ] = -lg 3,7 10-5 = -lg 3,7 – lg10-5 =
				рН - ?			= 5 – 0,57 = 4,43.
											Відповідь: рН = 4,43.
5)			Обчислити рН розчину НСl із Сн = 0,1 моль/л.
			Сн (НСl) = 0,1 моль/л;							1) Для обчислення рН розчину необхідно
											знайти [Н+]. Оскільки HCl сильна кислота. то
											[Н+] = [кислоти] = 0,1моль/л = 10‾1;
				рН - ?						2) Знаходимо рН розчину:
											рН = - lg [Н +] = -lg 10‾1 = 1.
											Відповідь: рН = 1.
6)			Обчислити рН 0,0001Н розчину НСl.
				рН = - lg [ НСl ] = - lg [Н+ ] = -lg 10‾4 = 4.
7)			Обчислити рН розчину JаOH із Сн= 0.2 моль /л.
		Сн(NаOH )= 0.2 моль /л.									1) Оскільки за умовою дається основа, то
											спочатку знаходимо [ ОН‾ ].
		рН = ?									У розчині сильної основи
											[ ОН ‾ ] = [основи] = 0,2 = 2· 10‾1;
											2) Знаходимо рОН:
				рОН = -lg [ ОН ‾ ] = -lg 2 · 10-1 = - lg 2 – lg 10 ‾1= 1 – 0.3 = 0,7.
3)			Знаходимо рН: рН = 14 – рОН = 14 – 0,7 = 13,3.
											Відповідь: рН = 13,3.
8)			Обчислити рН 0,001Н розчину JаOH.
				рОН = -lg [NaОН ] = -lg [ ОН ‾ ] = -lg 10-3 = 3.

рН = 14 – рОН = 14 – 3 = 11.

9) Обчислити рН розчину НСООН із Сн = 0,1 моль/л (Кд=1,8·10-5.)

Сн((НСООН = 0,1 моль/л;			1) Для обчислення рН розчину необхідно
Кд=1,8·10-5;			знати [Н+]. Оскільки HCООН слабка кислота.
			то використовуємо формулу:
рН = ?
			2) Знаходимо рН: рН = -lg 4,24 ·10‾3 =

28

= -lg 4,24 – lg 10‒ 3= 3 -0,63 = 2,37.

Відповідь: рН = 2,37.

10) Обчислити рН розчину JH4OH із Сн =0,15 моль/л (КД = 1,85 10-5).

Сн(NH4OH) =0,15 моль/л;	1) Оскільки за умовою дається основа, то
Кд = 1,85 10-5;	спочатку знаходимо [ ОН‾ ].
рН - ?	В розчині слабкої основи:

2) Знаходимо рОН

рОН = -lg 1,64 10‾3 = - lg 1.64 – lg 10 ·3= 3 – 0,21 = 2,79. 3) Знаходимо рН: рН = 14 – рОН = 14 – 2,79 = 11.21.

						Відповідь:		рН = 11.21.
11) Обчислити рН розчину Н2SO4				з w= 3% (ρ = 1,1; fекв. = 1/2).
	ω = 3%;	1) Переводимо масову частку в нормальну
	ρ= 1,1;	концентрацію еквівалента, використовуючи формулу
	fекв. = 1/2;	яка зв'язує СН та ω:
	рН = ?	CH =	ϖ % • ρ •10		=	3•1,22 •10	= 0,73моль/ л.;
			M X • fЕКВ			98•1/ 2

2) Знаходимо [Н+ ] та рН:

[Н+] = [кислоти] = 0,73 = 7,3· 10‾1;

рН = - lg [Н +] = -lg 7,3 · 10‾1= - lg 7,3 - lg 10‾1 = 1- 0,86 = 0,14 Відповідь: 0,14

Б, Визначення рН розчинів після розбавлення їх водою.

12) Як зміниться рН розчину HJO3, якщо до 40мл 0,1Н розчину її додати 20мл води?

V1(HNO3)= 40мл;			1) ∆рН = рН1 – рН2
Сн1 = 0,1моль/л;			де рН1 – це рН розчину HNO3 до додавання
V(Н2О)= 20мл;			води;
			рН2– це рН розчину HNO3 після додавання
∆рН(HNO3)= ?			води;
			2) Знаходимо рН1: для обчислення рН розчину

необхідно знати [Н+]. Оскільки HNO3 сильна кислота, то [Н+]1 = [кислоти] = 0,1моль/л = 10‾1;

3) Знаходимо рН1 розчину: рН1 = - lg [Н +]1= -lg 10‾1 = 1;

4) В результаті розведення водою концентрація кислоти зменшується. Знаходимо її, використовуючи закон еквівалентів:

СН 1· V1 = СН 2· V2; де V2 – об'єм розчину після додавання води: V2 = 40 + 20 =60мл;

29

Звідси: CH 2 =	CH1 •VH1	=	0,1• 40	= 0,067 = 6,7· 10‾2;
	V2	60
5) Знаходимо рН2: [Н+] 2 = [кислоти] = 6,7· 10‾2;
рН2 = - lg [Н +]2 = -lg 6,7 · 10‾2 = -lg 6,7 - lg 10‾2 = 2- 0,83 =1,17;
6) ∆ рН = 1,17 - 1 = 0,17.
				Відповідь: 0,83.

13) Як зміниться рН розчину JH4OH, якщо до 50мл 0,1Н розчину його додати 30мл води? ( КД = 1,85 10-5).

V(NH4OH)= 50мл;		1) ∆ рН = рН1 – рН2·
Сн(NH4OH) =01моль/л;			де рН1 – це рН розчину NH4OH до додавання
Кд = 1,85 10-5;			води;
V(Н2О)= 30мл;			рН2– це рН розчину NH4OH після додавання
			води;
∆ рН - ?			Оскільки за умовою дається основа, то
			спочатку знаходимо [ОН‾ ].

У розчині слабкої основи:

[OH − ]= K Д [основи] = 1,8•10−5 •10−1 =1,34·10‾;

2) Знаходимо рОН1:

рОН1 = -lg 1,34 · 10‾3 = - lg 1,34 – lg 10 ‾3= 3 – 0,127 = 2,87; рН1 = 14 – 2,87 = 11,13.

3) В результаті розведення водою концентрація основи зменшується. Знаходимо її використовуючи закон еквівалентів:

СН1·V1 = СН2· V2; де V2 – об'єм розчину після додавання води: V2 = 50 + 30 =80мл;

CH 2	=	CH1 •VH1	=	0,1• 50	= 0,0625 = 6,25 · 10‾2;
		V2
			80

4) Знаходимо рОН2:

[OH − ]= K Д [основи] = 1,8•10−5 • 6,25•10−2 =1,06·10‾3 ;

рОН2 = -lg 1,06 · 10‾3 = - lg 1,06 – lg 10‾3= 3 – 0,025 = 2,975; рН2 = 14 – 2,975 = 11,025.

5) Знаходимо ∆ рН:	∆ рН = 11.13 – 11,025 = 0,105.
	Відповідь: 0,105.

14) Як зміниться рН води, якщо до 80 мл її додати 20 мл розчин JаОН із Сн =0,1 моль/л (α = 1).

V(Н2О)= 80мл;	1) рН (Н2О) = 7;
СН(NаОН) =0,1 моль/л;	2) Після додавання до води розчину NаОН
V(NаОН) 20мл;	утворюється розчин основи, концентрацію
	якого знаходимо за законом еквівалентів:
∆рН(Н2О)= ?	СН1·V1 = СН2· V2;
	де V2 = 80 мл + 20 мл = 100 мл.

3) Знаходимо концентрацію лугу в розчині Сн2, потім [ ОН−]2, рОН2 та рН2:

30