- •Аналитическая химия
- •Составитель: Юрьева Алла Владимировна, канд. Хим. Наук, доц. Каф. «Физическая химия»
- •Общие методические указания
- •Общие теоретические основы аналитической химии и основы качественного анализа
- •Тема 1. Периодическая система элементов д.И. Менделеева, закон действия масс и их значение в аналитической химии.
- •Емкости и концентрации компонентов буферных растворов
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 2. Динамическое равновесие в гетерогенных системах
- •Примеры расчетов с использование правила произведения растворимости
- •Если растворимость соли 4,68106 моль/л, то в соответствии с записанным равновесием и без учета гидролиза
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 3. Равновесие в растворах гидролизующихся солей
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 4. Окислительно-восстановительные реакции, комплексные соединения и органические реагенты в химическом анализе
- •Вопросы для самопроверки
- •Тема 5. Основы качественного анализа
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольная работа № 1
- •Вариант 17
- •Вариант 18
- •Бумага офсетная. Усл. Печ. Л. 1,75. Уч. Изд. Л. 1,75. Тираж
- •Издательство ОмГту. 644050, Омск, пр. Мира, 11, т. 23-02-12
Контрольная работа № 1
Вариант № 1
1. Вычислить рН раствора, содержащего 0,5 моль/л NH4Cl и 0,5 моль/л NH4OH (аммонийная буферная смесь), если константа диссоциации NH4OH равна 1,7910-5 . Объясните действие буферной смеси по регулированию концентрации H+ и OH- в водном растворе при добавлении кислот и щелочей.
2. Чему равна ионная сила 0,03 М раствора хлорида бария? Найдите коэффициенты активности и активность ионов в этом растворе.
3. Для обнаружения ионов Ca2+ смешивают равные объемы 0,02 М растворов Na2SO4 и CaCl2 . Выпадает ли осадок CaSO4? ПРCaSO4 = 6,1105 (при 250С).
4. В чем отличие кислотно-основной классификации катионов от сульфидной? Каковы преимущества и недостатки той и другой классификации (метода анализа)?
5. Приведите уравнения реакций, с помощью которых можно обнаружить анионы SO42 и Cl.
Вариант № 2
1. Вычислите рН буферной смеси, содержащей 0,01 моль/л HCH3COO и 0,05 моль/л KCH3COO. В чем заключается механизм действия ее по регулированию концентрации H+ и OH- при добавлении кислот и щелочей?
2. Определите средний коэффициент активности и активность ионов в вод-
ном растворе 0,02 М AgNO3.
3. Произведение растворимости сульфида магния при 250С равно 2,010-15. Образуется ли осадок MgS при смешении равных объемов 0,002 М раствора Mg(NO3)2 и 0,003 м раствора Na2S? Степени диссоциации этих электролитов принять равными единице.
Какие требования предъявляются к аналитическим реакциям?
5. Приведите уравнения реакций, характерных для катионов первой аналитической группы (кислотно-основная классификация).
Вариант № 3
1. Вычислите рН ацетатной буферной смеси (CH3COOH + CH3COONa) если концентрация кислоты равна 0,2 моль/л, а концентрация соли – 0,18 моль/л. Напишите реакции взаимодействия этой смеси с небольшими количествами сильных кислот и оснований.
2. Чему равны средний коэффициент активности и активность ионов в водном растворе 0,1 М иодида калия?
3. Произойдет ли осаждение сульфида калия, если к 1 л 0,1 н Cd(NO3)2 прибавить такой же объем 0,01 н Na2S, если степень диссоциации Cd(NO3)2 равна 75%, а Na2S - 87%? (ПРCdS = 7,11028).
На чем основана аналитическая классификация катионов по группам?
5. Какие аналитические реакции характерны для катионов второй аналитической группы? (кислотно-основная классификация).
Вариант № 4
1. Вычислить рН буферной смеси, содержащей 0,01 М HCH3COO и 0,01 М KCH3COO. Объясните действие буферной смеси по регулированию концентрации H+ и OH- при добавлении кислот и щелочей.
2. Раствор содержит 0,1 моль/л Pb(NO3)2 и 0,05 моль/л NaCH3COO. Чему равна активная концентрация каждого из электролитов?
3. Образуется ли осадок Fe(OH)3, если к 1 л 0,006 н FeCl3 прибавить 0,125 л 0,0001 н KOH? ПРFe(OH)3 = 3,810-38. Степень диссоциации исходных веществ принять равной единице.
Что такое групповой реагент?
5. Приведите уравнения аналитических реакций группы катионов в соответствии с кислотно-основной классификацией.
Вариант № 5
1. Чему равен рН раствора, содержащего 0,056 моль/л NH4OH и 0,1 моль/л NH4Cl? Напишите уравнения реакций взаимодействия этого буферного раствора с небольшими количествами сильных кислот и щелочей.
2. Определите средний коэффициент активности ионов сульфата хрома (III) в водном растворе с концентрацией 0,1 моль/л.
3. Какова должна быть минимальная концентрация KBr, чтобы прибавление к его раствору равного объема 0,003 н AgNO3 вызвало появление осадка?
ПРAgBr = 6,31013.Степень диссоциации этих электролитов принять равной единице.
Что такое селективность аналитической реакции? Способы ее повышения.
5. Какие реакции характерны для катионов четвертой аналитической группы (по кислотно-основной классификации)?
Вариант № 6
1. Вычислите [H+] и рН раствора, содержащего в 1 л 0,06 моль уксусной кислоты и 0,02 моль ацетата натрия. Объясните действие этого буферного раствора по регулированию концентрации H+ и OH в водном растворе при добавлении кислот и щелочей.
2. Средний коэффициент активности ионов иодида калия в 0,01 М водном растворе равен 0,872. Рассчитайте ионную силу этого раствора.
3. ПРAg2Cr2O7 при 250С равно 2,0107. Выпадет ли осадок Ag2Cr2O7 при смешивании равных объемов 0,05 н растворов AgNO3 и K2Cr2O7. Степень диссоциации этих электролитов равна 90 %.
Какие реакции называют специфическими? Приведите примеры.
Напишите уравнения реакций, характерные для катионов пятой аналитической группы (по кислотно-основной классификации).
Вариант № 7
1. Чему равен рН буферной смеси, содержащей 0,5 М HCH3COO и 0,01 М KCH3COO? Каков механизм ее буферного действия по регулированию концентрации H+ и OH?
2. Определите средний коэффициент активности и активность ионов в водном растворе AgNO3, концентрация которого равна 0,1 моль/л.
3. ПРCaSO4 = 6,1105. Выпадает ли осадок сульфата кальция, если к 1 л 0,01 М Ca(NO3)2 прибавлено 0,4 л 0,001 н H2SO4? Степень электролитической диссоциации Ca(NO3)2 и H2SO4 равна 95 %.
4. Какие реакции характерны для алюминия? Опишите их, приведите уравнения.
Что такое дробный и систематический анализ?
Вариант № 8
1. Вычислите рН буферной смеси, содержащей в 1 л 0,1 моль муравьиной кислоты и 0,1 моль формиата натрия. Напишите уравнения реакций взаимодействия ее с небольшими количествами сильных кислот и оснований. Объясните механизм буферного действия.
2. Чему равны ионная сила, средний коэффициент активности и активность 0,25 М раствора сульфата меди (II)?
3. ПРAg3PO4 = 1,81018. В каком объеме насыщенного раствора содержится 0,05 г этой соли?
4. С помощью каких реакций можно доказать присутствие в растворе иона NH4+?
5. В чем заключается кислотно-основной метод качественного анализа катионов?
Вариант № 9
1. Определить рН буферной смеси, содержащей в 1 л 0,03 моля уксусной кислоты и 0,03 моля ацетата натрия. Напишите уравнения реакций взаимодействия ее с небольшими количествами сильных кислот и оснований. Объясните механизм действия.
2. В растворе содержится 0,02 моль/л NaCH3COO и 0,05 моль/л Pb(NO3)2. Чему равна активная концентрация каждого из электролитов?
3. В 3 л насыщенного при комнатной температуре раствора PbSO4 содержится 0,132 г соли. Вычислить ПРPbSO4.
4. Как можно обнаружить при совместном присутствии K+ и NH4+?
5. Какие требования предъявляются к аналитическим реакциям?
Вариант № 10
1. Вычислите рН раствора, содержащего 0,02 моль/л NH4OH и 0,02 моль/л NH4Cl (аммонийная буферная смесь). Объясните механизм действия буферного раствора.
2. Определите средний коэффициент активности и активность ионов в водном растворе 0,01 м иодида калия.
3. Для обнаружения ионов Ca2+ смешивают равные объемы 0,03 М растворов CaCl2 и Na2SO4. Выпадает ли осадок CaSO4? ПРCaSO4 = 6,1105.
4. Как подготовить вещество к качественному анализу? Методы перевода в раствор анализируемого объекта.
5. Напишите уравнения аналитических реакций катионов Ba2+ и Ca2+.
Вариант № 11
1. Чему равен рН раствора, содержащего в 1 л 0,05 моль муравьиной кислоты и 0,05 моль формиата натрия (формиатная буферная смесь). Почему возможно поддержание рН примерно на одном уровне?
2. Вычислить ионную силу, средний коэффициент активности и активность ионов 0,05 М водного раствора сульфата хрома (III).
3. Образуется ли осадок при смешивании равных объемов 0,003 М раствора Mg(NO3)2 и 0,001 М раствора Na2S? Степени диссоциации этих электролитов принять равными единице. ПРMgS = 2,01015
4. В чем сущность “сухого” и ”мокрого” способов выполнения аналитических реакций?
5. Напишите уравнения реакций, характерных для Fe2+ и Fe3+.
Вариант № 12
1. Вычислить [H+] и рН раствора, содержащего 0,04 моль/л ацетата натрия и 0,04 моль/л уксусной кислоты (ацетатная буферная смесь). Объясните действие этой смеси по регулированию концентрации Н+ и ОН при добавлении небольших количеств кислот и щелочей.
2. Чему равны средний коэффициент активности и активность ионов в водном растворе 0,03 М KI?
3. Произойдет ли осаждение сульфида кадмия, если к 1 л 0,1 М Cd(NO3)2 прибавить такой же объем 0,01 М Na2S, если степень диссоциации Cd(NO3)2 равна 80 %, а Na2S – 90 %? ПРCdS = 7,11028.
4. Что такое обнаруживаемый минимум реакции?
5. Какие катионы относятся к шестой аналитической группе в соответствии с кислотно-основной классификацией? Какое вещество является для них групповым реагентом? Приведите примеры аналитических реакций катионов этой группы.
Вариант № 13
1. Чему равен рН аммонийной буферной смеси, содержащей 0,01 моль/л NH4OH и 0,008 моль/л NH4Cl? Каков механизм действия этой смеси при добавлении небольших количеств кислот и щелочей?
2. Раствор содержит 0,01 моль/л Pb(NO3)2 и 0,03 моль/л NaCH3COO. Определите активную концентрацию каждого из электролитов.
3. ПРFe(OH)3 = 3,81038. Образуется ли осадок Fe(OH)3, если к 1 л 0,004 М FeCl3 прибавить 0,2 л 0,0004 М KOH? Степень диссоциации исходных веществ принять равной единице.
4. Какие реакции являются специфическими, какие селективными?
5. Какие групповые реагенты используются при анализе анионов? Приведите классификацию анионов (аналитические группы) в соответствии с этими реагентами и примеры аналитических реакций.
Вариант № 14
1. Вычислите рН буферной смеси, содержащей 0,25 моль/л HCH3COO и
0,25 моль/л NaCH3COO. Напишите уравнения реакций взаимодействия этой смеси с небольшими количествами кислот и щелочей. Каков механизм ее буферного действия?
2. Чему равны ионная сила, средний коэффициент активности и активность ионов 0,04 М водного раствора CaSO4?
3. Какова должна быть минимальная концентрация бромида калия, чтобы прибавление к его раствору равного объема 0,002 н AgNO3 вызывало появление осадка? ПРAgBr = 6,310-13. Степени диссоциации обоих электролитов принять равными единице.
4. В чем различие между макро - , микро- и полумикроанализом?
5. Какими качественными реакциями можно обнаружить ионы Cl, Br-,I? Напишите уравнения.
Вариант № 15
1. Определить рН и [H+] раствора, содержащего 0,03 моль/л HCOOH и
0,025 моль/л HCOONa (формиатная буферная смесь). Почему буферная смесь способна сохранять постоянство рН при добавлении небольших количеств кислот и щелочей?
2. Средний коэффициент активности ионов иодида калия в водном растворе равен 0,95. Рассчитайте ионную силу этого раствора.
3. Выпадет ли осадок Ag2Cr2O7 при смешивании равных объемов 0,001 М растворов AgNO3 и K2Cr2O7? ПРAg2Cr2O7 = 2,010-7. Степень диссоциации этих электролитов принять равной единице.
4. Какие классификации катионов наиболее часто используются? В чем преимущества и недостатки каждой из них?
5. Как можно доказать присутствие в растворе катиона Fe3+? Приведите уравнения реакций.
Вариант № 16
1.Чему равен рН ацетатной буферной смеси, содержащей 0,5 моль/л NaCH3COO и 0,4 моль/л HCH3COO? Объясните действие буферного раствора при добавлении небольших количеств кислот и щелочей.
2. Определите средний коэффициент активности и активность ионов в 0,02 М водном растворе нитрата серебра.
3. Выпадает ли осадок CaSO4, если к 0,2 л 0,005 М Ca(NO3)2 прибавлено 0,5 л 0,001 М H2SO4? Степени диссоциации этих электролитов принять равными единице. ПРCaSO4 = 6,1105.
4. В чем сущность дробного и систематического анализа?
5. Какие анионы можно отнести к первой аналитической группе? Приведите уравнения реакций, характерных для этих анионов.