- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Титриметрические методы анализа. Сущность титриметрии
- •Прямое титрование
- •Обратное титрование (титрование по остатку)
- •Метод замещения
- •Единицы количества вещества и разные способы выражения концентраций растворов. Формулы для расчетов
- •1. Метод кислотно–основного титрования
- •1.1 Расчёты в методе кислотно–основного титрования Закон эквивалентов. Эквиваленты веществ
- •1.2. Лабораторные работы. Метод кислотно-основного титрования Лабораторная работа № 1 Определение содержания щелочи в контрольном объеме раствора
- •Лабораторная работа № 2 Определение миллиграммового содержания NaOh и Na2co3 при совместном присутствии
- •Лабораторная работа № 4 Определение процентного содержания аммиака в солях аммония методом обратного титрования
- •Лабораторная работа № 5 Определение сильной и слабой кислот при совместном присутствии
- •1.3 Задачи и примеры решений
- •I Вычислить рН и рОн растворов, если:
- •III Вычислить рН и рОн растворов, если:
- •IV Вычислить рН и рОн растворов, если смешали:
- •0,1 М раствора NaOh и 19,0 мл 0,1 м
- •V Вычислить рН и рОн растворов, если смешали:
- •0,1 Н раствора нСl и 20 мл. 0,1 н. Nh4он.
- •VI Выбрать индикатор для титрования раствора (1) рабочим
- •VII Вычислить эквивалентную массу вещества (а), которое
- •VIII Расчеты, связанные с приготовлением рабочих растворов
- •IX. Вычисление результатов титриметрического анализа
- •X. Вычисление результатов титриметрического анализа
- •2. Метод редоксометрии (перманганатометрия и иодометрия)
- •2.1. Метод перманганатометрии
- •Метод перманганатометрии имеет следующие достоинства:
- •Недостатки метода:
- •Приготовление и хранение раствора kMnO4
- •Техника безопасности
- •2.2 Лабораторные работы Перманганатометрия Лабораторная работа №1
- •Лабораторная работа №2 Определение миллиграммового содержания железа (II) в солях, рудах и технических материалах
- •Лабораторная работа №3 Определение миллиграммового содержания хрома в бихромате калия методом обратного титрования
- •План работы
- •Метод иодометрии
- •Лабораторная работа №4 Установка нормальности рабочего раствора тиосульфата натрия
- •Лабораторная работа №5 Определение миллиграммового содержания меди в сульфате меди
- •2.3. Задачи и примеры решений
- •II. Оценка возможности протекания реакций
- •III. Расчет потенциалов
- •IV. Составление окислительно-восстановительных реакций
- •V. Определение молярных масс эквивалентов окислителей и восстановителей в реакциях
- •VI. Расчеты навесок и концентраций растворов
- •VII. Рассчитать область скачка титрования, окислительно-восстановительный потенциал в точке эквивалентности и подобрать индикатор при титровании
- •Пусть исходные данные
- •Потенциал исходного раствора
- •Расчет потенциала до точки эквивалентности
- •В растворе присутствуют Fe (III) и Сe (III) в эквивалентных количествах.
- •Расчет потенциала раствора до точки эквивалентности.
- •VIII. Расчеты по результатам прямого титрования
- •IX. Расчеты по результатам обратного и заместительного (косвенного) титрования
- •3. Метод комплексонометрии
- •3.1. Лабораторные работы (Метод комплексонометрии). Лабораторная работа № 1 Приготовление рабочего раствора трилона б илиNa2c10h14o8n2
- •Лабораторная работа №2 Определение общей жесткости воды
- •Лабораторная работа №3 Определение миллиграммового содержания ионов кальция и магния при совместном присутствии
- •Лабораторная работа №4 Определение миллиграммового содержания иона кобальта в неизвестном объеме
- •Лабораторная работа № 5 Определение миллиграммового содержания
- •3.2. Задачи и примеры решений. Определение результатов, комплексонометрических определений
- •3.3 Варианты домашних заданий.
- •4. Метод гравиметрии
- •4.1 Лабораторные работы (метод гравиметрии).
- •244,3 Г/моль – 98 г/моль – 1000 мл
- •4.2. Задачи и примеры решений.
- •I. Расчет навески
- •II. Расчёт осадителя
- •III. Определение факторов пересчёта
- •IV. Вычисление результатов весовых анализов
- •5. Приложения
IX. Расчеты по результатам обратного и заместительного (косвенного) титрования
Пример: Навеску руды, содержащей MnO2, массой 0,4050 г обработали 50,00 мл 0,1000н раствора Н2С2О4 (f = ½) в присутствии H2SO4. На титрование избытка щавелевой кислоты израсходовали 21,42 мл раствора перманганата с Т(KMnO4/Fe) = 0,005836 г/мл. Вычислить массовую долю (%) марганца в руде.
Решение: Определение выполнено по методу обратного титрования, поэтому:
ωMn =
В условии задачи отсутствует С(1/5KMnO4), но дана величина Т(KMnO4/Fe). Выразим концентрацию KMnO4 через данный титр:
С(1/5KMnO4) = fэкв(Fe)= 1
Восстановление MnO2 происходит по схеме:
MnO2(тв) + 4Н+ + 2е → Mn2+ + 2H2O
Cледовательно: fэкв(Mn) = ½ ;
Таким образом: Э(Mn) = M(Mn)/2 = 54,938/2 = 27,469 г
Подставляем численные значения в первоначальное уравнение и находим содержание марганца в руде:
ω(Mn) =
Пример: Из V=50,00 мл анализируемого раствора Н2О2 отобрали аликвотную часть 10,00 мл, прибавили к ней серную кислоту и избыток (по сравнению с ожидаемым стехиометрически) раствора иодида калия. Выделившийся иод оттитровали стандартным раствором тиосульфата натрия объемом 8,00 мл с молярной концентрацией 0,05 моль/л. Рассчитайте концентрацию, титр и массу пероксида водорода в анализируемом растворе.
Решение: При введении иодид-ионов в кислый раствор пероксида водорода выделяется молекулярный иод:
Н2О2 + 2I- + 2H+ → I20 + 2H2O
В количестве, эквивалентном вступившему в реакцию пероксиду водорода. Далее образовавшийся иод реагирует с эквивалентным количеством титранта – тиосульфатом натрия с образованием тетратионата натрия:
I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6
Таким образом, эквивалентные количества прореагировавших пероксида водорода, иода и тиосульфата натрия одинаковы:
n(1/2Н2О2) = n(1/2I2) = n(Na2S2O3)
Поскольку в данном случае fэкв для пероксида водорода равен ½, а для тиосульфат-иона – единице (два тиосульфат-иона отдают два электрона, т.е. каждый тиосульфат ион теряет один электрон), то:
С(1/2Н2О2)·V(Н2О2) = С(Na2S2O3)·V(Na2S2O3)
Отсюда концентрация пероксида водорода:
С(1/2Н2О2) = С(Na2S2O3)·V(Na2S2O3)/ V(Н2О2) = 0,05000·8,00/10,00 = 0,0400 моль/л
Титр пероксида водорода:
Т(Н2О2) = С(1/2Н2О2)·Э(Н2О2)/1000 =0,04000·17,0073/1000 = 0,006803 г/мл
Масса пероксида водорода в анализируемом растворе объемом 50 мл:
m(Н2О2) = T(Н2О2)·50,00 =0,006803·50,00 = 0,34015 г
К 25 мл хлорной воды прилит избыток раствора KI и H2SO4, выделившийся при этом иод оттитрован 0,1100н раствором тиосульфата натрия, которого пошло 20,10 мл. Определить содержание хлора (г) в хлорной воде.
Ответ: 3,14 г/мл
К 25 мл сероводородной воды прибавлено 50 мл раствора I2, после чего не вошедший в реакцию иод оттитрован 0,0204н раствором тиосульфата натрия, которого израсходовалось 11,00 мл. Определить содержание сероводорода (г) в сероводородной воде.
Ответ: 0,5150 г/л
К 25 мл бихромата калия прибавлен избыток раствора KI и H2SO4, выделившийся при этом иод оттитрован 0,1 н раствором тиосульфата натрия, которого пошло 30,00 мл. Определить содержание (г) K2Cr2O7 в 1 л раствора бихромата калия.
Ответ: 5,88 г/л
Навеска белильной извести в количестве 0,2607 г растворена в воде и обработана раствором иодида калия в кислой среде. На титрование выделившегося при этом иода израсходовано 25,95 мл тиосульфата натрия, титр которого 0,02487 г/мл. Определить содержание (%) активного хлора в белильной извести.
Ответ: 35,4%
Навеска белильной извести 6,7168 г растворена в мерной колбе емкостью 500,00 мл и 25,00 мл этого раствора обработаны раствором KI и HCl. Выделившийся иод оттитровали 0,04941н раствором тиосульфата натрия, которого израсходовали 35,50 мл. Определить содержание активного хлора в белильной извести.
Ответ: 18,5%
Навеска 2,000 г руды, содержащей MnO2, обработана избытком смеси Н2С2О4 и H2SO4. Щавелевой кислоты было взято 25,00 мл и на титрование не вошедшего в реакцию избытка ее израсходовано 20,00 мл 0,02000н раствора KMnO4. Найти процентное содержание марганца в руде, если известно, что на 25,00 мл раствора Н2С2О4 расходуется 45,00 мл раствора KMnO4.
Ответ: 6,87%
Сколько граммов кальция содержится в 250,00 мл раствора СаСl2, если после прибавления к 25,00 мл его 40,00 мл 0,1000н раствора (NH4)2C2О4 и после отделения образовавшегося осадка СаC2О4 на титрование остатка, не вошедшего в реакцию (NH4)2C2О4, израсходовано 15,00 мл 0.02000н раствора KMnO4?
Ответ: 0,7415 г.
Для установления титра арсенита натрия взято 0,3182 г стандартного образца стали, содержащего 0,84% марганца. На титрование полученной марганцевой кислоты (при растворении стали MnSO4 окисляется в HMnO4) израсходовано 22,27 мл раствора арсенита. Чему равен Т(Na3AsO3/Mn)?
Ответ: 0,000120 г/мл
Навеска 0,2000 г руды, содержащей MnO2, обработана избытком концентрированной HCl. Образовавшийся при реакции хлор был отогнан и поглощен раствором KI. Выделившийся при этом иод был оттитрован 0,05200н раствором тиосульфата натрия, которого израсходовано 42,50 мл. Сколько процентов MnO2 содержит руда?
Ответ: 48,03%
Для определения свинца в руде взята навеска руды 5,000 г. После растворения ее в кислоте ион Pb2+ осажден в виде PbCrO4, осадок отфильтровали, промыли и растворили в смеси HCl и KI. Выделенный иод оттитровали 0,050н раствором тиосульфата натрия, которого израсходовали 42,00 мл. Сколько процентов свинца содержит руда? (fэкв(Pb2+)= 1/3).
Ответ: 2,90%
При иодометрическом определении сульфатов ионы SO42- замещаются эквивалентным количеством CrO42-, которые далее определяют иодометрически. Сколько было Na2SO4 в растворе, если на титрование иода, выделенного из KI эквивалентным SO42- количеством ионов CrO42-, затрачено 30,40 мл 0,01980н раствора тиосульфата натрия?
Ответ: 0,02851 г.
Сколько граммов HCl содержится в 250,00 мл раствора соляной кислоты, если на титрование иода, выделенного из смеси KIO3+KI 25,00 мл этого раствора, затрачено 24,00 мл 0,02100н раствора тиосульфата натрия?
Ответ: 0,1838 г.
Навеску 0,1500 г известняка растворили в HCl, затем Са2+ осадили в виде СаС2О4; промытый осадок растворили в разбавленной H2SO4 и оттитровали 18,85 мл раствора KMnO4 с титром по СаСО3 0,00600 г/мл. Рассчитать массовую долю (%) СаСО3 в известняке.
Ответ: 75,4%
Рассчитать массовую долю (%) меди в руде по следующим данным: из 1,200 г руды после ряда операций медь переведена в раствор в виде Сu2+; при добавлении к этому раствору иодида калия выделился иод, на титрование которого пошло 13,80 мл тиосульфата натрия, с титром по меди 0,006500 г/мл.
Ответ: 7,47%
При анализе навески 0,2505 г доломита выделен осадок СаС2О4, на титрование которого (после растворения в серной кислоте) пошло 20,10 М раствора KMnO4 с титром по железу 0,01200 г/мл. Определить массовую долю (%) СаСО3 в доломите.
Ответ: 86,3%
При сожжении навески 0,220 г угля сера переведена в SO2, который поглотили раствором крахмала и сразу оттитровали 18,5 мл раствора иода. Концентрация иода установлена с помощью 0,0110н раствора тиосульфата натрия, причем V(Na2S2O3)/V(I2)=1,01. Вычислить массовую долю (%) серы в угле.
Ответ: 0,81%
В дымящей серной кислоте (олеум), состоящей из H2SО4, SO3 и SO2, определяем массовые доли этих компонентов. Из 2,000 г кислоты приготовили 500,00 мл раствора. На титрование 50,00 мл этого раствора пошло 21,20 мл 0,2000М раствора NaOH (при этом H2SO3 → NaHSO3). При титровании 100,00 мл того же раствора затрачено 1,85 мл 0,0505М раствора иода. Вычислить процентное содержание H2SО4, SO3 и SO2 в олеуме.
Ответ: 80,95%; 18,3%; 0,75%
Плотность раствора KClO3 составляет 1,02 г/см3. К 2,50 мл этого раствора прибавлено 25,00 мл 0,120М раствора FeSO4, на титрование остатка FeSO4 пошло 4,95 мл 0,110н раствора KMnO4. Вычислить массовую долю (%) KClO3 в растворе.
Ответ 1,97%
Вычислить массовую долю (%) хрома в стали. Навеску стали 1,065 г растворили и перевели Cr в CrO42-. К раствору добавили 25,00 мл раствора соли Мора ((NH4)2•FeSO4•6H2O) и избыток Fe2+ оттитровали 8,50 мл раствора KMnO4 c титром по хрому 0,000490 г/мл. Установлено, что на титрование 25,00 мл соли Мора идет 24,20 мл KMnO4.
Ответ: 0,72%
Навеску 2,12 г стандартного образца стали с массовой долей хрома 1,47% растворили, перевели хром в CrO42-, добавили 25,00 мл рабочего раствора FeSO4, на титрование избытка последнего затратили 4,20 мл рабочего раствора KMnO4. Другим анализом установлено, что на 25, 00 мл р-ра FeSO4 расходуется 24,5 KMnO4. Вычислить по этим данным Т(KMnO4/Cr); C(1/5KMnO4); T(FeSO4).
Ответ: 0,08857 г/мл; 0,08680н; 0,01319 г/мл
Бихромат калия, в количестве 0,1224 выделил из раствора KI такое количество иода, на которое затрачено 24,50 мл раствора тиосульфата натрия. Определить нормальность раствора тиосульфата натрия и титр тиосульфата натрия по иоду (T(Na2S2O3/I2)).
Ответ: 0,1020н; 0,01428 г/мл
Из навески 10,00 г сульфида натрия, содержащего примесь тиосульфата натрия, приготовили 500,0 мл раствора, который анализировали двумя способами:
Для определения суммарного содержания Na2S•9H2O и Na2S2O3•5H2O 25,00 мл этого раствора прилили к 50,00 мл 0,1035н раствору иода, а избыток иода оттитровали 13,05 мл 0,1005н раствором Na2S2O3;
Для определения Na2S2O3•5H2O отобрали 50,00 мл исходного раствора и осадили сульфид в виде ZnS. На титрование фильтрата пошло 11,50 мл 0,0100н раствора иода. Вычислить массовую долю (%) определяемых компонентов в образце.
Ответ: Na2S2O3•5H2O – 2,9%
Na2S•9H2O – 60,2%
Навеска 0,1602 г известняка была растворена в HCl, после чего Са2+ осадили в виде СаС2О4, осадок промыли и растворили в разбавленной H2SO4 и оттитровали 20,75 мл раствора KMnO4, титр которого по СаСО3 равен 0,00602 г/мл. Найти процентное содержание СаСО3 в известняке.
Ответ: 78,4%
Рассчитать процентное содержание меди в руде: из 0,5100 г руды медь была переведена в раствор в виде Cu2+, при добавлении к этому раствору иодида калия выделился иод, на титрование которго пошло 14,10 мл раствора Na2S2O3 с Т(Na2S2O3/Cu) = 0,006500 г/мл.
Ответ: 17,98%
При анализе навески 0,2435 г доломита Са2+ выделен в виде СаС2О4, на титрование которого пошло 42,20 мл раствора KMnO4 (Т(KMnO4/Fe) = 0,005139 г/мл). Сколько процентов СаСО3 содержится в доломите?
Ответ: 79,80%
К кислому раствору KI прибавили 20,00 мл 0,1133н KMnO4 (fэкв=1/5), выделившийся иод оттитровали 25,90 мл раствора Na2S2O3. Рассчитать молярную концентрацию эквивалента раствора Na2S2O3.
Ответ: 0,08749 моль/л
Рассчитать массовую долю (%) меди в руде, если из навески руды массой 0,6215 г медь перевели в раствор в виде Cu2+, добавили к этому раствору KI и на титрование выделившегося I2 израсходовали 18,23 мл раствора тиосульфата натрия с Т(Na2S2O3/Сu) = 0,0060800 г/мл.
Ответ: 18,21 мл
Из технического сульфита натрия массой 0,5600 г приготовили 200,00 мл раствора. На титрование 20,00 мл раствора израсходовали 16,20 мл раствора иода, имеющего Т(I2/As2O3) = 0,002473 г/мл. Определить массовую долю (%) Na2SO3 в образце.
91,15%
На титрование I2, выделенного из 20,00 мл раствора HCl избытком смеси KIO3 и KI, израсходовали 18,25 мл 0,01965н Na2S2O3 (fэкв = 1). Написать уравнение реакции между HCl и иодат-иодидным раствором и вычислить, какая масса HCl содержалась в 200,00 мл анализируемого раствора.
Ответ: 0,1308 г
Раствор Н2О2 приготовили разбавлением 25,00 мл 3%-ой перекиси водорода до 250,00 мл. Сколько миллилитров полученного раствора следует взять, чтобы на его титрование после обработки HCl и KI израсходовать 25,00 мл 0,1500М Na2S2O3?
Ответ: 21,26 мл
Из навески известняка массой 0,1862 г, растворенной в HCl, ионы Са2+ осадили в виде СаС2О4•Н2О. Промытый осадок растворили в разбавленной серной кислоте и образовавщуюся Н2С2О4 оттитровали 22,15 мл раствора перманганата калия с титром по СаСО3 равным 0,005820 г/мл. Рассчитать массовую долю (%) СаСО3 в известняке.
Ответ: 69,23%
После растворения навески стали массой 1,2430 г хром окислили до Cr2O72-. К раствору прибавили 35,00 мл раствора соли Мора и избыток Fe2+ оттитровали 16,12 мл раствора KMnO4. Рассчитать массовую долю (%) хрома в стали, если Т(KMnO4) = 0,001510 г/мл, а 25,00 мл раствора соли Мора эквивалентны 24,10 мл раствора KMnO4.
Ответ: 1.17%
Для определения содержания формальдегида НСОН навеску технического препарата массой 0,2879 г растворили в воде, добавили NaOH и 50,00 мл 0,1004н раствора I2 (fэкв(I2)= ½):
После подкисления раствора на титрование избытка иода пошло 15,20 мл раствора Na2S2O3 с Т(Na2S2O3) = 0,01600 г/мл. Вычислить массовую долю (%) формальдегида в препарате.
Ответ: 18,16%
Для определения хрома (III) в присутствии ионов CrO42- к 20,00 мл раствора прибавили 50,00 мл 0,1032н раствора NaBrO (fэкв= ½) и некоторое количество концентрированного раствора NaOH, а избыток гипобромита оттитровали 21,45 мо 0,1014н раствора Н2О2 (fэкв= ½). Какая была концентрация Cr3+ (г/л) в анализируемом растворе?
Ответ: 2, 5868 г/л
К подкисленному раствору Н2О2 прибавили избыточное количество KI и несколько капель соли молибдена в качестве катализатора. Выделившийся I2 оттитровали 22,40 мл 0,1010н Na2S2O3 (fэкв= 1) Какая масса Н2О2 содержалась в растворе?
Ответ: 0,03848 г
Рассчитать массу образца, содержащего около 65% MnO2, чтобы после взаимодействия с 50,00 мл 0,1000 Н2С2О4 (fэкв= ½) избыток ее оттитровывался 25,00 мл раствора KMnO4, 1,00 мл которого эквивалентен 1,05 мл раствора H2C2O4.
Ответ: 0,1588 г
Навеску технического FeCl3 массой 4,208 г растворили в мерной колбе V = 250,00 мл. К 20,00 мл полученного раствора добавили KI и кислоту, выделившийся иод оттитровали 22,10 мл 0,09230н Na2S2O3 (fэкв= 1) Вычислить массовую долю (%) FeCl3 в образце.
Ответ: 98,28%
Для перманганатометрического определения пероксида магния MgO2 приготовили 10,00 мл раствора, в котором была растворена навеска анализируемого образца массой 0,2045 г. На титрование приготовленного раствора израсходовано 19,75 мл стандартного раствора KMnO4 с Т(KMnO4/MgO2), равным 0,002816 г/мл. Рассчитайте массу и массовую долю (%) MgO2 в образце.
Ответ: 0,0556 г; 27,2%
Для определения меди (II) приготовили 100,00 мл анализируемого раствора, отобрали аликвотную часть 15,00 мл, прибавили разбавленную серную кислоту и раствор иодида калия в избытке, выделившийся при реакции иод оттитровали раствором тиосульфата натрия, которого пошло 6,00 мл с концентрацией 0,05000 моль/л. рассчитать молярную концентрацию, титр и массу меди (II) в анализируемом растворе.
Ответ: 0,02000 моль/л; 0,001271 г/моль; 0,1271 г
Хром, содержащийся в 1,87 г хромита FeO•Cr2O3, окислили до состояния +6 сплавлением с перекисью натрия. Сплав обработали водой и прокипятили для разрушения избытка перекиси. После подкисления к раствору прибавили 50,00 мл 0,1600н раствора Fe2+. На титрование избытка Fe2+ израсходовали 2,97 мл 0,05000н раствора K2Cr2O7.
а) Каково процентное содержание хромита в образце?
б) Каково процентное содержание хрома в образце?
Ответ: а) 15,7%; б) 7,28