Задачи для самостоятельного решения

Задача 1. Определите молярную массу эквивалента вещества: ортофосфорной кислоты, если f(H₃PO₄) = ¹/₃; сульфата железа (III) в реакции полного обмена ионов железа; гидрокарбоната кальция в реакции полного обмена ионов кальция.

Ответ: M(¹/₃(H₃PO₄) = 32,66 г/моль; М(¹/₆Fe₂(SO₄)₃) = 66,7 г/моль; М(1/zCa(HCO₃)₂) = 81 г/моль.

Задача 2. Рассчитайте молярную концентрацию соляной кислоты в растворе с массовой долей HCl 38 % (= 1,19 г/мл).

Ответ: с(HCl) = 12,4 моль/л.

Задача 3. Какой объем 96 %-ной (по массе) серной кислоты (= 1,84 г/мл) и какую массу воды нужно взять для приготовления 100 мл 15 %-ного (по массе) раствора серной кислоты (= 1,10 г/мл)?

Ответ: V(H₂SO₄ = 9,34 мл; m(H₂O) = 92,8 г.

Задача 4. Определите массу воды и медного купороса (CuSO₄ · 5H₂O), необходимую для приготовления 1 л раствора, содержащего 8 % (по массе) безводной соли (= 1,084 г/мл).

Ответ: m(медн. купороса) = 135,5 г; m(воды) = 948,5 г.

Задача 5. В медицинской практике используется 3 %-ный водный раствор пероксида водорода, а также 30 %-ный раствор H₂O₂ («пергидроль»). Какой объем воды надо добавить к 5 мл 30 %-ного раствора H₂O₂, чтобы получить 3 %-ный раствор? Плотность растворов принять равной 1 г/мл.

Ответ: V(H₂O) = 45 мл.

Задача 6. В медицинской практике используется 0,9 %-ный раствор NaCl в качестве изотонического. Рассчитайте массу катионов Na⁺ и анионов Cl^– в 100 мл изотонического раствора, плотность которого равна 1,005 г/мл.

Ответ: m(Na⁺) = 0,36 г; m(Cl^–) = 0,55 г.

Тема 2. Титриметрические методы количественного анализа Кислотно-основное титрование. Оксидиметрия Медико-биологическое значение темы

Метод нейтрализации используют при анализе желудочного сока, мочи и других биологических жидкостей. В санитарно-гигиенической практике этим методом определяют кислотность и щелочность многих пищевых продуктов, питьевых и сточных вод. Этот метод используется в фармацевтической практике при анализе лекарственных веществ. Оксидиметрия используется для определения содержания окислителей и восстановителей в аналитической, санитарно-гигиенической и фармацевтической практике.

Титриметрический метод анализа основан на применении закона эквивалентов.

В химических реакциях число молей эквивалентов каждого из веществ, вступивших в реакцию и образовавшихся в ней, равны между собой.

Для произвольной реакции аА + bВ = cC + dD закон эквивалентов имеет следующие математические выражения:

1) .

2) .

3) .

4) .

Обучающие задачи с решениями

1. Вычислите молярную концентрацию эквивалента и титр раствора HCI, если на титрование исследуемого раствора объемом 2,0 мл пошло 3,0 мл раствора NaOH с молярной концентрацией эквивалента 0,02 моль/л.

Решение:

По закону эквивалентов

Ответ: С(HCl) = 0,03 моль/л; T(HCl) = 0,0011 г/мл.

2. Для определения общей кислотности желудочного сока 5 мл его оттитровали раствором NaOH (= 0,098 моль/л) в присутствии индикатора фенолфталеина. На титрование израсходовано 2,6 мл щелочи. Рассчитайте общую кислотность желудочного сока (ммоль/л, ТЕ).

Решение. Общая кислотность – это молярная концентрация эквивалента всех веществ кислотного характера в желудочном соке .

По закону эквивалентов:

Ответ: 50,9 ммоль/л (ТЕ).

3. Определите массу декагидрата тетрабората натрия (Na₂B₄O₇ · 10H₂O), если на титрование его раствора затрачено 15,1 мл HCl с молярной концентрацией HCl равной0,103 моль/л.

Решение:

Na₂B₄O₇ + 2HCl + 5 H₂O = 2NaCl + 4 H₃BO₃

По закону эквивалентов:

f_экв(Na₂B₄O₇ · 10 H₂O) =

Ответ: m(буры) = 0,297 г.

4. Определите молярную концентрацию окислителя, если на титрование 10 мл перекиси водорода (= 0,1 моль) пошло 8,6 мл раствораKMnO₄, а реакция протекает по уравнению:

2КMnO₄ + 5H₂O₂ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5O₂ + K₂SO₄ + 8 H₂O.

Решение. По закону эквивалентов:

f =, так как 1 молекулаKMnO₄ присоединяет 5в окислительно-восстановительной реакции:.

Ответ: С(KMnO₄) = 0,023 моль/л.

5. Какой объем 94 %-ного H₂SO₄ (ρ = 1,84 г/см³) необходимо взять для приготовления 200 мл (= 0,1 моль/л) раствора серной кислоты.

Решение:

m(H₂SO₄) = · · V_p = 0,1 моль/л · 49 г/мл · 0,2 л = 0,98 г

(Н₂SO₄) =

Ответ: V_p = 0,56 мл.

6. На нейтрализацию 5 мл H₂SO₄ (С_1/z = 0,1 моль/л) израсходовано 6,4 мл KOH. Вычислите молярную концентрацию эквивалента раствора KOH, титр этого раствора и содержание щелочи в мерной колбе объемом 250 мл.

Решение:

m(KOH) = · · V_p = 0,117 моль/л · 56 г/моль · 0,25 л = 1,683 г

Ответ: C_1/z = 0,117 моль/л; m(KOH) = 1,683 г; Т = 0,0056 г/мл.