12.6. Вправи

Розв’язуючи вправи, використовуйте ескізи КЛД лише із верхньою частиною графіків, без спряжень. Оцінюйте величини або безпосередньо за КЛД, або, якщо точність Вашого графіка недостатня, за розрахунком, як у прикладі 12.3.

Кислотно-основне титрування

Вправа 12.1. Виберіть індикатор для титриметричного визначення цитринової кислоти.

Вправа 12.2. Чому, титруючи розчин амоніаку розчином хлороводневої кислоти, доцільно застосовувати індикатор бромкрезоловий зелений?

Вправа 12.3. Дослідіть методики визначення:

(a) аніліну, с(HСl)  с(C₆H₅NH₂)  0,1 моль/л, lg K_H1 = 4,65 [I = 0,1];

(b) аденозину, с(C₁₀H₁₃N₅О₄)  с(HСl)  0,1 моль/л, lg K_H1 = 12,35, lg K_H2 = 3,50 [I = 0];

(c) фталевої кислоти, с(C₆H₄(СООH)₂)  с(NaOH)  0,1 моль/л, lg K_H1 = 4,93, lg K_H2 = 2,75 [I = 0,1];

(d) гідрооксалату натрію с(NaHC₂O₄)  0,1 моль/л (виберіть титрант – NaOH або HСl);

(e) гідрогенсульфіду (сірководню) у його насиченому розчині.

Вправа 12.4. Чи можна кислотно-лужним титруванням кількісно визначати: (а) NH₄Cl, (б) NH₃ у їх розчинах?

Вправа 12.5. Чому недоцільно титрувати основи розчином оцтової кислоти, навіть із ретельно встановленою концентрацією?

Вправа 12.6. Визначаємо фосфатну кислоту алкаліметрично. У вихідних розчинах с(NaOH)  с(Н₃РО₄)  0,1 моль/л. Вплив продукту, якому відповідає близький до «стінки» і паралельний їй графік, врахуйте на КЛД, запровадивши умовні константи при [H₂PO₄^‑]  const або [HPO₄^2‑]  const. Як впливає іонна сила на константи, отже, й на відносну «глибину ям» на КЛД? Чому фосфатну кислоту рекомендують титрувати за індикатором бромкрезоловим зеленим із розчином ‑ свідком, що відповідає рН  4,3? Чому третю кінцеву точку не можна знайти із достатньою точністю?

Вправа 12.7. Визначаючи PO₄^3‑, MgNH₄PO₄(s) відокремлюють, розчиняють осад виміряною кількістю (у надлишку) розчину соляної кислоти і зворотно титрують аліквоту лугом за бромкрезоловим зеленим до рН  4,3. Які джерела похибок тут можливі?

Вправа 12.8. Визначаючи PO₄^3‑, за методикою, що розглянута у прикладі 11.11 із розділу 11.7, відокремлюють (NH₄)₃PO₄12МоО₄(s). Які продукти (за ескізом КЛД) є основними наприкінці титрування й утворюють «стінки»? Чому методику вважають за швидку, але мало точну? Для уротропіну lg K_H  6,30.

Вправа 12.9. Визначаючи Mg(II), MgNH₄PO₄(s) відокремлюють, промивають осад водою, розчиняють у виміряній кількості розчину соляної кислоти (надлишок!) і аліквоту титрують зворотно лугом за бромкрезоловим зеленим [7, с. 697]. Які джерела похибок тут можливі та як їх теоретично дослідити? Які продукти є основними наприкінці титрування?

Вправа 12.10. Порівняти можливості титрування В(ОН)₃ розчином лугу, варіанти – без доданків або із доданками багатоатомних спиртів. Умовні константи іонізації В(ОН)₃, рК’_а:

Борна кислота	рКа = 9,2
Борна кислота + маніт (1 моль/л)	рК’а = 4
Борна кислота + фруктоза (1 моль/л)	рК’а = 4
Борна кислота + гліцерин (1 моль/л)	рК’а = 6,5
Борна кислота + гліцерин (3,5 моль/л)	рК’а = 5,7

Вправа 12.11. Чи можливо визначити NH₃ із домішкою основи – піридину, Py, C₅H₅N, lg K_H = 5,30, якщо у точці стехіометрії: (а) c(NH₃) = c(Py) = 0,10 моль/л; (b) c(NH₃) = = 0,100 моль/л, c(Py) = 0,010 моль/л; (с) c(NH₃) = 0,100 моль/л, c(Py) = 0,001 моль/л. Чи можливо, як рекомендує монографія [6, с. 186], вживати як оцінку у точці стехіометрії рН = {lg K_H (NH₃) + lg K_H (C₅H₅N)} / 2?

Вправа 12.12. Порівняйте умови визначення NH₄⁺ титруванням лугом без перетворення в інші сполуки та з попереднім перетворенням із формальдегідом (як у прикладі 1.6),

4 NH₄⁺ + 6 CH₂O  (CH₂)₆N₄ + 4 H⁺ + 6 H₂O.

Продукт, гексаметилентетрамін, є слабкою основою із lg K_H = 5.

Вправа 12.13. Кислотно-основне титрування у неводному середовищі. Які переваги титрування ацетатів сильною кислотою HСlO₄ у змішаному розчиннику – азеотропній суміші етанол – вода з масовою часткою етанолу 95,6% порівняно з титруванням у водяному середовищі? Константи ЗДМ у етанолі:

H⁺ + OH^‑  H₂O,   lg K_H = 1,23, H⁺ + Ac^‑  HAc,   lg K_H = 10,4, CH₃CH₂OH  H⁺ + CH₃CH₂O^‑, lg K_w = lg { [H⁺] [CH₃CH₂O^‑] } = ‑19.