10. Что из перечисленного ниже неверно?

1. метиловый оранжевый можно использовать для обнаружения конечной точки титрования раствора NH₃ раствором HCl;

2. фенолфталеин можно использовать для обнаружения конечной точки титрования раствора NH₃ раствором HCl;

3. при титровании раствора CH₃COOH раствором NaOH систематическая погрешность титрования в присутствии фенолфталеина будет ниже, чем в присутствии метилового оранжевого;

4. при титровании раствора CH₃COOH раствором NaOH систематическая индикаторная погрешность для фенолфталеина и метилового оранжевого будут одинаковыми;

5. при определении конечной точки титрования раствора CH₃COOH раствором NaOH с помощью фенолфталеина будет иметь место водородная индикаторная погрешность, а c помощью метилового оранжевого - гидроксидная.

Для титрования навески образца гидроксида натрия массой 0,1281 г, содержащего некоторое количество Na₂CO₃ в качестве примеси, было израсходовано при использовании фенолфталеина в качестве индикатора 23,90 мл 0,1295 М HCl. Рассчитайте массовую долю Na₂CO₃ в данном образце, если для титрования такой же его навески с метиловым оранжевым было израсходовано 24,40 мл этого же раствора HCl.

При титровании данной смеси с фенолфталеином протекают реакции:

NaOH + HCl  NaCl + H₂O Na₂CO₃ + HCl  NaHCO₃ + NaCl,

При использовании метилового оранжевого реакция взаимодействия NaOH с кислотой протекает точно также, а Na₂CO₃ титруется до угольной кислоты. Разность между объёмами раствора титранта, израсходованного для титрования в присутствии метилового оранжевого и фенолфталеина, соответствует реакции

NaHCO₃ + HCl  H₂CO₃ + NaCl

Фактор эквивалентности NaHCO₃ в данной реакции равен 1. Если принять, что NaHCO₃ в исходной смеси не было, то n(NaHCO₃) = n₀(Na₂CO₃) и массовая доля карбоната натрия равна

= 5,36%

1. Постройте кривую титрования 0,010 М NaOH 0,010 M раствором HCl. Определите вид и величину систематической индикаторной погрешности при определении конечной точки титрования с помощью метилового красного (рТ = 5). Ответ: _H+ = -0,2%.

2. Имеется раствор НСl c титром 3,95010^-3 г/мл. Рассчитайте титр этого раствора по K₂CO₃, если конечную точку титрования обнаруживают: а) с помощью фенолфталеина; б) с помощью метилового оранжевого. Какой объём данного раствора будет затрачиваться для титрования навески K₂CO₃ массой 0,2000 г в присутствии метилового оранжевого? Ответ: 1,49710^-2 г/мл, 7,48610^-3 г/мл, 26,72 мл.

3. Рассчитайте массовую долю карбоната и гидрокарбоната натрия в образце, если для титрования навески массой 0,1237 г в присутствии фенолфталеина потребовалось 0,45 мл, а в присутствии метилового оранжевого - 15,05 мл 0,1000 М HCl. Ответ: 3,9% и 96,1%

4. Рассчитайте массовые доли компонентов в смеси, состоящей из KOH, K₂CO₃ и KCl, если для титрования её навески массой 0,1525 г в присутствии фенолфталеина было израсходовано 21,30 мл, а в присутствии метилового оранжевого 21,75 мл 0,1025 М HCl. Ответ: 78,63%, 4,18% и 17,19%.

5. При определении содержания NaHCO₃ в растворе 5,00 мл последнего поместили в мерную колбу вместимостью 50,0 мл и добавили воду до метки. Затем 5,00 мл полученного раствора титровали из полумикробюретки 0,1000 М HCl. Рассчитайте массу NaHCO₃ в 100 мл анализируемого раствора, если известно, что для титрования потребовалось 2,95 мл раствора кислоты. Ответ: 4,96 г.

1. Постройте кривую титрования 0,10 М CH₃NH₂ (pK_BH⁺ = 10,66) 0,10 М раствором HCl. Определите вид и величину систематической индикаторной погрешности при обнаружении конечной точки титрования с помощью бромкрезолового пурпурного (рТ = 6).

2. Для титрования навески образца гидроксида натрия массой 2,000 г потребовалось в присутствии фенолфталеина 42,50 мл раствора HCl с титром по гидроксиду натрия 4,20010^-2 г/мл, а в присутствии метилового оранжевого – 44,30 мл данного раствора HCl. Рассчитайте массовую долю примеси карбоната натрия в исследуемом образце.

3. Рассчитайте примерную массу навески смеси карбоната и хлорида натрия, массовые доли компонентов в которой одинаковы, которую необходимо взять для анализа, чтобы при титровании её 0,2 М HCl с метиловым оранжевым на одно определение затрачивалось около 20 мл используемого стандартного раствора кислоты.

4. Какой объём раствора HCl, имеющего титр 4,50010^-3 г/мл, будет израсходован для титрования 0,2000 г смеси, состоящей (по массе) из 90,0% NaHCO₃ и 10,0% Na₂CO₃, если конечную точку титрования обнаруживают при помощи метилового оранжевого?

5. Навеску образца гидрокарбоната натрия массой 0,9985 г растворили в 20 мл свежепрокипячённой охлаждённой воды. Для титрования полученного раствора потребовалось 23,80 мл 0,4950 М HCl (индикатор - метиловый оранжевый). Рассчитайте массовую долю NaHCO₃ в анализируемом препарате.

6. Карбонат лития используется в медицине в качестве лекарственного средства для лечения некоторых психических заболеваний. Навеску массой 0,1340 г порошка растёртых таблеток, содержащих Li₂CO₃, растворили в 25 мл свежепрокипячённой воды. Для титрования полученного раствора с метиловым оранжевым было израсходовано 20,10 мл 0,1050 М HCl. Рассчитайте массу Li₂CO₃ в расчёте на среднюю массу одной таблетки, если средняя масса одной таблетки данной серии составляет 0,4945 г.

7. Количественный анализ «таблеток от кашля», содержащих терпингидрат, гидрокарбонат натрия и вспомогательные вещества (крахмал, тальк) проводили по следующей методике. К навеске растёртых таблеток массой 0,2990 г добавили 20 мл 95% этанола. Полученный раствор профильтровали. Фильтрат затем использовали для гравиметрического определения терпингидрата, а нерастворившийся остаток в колбе и на фильтре, содержащий гидрокарбонат натрия, растворили в 25 мл свежепрокипячённой воды и оттитровали 0,1050 М HCl. Определите массу NaHCO₃ в расчёте на среднюю массу одной таблетки, если для титрования было израсходовано 14,20 мл титранта. Масса 20 анализируемых таблеток равна 12,350 г.

8. Рассчитайте молярную концентрацию малеиновой кислоты (M = 116,07 г/моль; pK_a1 = 1,92; pK_a2 = 6,22) в растворе, если известно, что для титрования 20,00 мл такого раствора с метиловым оранжевым потребовалось 18,50 мл раствора NaOH, имеющего титр по HCl 3,55010^-3 г/мл.

9. Рассчитайте титр раствора фосфорной кислоты, если для титрования 10,00 мл этого раствора с фенолфталеином потребовалось 24,45 мл 0,1150 М NaOH.

10. Пробу водного раствора объёмом 10,00 мл, содержащего H₃PO₄ и HCl, поместили в мерную колбу и разбавили водой до 100,0 мл. Для титрования 10,00 мл полученного раствора с метиловым оранжевым потребовалось 15,80 мл, а с фенолфталеином - 24,50 мл 0,1100 М NaOH. Рассчитайте массовые концентрации (г/л) H₃PO₄ и HCl в анализируемом растворе.

АНАЛИЗ СМЕСИ ГИДРОКАРБОНАТА И КАРБОНАТА НАТРИЯ

Анализ смеси гидрокарбоната и карбоната натрия титрованием её раствором сильной кислоты в присутствии двух индикаторов основан на том, что при использовании фенолфталеина титрование заканчивается при рН  9 и сопровождается реакцией:

Na₂CO₃ + HCl  NaHCO₃ + NaCl

Если к анализируемому раствору затем добавить метиловый оранжевый и продолжить титрование до перехода его окраски из жёлтой в оранжевую, то гидрокарбонат натрия (как присутствовавший в исходной смеси, так и образовавшийся из карбоната) прореагирует с НСl с образованием H₂CO₃ и NaCl. По объёму раствора HCl, затраченного для титрования с фенолфталеином, можно рассчитать содержание Na₂CO₃ в анализируемой смеси, а по разности между объёмом раствора HCl, затраченным для титрования с метиловым оранжевым и удвоенным объёмом, затраченным для титрования с фенолфталеином - содержание NaHCO₃.

Определение проводят по следующей методике. Вначале готовят раствор с приблизительной концентрацией растворённого вещества 0,1 моль/л. С учётом того, что главным компонентом анализируемого образца является NaHCO₃, а Na₂CO₃ присутствует в нём в качестве примеси, для приготовления 100,0 мл такого раствора следует взять навеску массой примерно m = 840,10,1 = 0,84 г.

Точную навеску анализируемого образца растворяют в свежепрокипячённой воде в мерной колбе вместимостью 100,0 мл, доводят водой до метки и тщательно перемешивают. В 3 колбы для титрования пипеткой отмеривают по 10,00 мл полученного раствора, прибавляют в каждую колбу по 3-5 капель раствора фенолфталеина. Содержимое первой колбы титруют 0,1 М HCl до почти полного обесцвечивания раствора, затем прибавляют 2-3 капли раствора метилового оранжевого и продолжают титрование до появления оранжевого оттенка в окраске раствора. Аналогичным образом поступают с содержимым оставшихся двух колб.

Рис. 17.1. Титрование смеси Na₂CO₃ и NaHCO₃ раствором HCl

Расчёт массовой доли Na₂CO₃ и NaHCO₃ проводят по следующим формулам

,

где и - объёмы раствора HCl (мл), затраченные на титрование, соответственно, с фенолфталеином и метиловым оранжевым (берут средние значения для трёх определений) - рис. 17.1; M(Na₂CO₃) = 105,99 г/моль, M(NaHCO₃) = 84,01 г/моль, V_к = 100,0 мл, V_п = 10,00 мл.

При использовании титра соответствия данные формулы будут выглядеть следующим образом:

ЗАНЯТИЕ 19