КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ. ТИТРОВАНИЕ

Пример 1. Какова процентная концентрация раствора, полученного в результате растворения 18 г едкого натра NaOH в 180 г воды?

Решение. Процентная концентрация выражается числом граммов растворенного вещества, содержащимся в 100 г раствора. Общая масса раствора составляет 18+180=198 г. В 198 г раствора содержится 18 г щелочи, а в 100 г раствора будет содержаться X г (или Х%):

18 - 198

X – 100

Х=18*100/198=9,1%

Ответ. При растворении 18 г едкого натра в 180 г воды получается раствор 9,1%-й концентрации.

Пример 2. Сколько граммов КОН нужно взять для приготовления 500 мл 0,1 Μ раствора?

Решение. Молярная концентрация (М) выражается числом молей растворенного вещества, содержащимся в 1 л раствора.

1 моль КОН имеет массу 56 г. 0,1 моль составляет 5,6 г. Следовательно, в 1000 мл 0,1 Μ раствора содержится 5,6 г, а в 500 мл в два раза меньше, т.е. 2,8 г.

Ответ. Для приготовления 500 мл 0,1 Μ раствора КОН нужно взять 2,8 г КОН, растворить в небольшом количестве воды в мерной колбе и разбавить водой до 500 мл.

Пример 3. Определить нормальную концентрацию и титр раствора серной кислоты, в 250 мл которого содержится 24,5г.

Решение. Нормальная концентрация Η выражается числом грамм-эквивалентов растворенного вещества, содержащимся в 1 л раствора.

В 250 мл H₂SО₄ содержится 24,5 г, а в 1000 мл раствоpa X, следовательно,

Х=24,5*1000/250=98 г.

Эквивалент кислоты равен ее молекулярной массе, деленной на основность. Эквивалент серной кислоты равен 49, значит, 98 г составляет 2 г-экв.

Титром раствора называется количество вещества в граммах, содержащегося в одном миллилитре раствора Т=НЭ/1000, где Т - титр раствора; Н - нормальная концентрация; Э - эквивалент.

Следовательно, Τ = 2*49/1000 = 0,098 г/мл.

Ответ. Данный раствор H₂SO₄является 2 Η (двунормальным); титр равен 0,098 г/мл.

Пример 4. Определить нормальную концентрацию 16%-ного раствора NaOH (α = 1,18).

Решение. Масса 1 л 16%-го раствора ΝaОΗ равна произведению объема на плотность, т.е. 1000 мл*1,18 г/мл=1180г.

В 16%-м растворе содержится 16 г ΝaОН в 100 г раствора, отсюда в 1180 г раствора будет содержаться 1180*16/100=188,8 г.

1 моль NaOH = 40 г. Эквивалент основания равен его молекулярной массе, деленной на число гидроксильных групп. Грамм—эквивалент едкого натра равен 40/1=40 г. Следовательно,

нормальность раствора 188,8г/40г=4,72 Н.

Ответ. Нормальность раствора 4,72 Н.

Пример 5. Сколько миллилитров 0,25 Η раствора серной кислоты потребуется для осаждения в виде BaSO₄ всего бария, содержащегося в 20 миллилитрах 2 Η раствора хлористого бария?

Решение. Одним из методов определения концентрации растворов является титрование. Титрование в общем случае означает постепенное прибавление определенного количества реагента к анализируемому раствору при титрометрическом анализе. Титрометрический анализ представляет собой метод, основанный на измерении объема раствора известной концентрации, который расходуется на реакцию с данным объемом раствора неизвестной концентрации.

В соответствии с законом эквивалентов растворы одинаковой нормальности реагируют в равных объемах. Если реагируют растворы различной нормальности, то объемы таких растворов обратно пропорциональны их нормальностям;

V₁/V₂=H₂/H₁(2.1.1)

где Н₁ и Н₂ — нормальные концентрации; V₁и V₂— объемы растворов.

Обозначив искомый объем раствора серной кислоты через V₁, составляем по формуле (2.1.1) пропорцию: V₁ : 20 = 2:0,25, откуда V₁=20*2/0,25=160 мл.

Ответ. Для полного осаждения потребуется 160 мл 0,25 М раствора.

Пример 6. Вычислить модальность т 10%-го раствора серной кислоты.

Решение. Модальная концентрация выражается числом молей растворенного вещества, содержащегося в 1000 г растворителя.

В 100 г, 10%-го раствора содержится 10 г кислоты и 90 г воды. Определяем содержание серной кислоты в 1000 г воды. Оно равно (1000*10)/90=111,1 г, что составляет 111,1/98= 1,13 моль серной кислоты.

Ответ. Моляльность 10%-го раствора серной кислоты равна 1,13.

ТЕМПЕРАТУРА КИПЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРА ЗАМЕРЗАНИЯ
РАЗБАВЛЕННЫХ РАСТВОРОВ НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

Пример 1. Вычислить температуру замерзания раствора, содержащего 5,4 г глюкозы C₆H₁₂O₆в 250 г воды. Криоскопическая константа воды равна 1,86^o.

Решение. Математически зависимость между величиной понижения точки замерзания растворителя и количеством растворенного вещества может быть выражена формулой (закон Рауля)

T_3ам=K*m (2.2.1)

где T_3ам — понижение температуры замерзания раствора; К —
криоскопическая константа; m — моляльность раствора.
Моляльность раствора

m=(g₂*1000)/(M*g₁), (2.2.2).

где g₁- масса растворителя; g₂- масса растворенного вещества; Μ - мольная масса растворенного вещества.

Тогда, подставив (2.2.2) в формулу (2.2.1), получим ΔТ_зам=K*g₂*1000/M*g₁ .

Мольная масса Μ глюкозы С₆Н₁₆О₆ = 180 г. Подставляя данные в формулу (2.2.3), получим;

ΔТ_зам=1,86*5,4*1000/180*250=0,223.

Ответ. Раствор будет замерзать при -0,223^о С.

Пример 2. При растворении 0,94 г фенола C₆H₅OH в 50г спирта температура кипения повысилась на 0,232°. Определить молекулярную массу фенола, если эбуллиоскопическая константа спирта равна 1,16^о .

Решение. Зависимость между повышением точки кипения растворителя и количеством растворенного вещества выражается формулой:

ΔТ_кип=E*m=E*g₂*1000/M*g₁ , (2.2.4)

где ΔТ_кип - повышение температуры кипения раствора; Ε —эбуллиоскопическая константа; g₂ — количество граммов вещества, содержащееся в g₁ граммах растворителя.

Подставляя известные величины в формулу (2.2.4), получим

M=E*g₂*1000/ΔТ*g₁=1,16*0,94*1000/0,232*50=94 г.

что соответствует молекулярной массе фенола, равной 94 a.e.м.

Ответ. Молекулярная масса фенола равна 94 а.е.м.

Пример 3. Раствор, содержащий 0,85 г хлористого цинка ZnCl₂ в 125 г воды, замерзает при -0,23^o С. Определить кажущуюся степень диссоциации ZnCl₂ в этом растворе.

Решение. Для растворов электролитов в формулы (2.2.1) и (2.2,4) вводится поправка - изотонический коэффициент i:

ΔТ_зам=i*K*m; (2.2.5)

ΔТ_кип= i*E*m; (2.2.6)

Выразим моляльность раствора, так как молекулярная маccа ZnCl₂ равна 136 а.е.м., тогда

m=0,85*1000/125*136=0,05 моля.

Вычисляем изотонический коэффициент:

i= ΔТ_зам/K*m=0,23/1,86*0,05=2,47

Между изотоническим коэффициентом i, степенью диссоциации α и числом ионов n , на которое распадается молекула электролита, существует зависимость, выражающаяся по формуле . .

α=(i-1)/(n-1)

Находим кажущуюся степень диссоциации:

α = (2,47-1)/(3-1) = 0,735 или 73,5%.

Ответ. ОС = 73,5%.

Дата добавления: 2020-04-12; просмотров: 763;