VI. Расчеты навесок и концентраций растворов

Пример: Рассчитайте массу m навески образца с массовой долей железа (II), приблизительно равной ω(Fe) = 10%, для перманганатометрического определения железа (II) в этом образце. Молярная концентрация эквивалента железа (II) в анализируемом растворе объемом V = 25,00 мл = 0,025 л, приготовленном растворением взятой навески в воде, подкисленной серной кислотой, должна быть равна С(Fe2+) ≈ 0,05 моль/л.

Решение: В основе определения лежит реакция:

5Fe2+ + MnO4- + 8H+ → 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

Так как один ион Fe2+ отдает один электрон, то молярная масса эк­вивалента железа (II) равна в этой реакции его атомной массе.

Э(Fe2+) = M(Fe2+) = Ат. вес(Fe2+) = 55, 847 г.

Масса железа (II) m(Fe) в растворе равна:

m(Fe) = C(Fe2+)·M(Fe2+)·V = 0,05·55,847·0,025 = 0,06981 г.

Массовая доля железа равна:

ω(Fe) = m(Fe)/m(навески)·100 = 10%

Отсюда: m(навески) = 0,06981·100/10 = 0,6981 г.

Пример: Рассчитайте молярную, нормальную концентрацию, титр, титр по железу (II) и по мышьяку (III) раствора дихромата калия K2Cr2O7, полученного растворением навески m=2,2415 г дихромата калия в объеме V = 500,00 мл воды.

Решение: 1) Рассчитаем молярную концентрацию раствора:

С(K2Cr2O7) = (m·V)/M(K2Cr2O7) = (2,4515·0,5)/294,185

= 0,0167 моль/л.

2) Рассчитаем молярную концентрацию эквивалента раствора:

С(1/6·K2Cr2O7) =(m·V)/M(1/6·K2Cr2O7)=(2,4515·0,5)/49,031 = 0,1000н

Здесь фактор эквивалентности K2Cr2O7 как окислителя равен f=1/6 в соответствии с полуреакцией:

Cr2O72- + 14H+ + 6e → 2Cr3+ + 7H2O

3) Рассчитаем титр раствора:

Т(K2Cr2O7)=(С(K2Cr2O7)·М(K2Cr2O7))/1000= (0,0167·294,185)/1000

= 0,004913 г/мл

4) Рассчитаем титр бихромата калия по железу (II):

Т(K2Cr2O7/Fe)=(С(1/6·K2Cr2O7)·М(Fe))/1000=(0,1·55,847)/1000

= 0,005585 г/мл

Здесь фактор эквивалентности железа (II) равен f=1, т.к.:

Fe2+ - 1e → Fe3+

5) Рассчитаем титр бихромата калия по мышьяку (III), учитывая, что при реакции с бихроматом калия мышьяк (III) теряет 2 электрона:

As+3 – 2e → As+5

Поэтому f = ½. Тогда:

Т(K2Cr2O7/As)=(С(1/6·K2Cr2O7)·М(½As))/1000=(0,1·37,4608)/1000

= 0,003746 г/мл

1. Нормальность KMnO4 равна 0,02200 г·моль/л. Чему равны титры его по Н2С2О4, по Fe и по Н2О2?

Ответ: Т(KMnO4/ Н2С2О4) = 0,0009904 г/мл

Т(KMnO4/ Fe) = 0,001228 г/мл .

Т(KMnO4/ Н2О2) = 0,0003741 г/мл .

2. Рассчитать массу навески Na2S2O3·5H2O, необходимую для приготовления: а) 1500 мл 0,10М раствора; б) 1500 мл раствора с титром по иоду 0,0015 г/мл.

Ответ: а) 37,23 г. .

б) 0,01269 г

3. Найти для 0,1010н раствора KMnO4: а) молярность; б) титр; в) титр по кислороду; г) титр по железу.

Ответ: а) 0,02020 г/мл; б) 0,003193 г/мл; .

в) 0,0008080 г/мл; д) 0,005641 г/мл

4. Молярность раствора HNO3 равна 0,1121н. Найти нормальность раствора, если HNO3 восстанавливается до NO.

Ответ: 0,3363н

5. Азотная кислота плотностью 1,185 г/см3 содержит 30,1% HNO3. Рассчитать ее нормальность в реакциях окисления, если при этом HNO3 восстанавливается до NO.

Ответ: 16,99н

6. Смешаны следующие растворы бихромата калия: 300 мл раствора, содержащего в этом объеме 1,56 г K2Cr2O7, 400 мл 0,0365М раствора и 250 мл 0,213н раствора; после смешения смесь разбавлена водой до 1 литра. Какова нормальность полученного раствора в реакции окисления?

Ответ: 0,172н

7. Выразить концентрацию 0,100н раствора KMnO4 в процентах Fe, соответствующих каждому миллилитру этого раствора, если навеску руды для определения железа берут точно 0,5000 г.

Ответ: 1,117%

8. Сколько миллилитров 1,000н раствора K2Cr2O7 надо прибавить к 1300 мл раствора K2Cr2O7 с титром по железу 0,004500, чтобы получился раствор с титром по железу 0,005000?

Ответ: 12,8 мл

9. Сколько граммов KMnO4 надо взять, чтобы приготовить 1.5 л 0,05000н раствора его для титрования в кислой среде?

Ответ: 23,7 г

10. До какого объема следует разбавить 500 мл 0,100н K2Cr2O7 для получения раствора с титром по железу 0,005000?

Ответ: 558,5 мл

11. Какой объем KMnO4 с молярной концентрацией 0,1 моль/л требуется для приготовления 100 мл раствора с молярной концентрацией 0,05 моль/л.

Ответ: 10 мл

12. Какой объем 0,1000н раствора KMnO4 пойдет на титрование: а) 0,15г Na2C2O4; б) навески 0,30 г руды, содержащей 43% (масс.) железа?

Ответ: а) 22 мл; б) 23 мл

13. Рассчитать массу навески руды, содержащей около 60% Fe2O3, чтобы при титровании раствора железа (II), полученного при обработке ее, расходовалось 15 – 25 мл 0,1000н раствора KMnO4.

Ответ: от 200 до 330 мг

14. Рассчитайте навеску Na2C2O4 для приготовления 100 мл стандартного раствора с молярной концентрацией эквивалента С(1/2 Na2C2O4) = 0,05 моль/л, используемого при стандартизации раствора KMnO4. Определите Т(Na2C2O4) и Т(Na2C2O4/ KMnO4).

Ответ: 0,3350 г; 0,003350 г/мл; 0,001580 г/мл.

15. Какую массу KMnO4 надо взять для приготовления: а) 500 мл 0,05н раствора (z = 5); б) 500 мл раствора с Т(KMnO4/Fe) = 0,005932 г/мл; в) 250 мл раствора с Т(KMnO4/СаО) = 0,005246 г/мл. Титрование ведется в кислой среде.

Ответ: а) 0,7902 г; б) 1,6786 г; в) 1,4783 г

16. Рассчитать навеску вещества (г), содержащего 0,3% серы, чтобы на титрование полученного из нее H2S потребовалось 10,0 мл 0,05000н I2.

Ответ: 2,672 г.

17. Сколько мл раствора, содержащего 25,00 г/л K2Cr2O7, эквивалентны 3,4000 г FeSO4·7H2O в кислой среде?

Ответ: 23,98 мл

18. Найдите массу навески K2Cr2O7 для приготовления 250 мл раствора с молярной концентрацией эквивалента С(1/6 K2Cr2O7) = 0.05 моль/л.

Ответ: 0,6129 г

19. До какого объема следует разбавить 10 мл раствора бромата калия KВrO3 с молярной концентрацией 0,1000 моль/л, чтобы получить раствор с Т(KВrO3/As3+) = 0,000375 г/мл.

Ответ: до 600 мл

20. Рассчитайте молярную концентрацию, молярную концентрацию эквивалента, титр и титр по мышьяку (III) раствора бромата калия KВrO3, полученного растворением 0,0278 г бромата калия в 100 мл воды и предназначенного для дихроматометрического определения мышьяка (III).

Ответ: 0,0017 моль/л; 0,0100 моль/л;

2,783·10-4 г/мл; 3,75·10-4 г/мл

Наши рекомендации