Задачи и упражнения для самостоятельного решения. 35.1. Написать молекулярные и ионные уравнения трех реакций, позволяющих обнаружить в растворе ионы SO42−

35.1. Написать молекулярные и ионные уравнения трех реакций, позволяющих обнаружить в растворе ионы SO₄²⁻.

35.2. Какие вещества можно взять при выполнении следующих реакций:

2Ag⁺ + S²⁻ = Ag₂S↓;

Ba²⁺ + CO₃²⁻ = BaCO₃↓;

2H⁺ + CO₃²⁻ = H₂O + CO₂↑.

35.3. Написать молекулярные и ионные уравнения трех реакций образования сульфатов бария, кальция и свинца.

35.4. При анализе раствора под действием раствора нитрата серебра выпал белый осадок. О присутствии каких анионов может это свидетельствовать? Привести молекулярное и ионное уравнения соответствующей реакции.

35.5. Написать молекулярные и ионные уравнения трех реакций, позволяющих обнаружить в растворе ионы CO₃²⁻.

35.6. Написать молекулярные и ионные уравнения реакций взаимодействия раствора нитрата бария с раствором, содержащим ионы CO₃²⁻, PO₄³⁻, SO₄²⁻.

35.7. Под действием нитрата серебра на исследуемый раствор образуется черный осадок. О присутствии каких анионов может это свидетельствовать? Привести молекулярное и ионное уравнения соответствующей реакции.

35.8. Какие вещества можно взять при выполнении следующих реакций:

а) Zn²⁺ + S²⁻ = ZnS↓; б) 2Ag⁺ + CrO₄²⁻ = Ag₂CrO₄↓;

в) 2H⁺ + SO₃²⁻ = SO₂↑ + H₂O.

35.9. При анализе раствора установлено, что образуется желтый осадок под действием и раствора нитрата бария, и раствора нитрата серебра. Какой анион может присутствовать в растворе? Привести молекулярные и ионные уравнения соответствующих реакций.

35.10. Написать молекулярные и ионные уравнения трех реакций, с помощью которых можно открыть ионы S²⁻.

35.11. Какие из перечисленных реактивов можно использовать для качественного определения карбонат-ионов: нитрат серебра, нитрат натрия, нитрат бария? Написать молекулярные и ионные уравнения реакций.

35.12. Каким реактивом можно обнаружить в растворе ионы хлора и брома? Привести молекулярные и ионные уравнения соответствующих реакций.

35.13. Какой из перечисленных реактивов можно использовать для качественного определения сульфит-ионов: нитрат калия, нитрат натрия, нитрат бария? Написать молекулярное и ионное уравнения реакции.

35.14. При добавлении раствора кислоты к анализируемому раствору наблюдается выделение газа. Какие анионы могут содержаться в растворе? Привести уравнения соответствующих реакций.

35.15. Какой из перечисленных реактивов можно использовать для качественного определения сульфат-ионов: нитрат калия, нитрат натрия, нитрат бария? Написать молекулярное и ионное уравнения реакции.

35.16. При анализе раствора установлено, что под действием раствора нитрата бария образуется белый осадок, а при взаимодействии раствора с подкисленным раствором перманганата калия наблюдается его обесцвечивание. Какие анионы могут присутствовать в растворе? Привести уравнения соответствующих реакций.

35.17. Какой из перечисленных анионов можно обнаружить с помощью подкисленного раствора перманганата калия: нитрат-, сульфат-, карбонат-, сульфид-ионы? Написать уравнение соответствующей реакции.

35.18. При анализе раствора установлено, что при взаимодействии с нитратом серебра образуется черный осадок, а под действием подкисленного раствора перманганата калия наблюдается обесцвечивание раствора. Какой анион может присутствовать в растворе? Привести уравнения соответствующих реакций.

35.19. Какие вещества можно взять при выполнении следующих реакций:

а) Fe³⁺ + 3SCN⁻ = Fe(SCN)₃; б) Ag⁺ + I⁻ = AgI↓; в) Sr²⁺ + SO₄²⁻ = SrSO₄↑.

35.20. На наличие какого иона указавает выделение газа при добавлении сильной кислоты в исследуемый раствор: Cl⁻, NO₃⁻, CO₃²⁻? Написать молекулярное и ионное уравнения реакции.

Количественный анализ

Теоретическое введение

Количественный анализ − совокупность методов, с помощью которых определяют содержание (массы, концентрации и т.п.) или количественные соотношения компонентов в анализируемом образце.

Все методы количественного анализа делятся на две большие группы: инструментальные и химические, в основе которых лежит химическая реакция. К химическим методам относятся гравиметрические и титриметрические методы анализа.

Гравиметрический анализ состоит в определении массы и содержания какого-либо элемента, иона или химического соединения в анализируемом объекте. Определяемый компонент осаждают из раствора в виде какого-либо малорастворимого соединения, которое затем отделяют от раствора.

Титриметрические методы анализа основаны на измерении объема раствора реагента с точно известной концентрацией, затраченного на взаимодействие с определенным объемом анализируемого вещества. Раствор, концентрация которого (обычно титр раствора) точно известна, называется титрованным. Титром называется масса вещества, содержащегося в 1мл (см³) титрованного раствора. Определение проводят способом титрования, т.е. постепенного приливания титрованного раствора к раствору анализируемого вещества, объем которого точно измерен. Титрование прекращается при достижении точки эквивалентности, т.е. достижения эквивалентности реагента титруемого раствора и анализируемого компонента.

Одной из разновидностей титриметрического анализа является окислительно-восстановительное титрование, суть которого заключается в титровании раствора восстановителя титрованным раствором окислителя или в титровании раствора окислителя титрованным раствором восстановителя.

Определение железа и его соединений основано на титровании раствора, содержащего ионы Fe²⁺ (восстановителя), раствором перманганата калия (окислителя) известной концентрации. Реакция протекает по уравнению

2KMnO₄ + 10FeSO₄ + 8H₂SO₄ → 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + 8H₂O.

Примеры решения задач

Пример 36.1.Вычислить молярную массу эквивалентов и эквивалент KCrO₂ как восстановителя, если KCrO₂ окисляется до K₂CrO₄.

Решение. При окислении KCrO₂ степень окисления хрома повышается с +3 до +6. Молярная масса эквивалентов восстановителя равна частному от деления молярной массы восстановителя на число отданных электронов:

М_эк (KCrO₂) = 123 / 3 = 41 г/моль; эквивалент KCrO₂ равен ⅓ KCrO₂.

Пример 36.2.Найти нормальность раствора NaOH, если нa титрование 20 мл 0,1 н. раствора щавелевой кислоты израсходовано 21мл NaOH.

Решение. Поскольку вещества взаимодействуют в эквивалентных количествах, то можно записать н._к ∙ V_к = н._щ ∙ V_щ

где н._к. – нормальность раствора кислоты, V_к − объем кислоты; н._щ – нормальность раствора щелочи, V_щ – объем щелочи. Следовательно, нормальность NaOH равна н._щ = н._к.∙ V_к / V_щ = 0,1∙20 / 21 = 0,952.

Таким образом, для титрования был использован 0,952 н. раствор NaOH.