Расчетные задачи по различным типам равновесия и методам анализа

Электрохимические методы

Хроматографические методы

24. В чем состоит преимущество хроматографии по сравнению с экстракцией и сорбцией?
25. Нарисуйте элюентную хроматограмму разделения двух веществ. Какие хроматографические параметры используют для идентификации компонентов смеси?
26. Какие параметры хроматографического пика используют для количественного анализа? Перечислите основные методы количественного хроматографического анализа.
27. Как провести деионизацию воды с помощью ионообменников? Напишите уравнения ионообменных процессов

28. Каков тип проводимости для металлических индикаторных электродов первого рода и мембранных электродов?
29. Какие типы мембран используют для изготовления ИСЭ?
30. Как устроен стеклянный электрод? В каком интервале рН он функционирует?
31. Какие требования предъявляют к электродам сравнения? Приведите их примеры.
32. Сформулируйте законы Фарадея. Как определяют количество электричества в прямой кулонометрии и в кулонометрическом титровании?
33. Каковы преимущества кулонометрического титрования перед классической титриметрией?
34. Какие характеристики вольтамперограммы лежат в основе качественного и количественного анализа?
35. Какие факторы влияют на величину предельного диффузионного тока в полярографии?

1. Есть 1М раствор NH₄Cl и 2М раствор NH₃. Как из них приготовить буферный раствор: а) с рН 9,25; б) с рН 10,25? Для NH₃ pK_b = 4,75.

2. Как из 1М CH₃COOH и 1М CH₃COONa приготовить буферный раствор с рН 5,75? Для CH₃COOH pK_a = 4,75.

3. Рассчитайте рН буферных растворов: а) 0,1M NH₄Cl + 0,1M NH₃; б) 0,2M NH₄Cl + 0,2M NH₃. Какой из этих буферных растворов и почему, будет дольше поддерживать рН постоянным при прибавлении к ним одинаковых порций 0,1М HCl? Для NH₃ pK_b = 4,75.

4. Титруют 0,1000М раствор NH₃ 0,1000М раствором HCl. Рассчитайте величину рН в точке эквивалентности. Для NH₃ pK_b = 4,75.

5. Какой комплекс преобладает в растворе, содержащем 0,500М кадмия (II) и 2,0М иодида калия? Константы устойчивости иодидных комплексов кадмия равны: ₁ = 1,91·10²; ₂ = 2,69·10³; ₃ = 3,09·10⁴; ₄ = 2,57·10⁵.

6. По величинам стандартных потенциалов полуреакций Cd²⁺ + 2e = Cd
(-0,403В) и CdL₄^2- + 2e = Cd + 4L^- (-0,958B) оцените величину b₄ для комплекса CdL₄^2-?.

7. Рассчитайте рН, при котором возможно окисление иодида нитрит-ионами (К_равн > 1). E⁰_NO2?,2H+/NO = 1,202B; E⁰_I2/2I? = 0,54В.

8. Почему Cu²⁺ окисляет иодид, хотя E⁰ для полуреакции Cu²⁺ + e = Cu⁺ равен 0,16В, а для полуреакции I₂ +2e = 2I^- – 0,54В? Рассчитайте величину константы равновесия реакции. Для CuI K⁰_S = 1,1•10^-12.

9. Один из фосфатов - FePO₄ (K⁰_S = 1,29•10^-22), Ca₃(PO₄)₂ (K⁰_S = 1,00•10^-26) - растворяется в CH₃COOH. Какой и почему?

10. К раствору, содержащему по 1•10^-2М KI и KCl, прибавили равный объем насыщенного раствора Ag₂SO₄. Какой осадок будет выпадать первым? Для: AgI K⁰_S = 9,98•10^-16, для AgCl K⁰_S = 1,78•10^-10, для Ag₂SO₄ K⁰_S = 1,45•10^-5.

11. Рассчитайте рН количественного осаждения CaC₂O₄ с помощью 0,1М (NH₄)₂C₂O₄. Для CaC₂O₄ K_S⁰ = 2,3•10^-9; для H₂C₂O₄ К_{а, 1} = 5,62•10^-2; К_{а, 2} = 5,89•10^-5.

12. Почему и во сколько раз увеличится растворимость AgI в 1M NH₃ по сравнению с растворимостью в насыщенном водном растворе AgI? Для AgI K_S⁰ = 9,98•10^-17; для Ag(NH₃)₂⁺ b₁ = 2,09•10³; b ₂ = 1,62•10⁷.

13. ЭДС гальванического элемента из платинового электрода в растворе, содержащем Fe(III) и Fe(II), и насыщенного каломельного электрода (НКЭ) равна 0,558В. Каково соотношение Fe(III)/Fe(II)? E⁰_{Fe(III)/Fe(II)} = 0,771В, E_НКЭ = 0,242В

14. Навеску массой 0,5000 г FeSO₄·7H₂O (мол. масса 278,05) растворили в 100,0 мл 1М HCl. Потенциал платинового электрода, погруженного в этот раствор, равен 0,320 В относительно НКЭ. Рассчитайте массовую долю (%) Fe₂(SO₄)₃ в препарате. Мол. масса (Fe₂(SO₄)₃) 399,88; Е ^0?_Fe³⁺_/Fe²⁺_{, 1M HCl} = 0,459В.

15. Навеску каолина массой 0,2480 г растворили, после отделения кремниевой кислоты раствор разбавили до 250 мл в мерной колбе. Из 20,00 мл полученного раствора осадили 8-оксихинолинат алюминия. После высушивания получили осадок массой 0,1038 г. Какова массовая доля (%) оксида алюминия в каолине? Мол. масса (Al(C₉H₆ON)₃) 459,44; мол. масса (Al₂O₃) 101,96.

16. Сколько миллилитров 5%-ного раствора BaCl₂·2H₂O, взятого с 10%-ным избытком, нужно для осаждения сульфат-иона из 10,00 мл 5,5%-ного раствора H₂SO₄ (р = 1,035 г/см³)? Мол. масса (BaCl₂) 208,23; мол. масса (H₂SO₄) 98,07; мол. масса (H₂O) 18,00.

17. Сколько кальция (г) будет потеряно за счет растворимости при промывании CaC₂O₄•2H₂O с помощью 200 мл а) воды, б) 0,01М (NH₄)₂C₂O₄? Для CaC₂O₄•2H₂O K_S⁰ = 2,99•10 ^–9.

18. Каково содержание CaO (% мас.) в известняке, если при определении кальция из навески 0,3025 г получено 0,2505 г осадка CaSO₄ (гравиметрическая форма). Мол. масса (CaO) 56,08; мол. масса (CaSO₄) 136,14.

19. Напишите формулу изучаемого соединения по данным элементного анализа (%, мас.): С – 79,93; H – 6,37; N – 17,70. Мол. масса: (С) – 12,01;(H) – 1,007; (N) – 14,007.

20. Из навески технического гидроксида натрия массой 3,1496 г, содержащего в качестве основной примеси карбонат натрия, приготовили 1,00 л раствора. На титрование 10,00 мл полученного раствора в присутствии фенолфталеина (рТ 9,0) израсходовали 7,36 мл 0,1000М раствора HCl, а на титрование такого же объема раствора в присутствии метилового оранжевого (рТ 4,0) – 7,52 мл раствора HCl. Найдите массовые доли (%) NaOH и Na₂CO₃ в образце. Мол. масса: (Na₂CO₃) 105,99; (NaOH) 40,00.

21. При определении меди в сплаве иодометрическим методом на титрование аликвоты 10,00 мл раствора, полученного растворением навески 0,2000 г в объеме 100,0 мл, израсходовано 8,53 мл 0,0100М раствора тиосульфата натрия. Вычислите содержание (%) меди в сплаве. Мол. масса: (Cu) 63,54.

22. На титрование 50,00 мл воды в аммиачном буферном растворе в присутствии индикатора эриохромового черного Т израсходовано 15,00 мл 0,0100М ЭДТА. На титрование такой же аликвоты после добавления избытка NaOH в присутствии индикатора кальцеина израсходовано 10,00 мл 0,0100М раствора ЭДТА. Определите: а) молярные концентрации кальция и магния в этой воде; б) общую жесткость воды, выразив в мг/л СаСО₃. Мол. масса (СаСО₃) 100,19.

23. При определении железа в пробе сточной воды объемом 200,0 мл его окислили до Fe(III), осадили аммиаком, отделили осадок от раствора и после растворения осадка в соляной кислоте оттитровали железо, израсходовав 5,14 мл 0,0050М раствора ЭДТА. Рассчитайте общую концентрацию железа в воде (мг/л). Мол. масса: (Fe) 55,85.

24. При анализе пробы сточной воды объемом 100,0 мл на содержание сульфат-ионов их осадили раствором хлорида бария. Осадок сульфата бария отфильтровали, промыли и растворили в 30,00 мл 0,0250М раствора ЭДТА. Избыток ЭДТА оттитровали, израсходовав 15,00 мл 0,0250М раствора хлорида магния. Рассчитайте концентрацию сульфат-ионов (мг/мл) в образце. Мол. масса (SO₄) 96,07.

25. Потенциал F-селективного электрода, погруженного в 25,0 мл пробы (25^оС) изменился от 105 до 80 мВ при добавлении 1,00 мл 5,0·10^?2М NaF. Сколько миллиграммов фтора содержится в пробе, если известно, что крутизна электродной функции на 3 мВ ниже теоретической. Мол. масса (F) 19,9.

26. Для определения натрия в стекле три его навески по 0,1000 г растворили в смеси H₂SO₄ и НF, растворы упарили, остатки обработали разбавленной HCl и перенесли в мерные колбы объемом 250,0 мл. Во вторую и третью колбы добавили, соответственно, 10,00 и 20,00 мл стандартного раствора натрия (с = 250,0 мкг/мл). Растворы разбавили водой до метки и фотометрировали в пламени светильный газ – воздух. Соответствующие значения интенсивностей (у. е.) равны 17.0, 26,0 и 35,0. Определите массовую долю (%) натрия в стекле.

27. Молярный коэффициент поглощения воднорастворимого комплекса никеля с диметилглиоксимом при 470 нм равен 1,30•10⁴. Рассчитайте: а) оптическую плотность раствора комплекса, в 1 мл которого содержится 1 мкг никеля, при толщине поглощающего слоя l = 1,00 см; б) его пропускание; в) концентрацию никеля в растворе (мкг/мл), если оптическая плотность раствора, содержащего диметилглиоксимат никеля и помещенного в кювету с l = 3,00 см, равна 0,190 при 470 нм. Мол. масса (Ni) 58,69.

28. При определении железа в виде моносульфосалицилатного комплекса пропускание раствора, содержащего 0,115 мг металла в 25,0 мл раствора, равно 54,5% при толщине поглощающего слоя l = 2,00 см. Рассчитайте молярный коэффициент поглощения комплекса. Мол. масса (Fe) 55,85.

29. Оптическая плотность раствора, содержащего 1,00 мг кофеина C₈H₁₀O₂N₄•H₂O в 100,0 мл 0,005М Н₂SО₄, равна 0,510 при 272 нм в кювете с l = 1,00 см. Навеску растворимого кофе массой 2,5000 г растворили в воде и разбавили до 500 мл. Аликвоту полученного раствора 25,0 мл поместили в мерную колбу вместимостью 500 мл, добавили 25,0 мл 0,1М Н₂SО₄, осветлили, а затем разбавили раствор до метки. Оптическая плотность этого раствора, измеренная в тех же условиях, оказалась равной 0,415. Рассчитайте массу кофеина в 100,0 растворимого кофе. Мол. масса (C₈H₁₀O₂N₄•H₂O) 212,1.

30. Образец стали содержит 0,5% кремния. Какую навеску стали (г) следует растворить в 100,0 мл, чтобы, отобрав 25,0 мл этого раствора в колбу на 50,0 мл, получить раствор -кремнемолибденовой гетерополикислоты H₄(SiMo₁₂O₄₀)• n H₂O ( = 2,2•10³ л•моль^-1•см^-1 при = 400 нм), поглощение которого в кювете с l = 1,00 см отвечало бы минимальной погрешности фотометрических измерений (А_опт = 0,434)? Мол. масса (Si) 28,09.

Задания по теме "Концентрация растворов"

1. Весной перед высеванием семян с целью защиты растений от болезней на начальном периоде роста необходимо обработать их 0,02%-ным раствором пятиводного сульфата меди CuSO₄ ∙ 5H₂O. Какую массу этого кристаллогидрата необходимо взять на 5л воды для приготовления такого раствора, если указанная концентрация характеризует содержание безводной соли?

2. Широко известно выражение «капля никотина убивает лошадь». В одной сигарете «Ява» содержится 1,0 мг никотина (см. надпись на пачке). Брутто-формула никотина – С₁₀Н₁₀N₂. Если масса лошади примерно в 6 раз больше массы человека, рассчитайте, сколько сигарет «Ява», согласно этому расхожему выражению, представляет смертельную дозу для человека, если одна капля – это примерно 0,03г? Рассчитайте молярную концентрацию никотина в крови человека (5л) в этот момент.

3. Содержащийся в атмосфере азот при разрядах молнии вступает в реакцию с молекулами кислорода, а затем в присутствии атмосферной влаги и капель дождя превращается в азотную кислоту. Проникая в почву, атмосферная азотная кислота образует с ее веществами разнообразные естественные удобрения. Упрощенно одну из стадий процесса можно иллюстрировать схемой реакции:

NO₂ + O₂ + H₂O ® HNO₃

Расставьте коэффициенты в уравнении реакции и рассчитайте нормальную (эквивалентную) концентрацию азотной кислоты в растворе, образующемся при взаимодействии 11,2л оксида азота с 560г воды, если плотность полученного раствора равна.

4. Предприятие «Биохимик» выпускает препарат «Хлосоль», применяемый в медицине для борьбы с обезвоживанием организма (острая дизентерия, холера, пищевая токсикоинфекция). Состав препарата: CH₃COONa – 3,6г; NaCl - 4,75г; KCl – 1,5г; вода до 1л. Определите мольную долю растворенных веществ и объясните с точки зрения химии принцип действия препарата.

5. В сточных водах промышленного предприятия был обнаружен хлорид ртути HgCl₂, концентрация которого составила 5 мг/л. Для их очистки решили применить метод осаждения и в качестве осадителя – сульфид натрия Na₂S массой 420г. Будут ли достаточно очищены сточные воды, чтобы допустить их сброс в соседний водоем, содержащий 10 000м³ воды? ПДК (HgCl₂) = 0,0001мг/л. Объем сточных вод – 300м³.

РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ^[66]

Дата добавления: 2014-12-26