Способы выражения концентраций

Расчеты в титриметрическом анализе

Задачи для самостоятельного решения.

1. Рассчитайте окислительно-восстановительный потенциал для полуреакции:

Fe²⁺- DFe³⁺ ,

если: [ Fe²⁺] =0,4 моль/л, [ Fe³⁺ ] =0,6 моль/л,

В.

2. Чему равен потенциал пары MnO₄^-/ Mn²⁺, если в растворе активности всех ионов равны 1 М.

3. Рассчитайте константу равновесия реакции

2Fe³⁺+Sn²⁺ D2Fe²⁺+Sn⁴⁺.

Ответ: 10²¹

4. Определите в какую сторону будет направлена реакция, выражаемая уравнением при Т=25⁰С:

2S₂O₃^2- + I₂ D S₄O₆^2- + 2I^- ?

5. Рассчитайте константу равновесия реакции при Т=25⁰ С: 2Fe³⁺ + 2I^-D 2F²⁺ + I₂

Ответ:10 ⁸

Титриметрический анализ основан на точном измерении количества реактива, израсходованного на реакцию с определяемым веществом. Титрование – процесс прибавления небольшими порциями стандартного раствора реагента (рабочего раствора, титранта) к анализируемому раствору для определения точно эквивалентного количества. Момент титрования, когда количество добавленного титранта химически эквивалентно количеству титруемого вещества, называется точкой эквивалентности (т.э.).

Если определяемое вещество А реагирует с раствором титранта В по уравнению

а A+ b В = продукты реакции

где a и b- стехиометрические коэффициенты,

то данную реакцию можно записать также в виде

А+ B= продукты реакции

Одна частица вещества А будет эквивалентна частицы вещества В.

Отношение обозначают символом f _экв.(B) и называют фактором эквивалентности вещества В. Фактор эквивалентности является безразмерной величиной, равной или меньше единицы.

Величину f_{эк в.}(B) называют эквивалентом или эквивалентной формой В.

Эквивалентом называют реальную или условную частицу вещества Х, которая в данной кислотно-основной реакции эквивалентна одному иону водорода или в данной реакции окисления –восстановления –одному электрону.

Фактор эквивалентности- число, обозначающее, какая доля реальной частицы вещества Х эквивалентна одному иону водорода в данной кислотно-основной реакции или одному электрону в данной реакции окисления-восстановления. Например, в реакции

NaOH+ Н₂ SO₄= Na₂ SO₄+H₂O

f_{экв .} (NaOH)=1; f_{экв .} (Н₂ SO₄)=

Эквивалент серной кислоты в этой реакции будет

f_{экв .} (Н₂ SO₄) Н₂ SO₄ = Н₂ SO_4.

Эквивалент и фактор эквивалентности зависят от того, в какой реакции данное вещество участвует.

Для реакции

Н₃РО₄+КОН=КН₂РО₄+Н₂О (a)

f_{экв .} (Н₃РО₄ )=1; f_{экв .} (Н₃РО₄ ) Н₃РО₄= Н₃РО₄ ,

а для реакции

Н₃РО₄+2КОН=К₂НРО₄+2Н₂О (b)

f_{экв .} (Н₃РО₄ )= ; f_{экв .} (Н₃РО₄ ) Н₃РО₄= Н₃РО₄.

В реакции (а) эквивалентом фосфорной кислоты является Н₃РО₄,а в реакции (б)- условная частица Н₃РО_4.

В полуреакции:

MnO₄^-+5 +8H⁺DMn²⁺ + 4H₂O

участвуют 5 электронов, следовательно, фактор эквивалентности перманганата f_{экв .} (КMnO₄ ) = .

Эквивалентом перманганата является условная частица КMnO₄:

f_{экв .} (КMnO₄ ) КMnO₄= КMnO_4.

Фактор эквивалентности и эквивалент данного вещества являются не постоянными величинами, а зависят от стехиометрии реакции, в которой принимают участие.

Молярной массой эквивалента вещества Х называют массу одного моля эквивалента этого вещества, равную произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества Х.

M(f_экв(х)х)= f_экв (х)∙М(х)

Отношение количества вещества эквивалента в растворе к объему раствора называют молярной концентрацией эквивалента:

Молярную концентрацию эквивалента обозначают латинской буквой «с» с указанием эквивалента (обычно в скобках), например,

с (1/5 К MnO₄)=0,05моль- экв/л.

Наряду с молярной концентрацией эквивалента в титриметрическом анализе используют и другие способы выражения концентрации раствора.

Молярная концентрация с (х) вещества х в растворе - это количество растворенного вещества п (х) (в молях), деленное на объем раствора V(в литрах):

,

где М(х) - молярная масса вещества, г/моль;

m- масса данного вещества, г.

Вместо обозначения размерности молярной концентрации «моль/л» допускается обозначение «М». Например: C (НСl)=0,1 M

Титр (Т) – масса вещества, содержащаяся в одном миллилитре раствора. Размерность – г/мл.

Титр раствора можно выразить по рабочему веществу и по определяемому веществу. Титр раствора по рабочему веществу (Т_х) показывает, сколько граммов рабочего вещества содержится в 1 мл раствора. Например, Т _(HCl)=0,0002510 г/мл, значит в 1 мл такого раствора содержится 0,0002510 г HСl. Титр связан с молярной концентрацией эквивалента формулой:

где M(f_экв (х)∙х) - молярная масса эквивалента, г/ моль. Титр по определяемому веществу (Т_R/Х) показывает, сколько граммов определяемого вещества Х реагирует с 1 мл рабочего раствора R. Титр по определяемому веществу связан с молярной концентрацией эквивалента формулой:

где C (f _экв (R)∙R)- молярная концентрация эквивалента рабочего раствора, моль/л;

M(f_экв (х)∙х) - молярная масса эквивалента определяемого вещества, г/ моль.

Массовая доля w(X) вещества Х в растворе - это масса растворенного вещества m(Х), деленная на общую массу раствора m_общ:

или

Дата добавления: 2014-11-16