Решение. Не рекомендуется использовать термины «молярность» и «нормальность» раствора

Не рекомендуется использовать термины «молярность» и «нормальность» раствора. Разрешаются сокращенные обозначения, например 0,025 М H2SO4 - 0,025 молярный раствор H2SO4, т.е. в одном литре раствора содержится 0,025 моль вещества H2SO4. Можно представлять концентрацию и таким образом: 0,050 н. H2SO4 - 0,050 нормальный раствор H2SO4, т.е. в одном литре раствора содержится 0,050 моль эквивалента вещества H2SO4.

Где V(B) - объем раствора (л), содержащего n молей эквивалентов B. Соответствует старому названию «нормальная концентрация».

Молярная масса эквивалента вещества может быть различной, в зависимости от протекающей реакции с его участием.

Способы выражения концентрации растворов в титриметрии

Все расчеты в титриметрии связаны с законом эквивалентов и понятием эквивалент. Эквивалентом называют реальную или условную частицу вещества, которая в данной реакции равноценна (эквивалентна) одному иону водорода или одному электрону. Например, эквивалент NaOH, НСl, NaCl - реальная частица, соответствующая молекуле этих веществ. Эквивалент Н₃PO₄, в зависимости от числа участвующих в реакции протонов, может представлять реальную молекулу Н₃PO₄ и условную часть молекулы: 1/2Н₃PO₄ или 1/3Н₃PO₄. Дробь, показывающую, какая часть молекулы или иона является эквивалентом, называют фактором эквивалентности f_экв. Фактор эквивалентности рассчитывают на основе стехиометрии реакции. Число, показывающее, сколько эквивалентов содержится в молекуле, называют числом эквивалентности и обозначают z^*: f_экв = 1/z^*. Молярная масса эквивалента вещества - это масса одного моля эквивалента этого вещества, равная произведе-нию фактора эквивалентности на молярную массу вещества. На-пример, для вещества В:

М(f_экв В) = f_экв(В) * М(В) = 1/z^*(В)*М(В)

Условные обозначения и размерности концентрации. В титриметрии обычно используют следующие способы выражения концентрации:

с(В) - молярная концентрация раствора вещества В, моль/л (или моль/дм³);

с(f_эквВ) - молярная концентрация эквивалента вещества В, моль/л (моль/дм³). с(f_эквВ) = n(f_эквВ)/V(B),

с(В) = f_экв*с(f_эквВ)

Т(В) - титр раствора вещества В, г/мл (г/см³) – показывает массу вещества В в одном миллилитре раствора:

Т(В) = m(B) /V(B)

Т(В/A) - титр рабочего раствора В по определяемому веществу А, г/мл – показывает, какая масса вещества А эквивалентна одному миллилитру рабочего раствора В. Например, Т(KMnO₄/Fe) = 0,001396 г/мл означает, что 1 мл такого раствора KMnO₄ эквивалентен (оттитровывает) 0,001396 г Fe.

Такой способ выражения концентрации удобен при серийных анализах, поскольку:

m(А) = V(B)*Т(В/A).

От одного способа выражения концентрации можно перейти к другому:

с(f_эквВ) = Т(В)*1000/М(f_эквВ)

с(В) = Т(В)*1000/М(В)

Т(В/A)= Т(В)* Мf_эквА)/М(f_эквВ)

с(f_эквВ) = Т(В/A)*1000/М(f_эквА)

Пример. Из 2,500 г Na₂CO₃ приготовлено в мерной колбе 500 мл раствора. Вычислить для этого раствора: а) Т(Na₂CO₃), б) молярную концентрацию, в) молярную концентрацию эквивалента Na₂CO₃, если предполагается титрование приготовленного раствора рабочим раствором НСl с индикатором метиловым оранжевым, г) определить молярную концентрацию НСl и Т(НСl/Na₂CO₃), если на титрование 25,00 мл раствора соды израсходовано 23,35 мл раствора НСl.

а) Т(Na₂CO₃) = m(Na₂CO₃)/V = 2,500/500 = 0,005000 г/мл

б) с(Na₂CO₃) = Т(Na₂CO₃)*1000/М(Na₂CO₃) =0,005000*1000/106,0 = 0,04717моль/л

в) реакция Na₂CO₃ с HCl при титровании с метиловым оранжевым протекает до Na₂CO₃, т.е. с участием двух эквивалентов карбоната натрия:

Na₂CO₃ + 2НСl = Н₂CO₃ + 2NaСl

Тогда: fэкв(Na₂CO₃) = 1/2;

М(1/2Na₂CO₃) = 53,002 г/моль

с(1/2Na₂CO₃) = Т(Na₂CO₃)*1000/М(1/2Na2CO3) = 0,005*1000/53,002 = 0,09434 моль/л г) с(НСl) = с(1/2Na₂CO₃) *V(Na₂CO₃)/V(НСl) = 0,09434•25,00/23,35=0,1010 моль/л

Поскольку с(fэквВ) = Т(В/A)*1000/М(fэкв(А)А),

Т(НСl/Na₂CO₃) = с(НСl)*М(1/2Na₂CO₃)/1000 = 0,1010×53,00/1000 =0,005353 г/мл

В анализе чаще всего пользуются рабочими растворами с концентрациями 0,005 - 0,1 моль/л. Не применяются 1 М растворы, так как в этом случае велика капельная ошибка титрования, т. е. ошибка при добавлении одной лишней капли титранта. Удобство использования в титриметрии с(f_эквВ) - связано с тем, что при одинаковых концентрациях растворов веществ А и В реакции идут между равными их объемами согласно закону эквивалентов n(A) = n(B) или: с(f_эквВ)*V(B) = с(f_эквА)*V(А).

Выражение закона в устаревших обозначениях:

(N*V)_A = (N*V)_B.

Дата добавления: 2015-04-24