Алгоритми розв’язків задач. Мета проведення:закріпити теоретичні знання з даної теми через розв’язування задач на розрахунок відсоткового вмісту визначуваного компонента у досліджуваному

Тема заняття: ГРАВІМЕТРИЧНИЙ МЕТОД АНАЛІЗУ

Мета проведення: закріпити теоретичні знання з даної теми через розв’язування задач на розрахунок відсоткового вмісту визначуваного компонента у досліджуваному зразку

Після виконання роботи студент повинен:

Знати: методи гравіметрії, основні стадії проведення їх, вимоги до осаджуваної та вагової форм, зміст «сольового ефекту»

Вміти: розраховуватифактор перерахунку, відсотковий вміст визначуваного компонента

Матеріально – технічне оснащення робочого місця: періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва

1. Визначити фактор перерахунку для визначення Ag₂O, якщо зважувана форма AgCl

Розв'язування

M(Ag₂O) 231,715

F= ¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾ = 0,8084

2•M(AgCl) 2•143,321

Відповідь: 0,8084

2. З наважки мармуру 1,8710 г одержали осад 0,0827 г Mg₂P₂O₇. Скільки % магнію в зразку?

Розв'язування

І спосіб

m•F•100 2M(Mg) 2•24,305

P = ¾¾¾¾; F = ¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾ = 222,551

g M(Mg₂P₂O₇) 0,2184

0,0827•0,2184•100

P = ¾¾¾¾¾¾¾¾ = 0,965%

1,8710

ІІ спосіб (розрахунковий)

222,551 г Mg₂P₂O₇ містять 2•24,305 г Mg,

0,0827 г Mg₂P₂O_{7 -} x г Mg

0,0827•2•24,305

x = ¾¾¾¾¾¾ = 1,806•10^–2 (г) Mg

222,551

m(Mg) •100% 1,806•10^–2•100%

P = ¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾ = 0,965%

m(мармуру) 1,8710

Відповідь: 0,965%

3. Яку максимальну кількість води можна використати, щоб промити

1 г осаду барій сульфату?

Розв'язування

Точність у гравіметричному аналізі є 0,1% або 0,001, тому маса осаду, який можна втратити, дорівнює: m = 1 г•0,001 = 1•10^–3 г.

Знайдемо число молів BaSO₄:

n = 1•10^–3 /233,40 = 4,28•10^–6 (моль) _________

Знайдемо розчинність осаду BaSO₄: s =Ö1,05•10^–10 = 1,02•10^–5 (моль/л)

В 1000 мл насиченого розчину розчинено 1,02•10^–5 моль

в х мл - 4,28•10^–6 моль

х = 4,19•10² мл = 0,42 л

Відповідь: 0,42 л

4.При визначенні Cl^– у вигляді AgCl потрібно, щоб маса вагової форми дорівнювала 0,4 - 0,6 г. Яку мінімальну наважку солі треба взяти для аналізу, якщо вміст Cl^– становить 30%?

Розв'язування

m•F•100 M(Cl^–) 35,463

g = ¾¾¾¾¾; F = ¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾ = 0,2474

P M(AgCl) 143,321

0,40,2474•100

g = ¾¾¾¾¾¾ = 0,33 г

Відповідь: 0,33 г

5.Скільки міллітрів 5%-ного розчину калій хромату необхідно для кількісного осадження аргентум хромату з 300 мл 0,01 М розчину аргентум нітрату?

Розв'язування

2AgNO₃+ K₂CrO₄ = Ag₂CrO₄ + 2KCl

Визначимо масу AgNO₃ в 300 мл 0,01 М розчину:

m(AgNO₃) =C_M•M•V(р-ну) =0,01•169,88•0,3 =0,510 (г)

Визначаємо за рівнянням реакції масу K₂CrO₄:

2•169,88 г AgNO₃ взаємодіє з 194,20 г K₂CrO₄,

а 0,510 г AgNO₃ - х г K₂CrO₄

x = 0,290 г K₂CrO₄

Знаходимо масу 5%-ного розчину:

100 г розчину містять 5 г K₂CrO₄,

х г - 0,290 г K₂CrO₄; x = 5,8 г

V(розчину) = m(розчину)/r = 5,8 / 1 = 5,8 (мл), оскільки r(розчину)» 1 г/мл

Визначимо об'єм K₂CrO₄ з врахуванням 50% -ного надлишку:

V = 5,8 + 2,9 = 8,7 (мл)

Відповідь: 8,7 мл

6. Скільки міліграмів NaCl залишиться в осаді BaSO₄ після чотирьох промивань порціями по 20 мл, якщо початкова концентрація NaCl

0,01 моль/л, а об'єм затриманої рідини осадом 3 мл?

Розв'язування

Визначимо концентрацію NaCl в розчині після промивання за формулою

C_n = C₀•(V₀/(V₀ + V))ⁿ: C_n = 0,01• (3/(3+20))⁴ = 2,9•10^–6 (моль/л)

Масу NaCl обчислимо за формулою: m_n = C_n•V₀•M_NaCl

m_n =2,9•10^–6 моль/л•3•10^–3 л•58,5 г/моль = 5,09•10^–7 г

Відповідь: 5,09•10^–7 г

7. Які втрати Fe(OH)₃ (г) при промиванні його 100 мл води?

Розв'язування

Втрати за рахунок розчинності розраховуються як розчинність осаду у воді.

Fe(OH)₃ Û Fe³⁺ + 3OH^–; K_S^T(Fe(OH)₃) =s• (3s)³ =27s⁴

____________

s = ⁴Ö3,2•10^–38/27 = 1,855•10^–10 (моль/л)

Знайдемо масу Fe(OH)₃ в 1 л насиченого розчину:

1,855•10^–10 моль/л•106,869 г/моль =1,98•10^–8 г/л

В 100 мл насиченого розчину маса розчиненого Fe(OH)₃ дорівнює 1,98•10^–8/10 = 1,98•10^–9 (г)

Відповідь: 1,98•10^–9 г.

Зміст завдань для самоконтролю

1. Визначити фактори перерахунку, якщо визначувану речовину одержали у вигляді вагової форми: а) Ba - BaSO₄; б) H₃PO₄ - Mg₂P₂O₇; в) P₂O₅ - (NH₄)₃PO₄•12MoO_3.

2. Аналіз кальцій карбіду виконували за схемою: CaC₂ ® C₂H₂ ® Ag₂C₂ ®AgCl. Визначити фактор перерахунку для CaC_2.

3. Визначити фактори перерахунку для а) KAl(SO₄)₂·12H₂O; б)Al₂(SO₄)₃; в) AlCl₃ при визначенні Al у виді Al₂O_3.

4. Із наважки алюмінієвого сплаву одержали осад Al₂O₃ масою 0,0984 г. Скільки процентів алюмінію в сплаві, якщо наважка його 0,4524 г?

5. Із наважки кальцій карбонату 1,7847 г одержали 0,5603 г прожареного осаду CaO. Скільки процентів CaCO₃ в зразку?

6. При аналізі технічного зразка NiSO₄•7H₂O одержали 0,2842 г нікель диметилгліоксимату. Скільки процентів основного компонента в зразку, якщо його наважка 0,2988 г?

7. Після обробки наважки алюмокалієвих галунів, що містять 97,61% KAl(SO₄)₂•12H₂O, одержали 0,2584 г BaSO₄. Яку наважку взяли для аналізу?

8. Для аналізу зразка барій хлориду взяли наважку 0,6878 г. З неї одержали прожарений осад BaSO₄ масою 0,6556 г. Знайти масову частку барію (%) в зразку?

9. З наважки піриту масою 0,2794 г після обробки одержали 0,4524 г прожареного осаду BaSO₄. Яка масова частка сірки (%) в зразку?

10.З наважки вапняку масою 0,5210 г одержали 0,2218 г CaO і 0,0146 г Mg₂P₂O₇. Який вміст карбонатів кальцію і магнію (%) у вапняку?

11.З розчину Fe₂(SO₄)₃ залізо осадили у формі Fe(OH)₃. Маса прожареного осаду Fe₂O₃ cтановила 0,3288 г. Написати рівняння хімічних процесів і обчислити вміст (г) Fe³⁺ і Fe₂(SO₄)₃ в розчині.

12.В кристалогідраті барій хлориду визначали вміст води При прокалюванні наважки 0,5078 г зразка солі втрата у вазі становила 0,0742 г. Обчислити вміст води (%). Чи відповідала сіль формулі BaCl₂•2H₂O?

13.При визначенні алюмінію осаджуваного у виді Al(OH)₃ треба, щоб розчин перед осадженням містив 0,05 г Al. Яку наважку (г) Al₂(SO₄)₃•18H₂O треба взяти для такого визначення?

14.Яку наважку Ca₃(PO₄)₂ треба взяти для аналізу, щоб одержати не більше 0,3 г прожареного осаду CaO?

15.Яку наважку суміші, що містить 30% Na₂SO₄ і 70% K₂SO₄ треба взяти для аналізу на вміст SO₄^2–, щоб вага прожареного осаду була не більше 0,2 г?

16.Яку наважку речовини, що містить 20 % NaCl і 30% KCl, треба взяти для визначення хлориду у вигляді AgCl (маса осаду 0,5 г)?

17.Який об'єм 4%-ного розчину (NH₄)₂C₂O₄•2H₂O (r =1 г/мл) треба взяти для осадження кальцію з розчину CaCl₂, в якому повинно бути 0,05 гCa²⁺?

18.Який об'єм 0,5 М Na₂HPO₄ треба для осадження Mg у вигляді MgNH₄PO₄ з 0,5 г сплаву, що містить 90% Mg при стехіометричному співвідношенні реагуючих речовин?

19.Який об'єм 0,1 н розчину AgNO₃ треба для осадження хлориду з наважки NaCl масою 0,05 г?

20.Скільки мілілітрів 0,2 н розчину BaCl₂ треба для осадження сірки у виді BaSO₄ з наважки піриту FeS₂ масою 0,5 г?

21.Скільки мілілітрів 10 %-го розчину сульфатної кислоти густиною 1,06 г/мл треба для осадження барію у виді BaSO₄ з розчину, який містить 0,55 г BaCl₂•2H₂O?

22.Для осадження Ca²⁺ використали надлишок (NH₄)₂C₂O₄. Після утворення осаду CaC₂O₄ концентрація (NH₄)₂C₂O₄ становить 0,1 моль/л. Скільки Ca²⁺ (моль/л) залишилося в розчині?

23.Визначити втрату осаду BaSO₄ (г) за рахунок розчинності його у 200 мл води.

24.Визначити втрату (г) осаду AgCl за рахунок розчинності його у 1,5 л води.

25.Скільки максимально можна використати води для промивання 0,05 госаду AgCl, щоб похибка не перевищувала 0.1%?

26.Визначити втрати PbSO₄ (в г і %) за рахунок розчинності осаду, одержаного при додаванні до 20 мл 0,1 М розчину Pb(NO₃)₂ півторакратного надлишку 0,1 М H₂SO₄.

27.Скільки г CaCO₃ перейде в розчин при промиванні 0,3 г осаду 250 мл води?

28.Скільки мілілітрів води треба для промивання 0,5 г осаду MgNH₄PO₄•6H₂O, щоб втрати за рахунок розчинності не перевищували 0,05%?

29.Скільки процентів становлять втрати при промиванні 300 мл води осаду Al(OH)₃, одержаного з 0,1000 г Al₂O₃?

30.Визначити втрати Ca²⁺ (в г і %) за рахунок розчинності осаду CaC₂O₄, якщо до 20 мл розчину, що містить 0,1 г Ca²⁺ додали 35 мл 0,25 М (NH₄)₂C₂O₄.

31. Які втрати Ca²⁺ (г) за рахунок розчинення осаду CaC₂O₄ при промиванні його 300 мл 1,5%-го розчину (NH₄)₂C₂O₄•H₂O (r=1.0 г/мл)?

32.Скільки мл 0,1 н розчину (NH₄)₂SO₄ треба додати до 300 мл води, щоб при промиванні 0,5 г осаду BaSO₄ цим розчином втрати за рахунок розчинності становили не більше 0,01%?

33. З наважки 0,2350 г фосфориту одержали 0,2711 г CaSO₄ і 0,1693 г Mg₂P₂O₇. Визначити вміст (%) CaO і P₂O₅ у фосфориті.

34.З 2,7000 г сплаву одержали 0,2004 г Al₂O₃ і 0,0518 г SiO₂. Який вміст (%) алюмінію і кремнію в сплаві?

35.Скільки молекул води містить кристалогідрат магній сульфату, якщо з його наважки 0,5520 г одержали 0,2492 г Mg₂P₂O₇?

36.Визначити число молекул води в кристалогідраті манган сульфату, якщо з його наважки 0,3240 г одержали 0,3137 г BaSO₄?

37. Розрахувати наважку солі FeCl₃, яка містить біля 30% заліза, привизначенні його у вигляді Fe(OH)₃?

38. Яку наважку сплаву з вмістом ~70% Pb треба взяти для визначення в ній свинцю у виді PbSO₄?

39. Скільки мл 5%-ного розчину амоніаку з врахуванням 50% надлишку треба взяти для осадження Al(OH)₃ з розчину, що містить 0,9865 г KAl(SO₄)_2­•12H₂O?

40. Який об’єм 0,5 н. H₂C₂O₄ треба для осадження кальцію з розчину 0,3289 г Ca(NO₃)₂•6H₂O у воді?

41. Скільки мл 0,2 н. H₂SO₄ треба для осадження барію з розчину 0,5210 г BaCl₂•2H₂O у воді?

42. Скільки грамів барій сульфату можна одержати з 25 мл розчину, який містить в 1 л 50 г KAl(SO₄)_2­•12H₂O?

43. Скільки хлору (в %) міститься в досліджуваному зразку, якщо з 0,5425 г його одержали 0,6237 г AgCl?

44. Розрахувати вміст барію (%) у зразку, якщо із 0,4694 г його одержали 0,2794 г BaSO₄?

45. Вирахувати вміст (%) води, якщо наважка зразка 0,6416 г після висушування зменшилася до 0,4930 г.

46. Для визначення вологи наважку рослинної сировини масою 3,000 г висушували до постійної маси. Маса висушеної сировини дорівнює 2,610 г. Визначити вміст вологи (%) в сировині.

47. Розрахувати об’єм 10%-го розчину H₂SO₄ (r=1,07 г/мл), необхідного для осадження BaSO₄ із 0,5236 г BaCl₂•2H₂O?

48. Скільки разів треба промити осад порціями промивної рідини по 5 мл, щоб зменшити число домішок в 50 разів, якщо осад утримує біля 2,3 мл рідини?

49. У скільки разів зменшиться вміст домішок в осаді після промивання його 3-ма порціями промивної рідини по 10 мл, якщо осадом утримується 3 мл рідини?

50. Визначити фактори перерахунку, якщо визначувану речовину одержали у вигляді вагової форми: а) Pb₃O₄ - PbSO₄; б) Al - Al₂O₃;в) MgO - Mg₂P₂O_7.

Рекомендована література:[7, 8]

Дата добавления: 2015-05-23