Эталоны решения задач. 1.Найти точку перехода и интервал изменения окраски индикатора HInd с = 10–4

1.Найти точку перехода и интервал изменения окраски индикатора HInd с = 10^–4.

Решение.

1) = –lg = -lg10^–4 = 4;

2) точка перехода окраски определяется как: рН = = 4;

3) интервал перехода окраски рассчитывается как: рН = ± 1 и для данного индикатора составит от 3 до 5 (окраска смешанная).

2. Какую окраску будет иметь индикатор HInd с = 10^–7 в раст-ворах с рН = 0, 3, 5, 7, 10, 13, если его молекулы красные, а ионы синие?

Решение.

1) = –lg = –lg10^–7 = 7;

2) точка перехода окраски: рН = = 7;

3) интервал перехода окраски: рН = ± 1, т.е. от 6 до 8;

4) таким образом, в растворах с рН < 6 преобладает молекулярная форма индикатора и растворы с рН = 0, 3, 5 будут окрашены в красный цвет;

5) в растворах с рН > 8 преобладает ионная форма индикатора, следовательно, растворы с рН = 10, 13 окрасятся в синий цвет, растворы с рН = 7 окрасится в фиолетовый цвет.

Эту задачу, начиная с п. 4 удобно решать графически:

3. Какие из перечисленных растворов окрасятся при добавлении к ним индикатора HInd с = 9, если молекулы его бесцветные, а ионы желтые?

а) раствор NaCl;	в) раствор с рН = 3;
б) раствор с [Н+] = 10–12 моль/л;	г) раствор с рН = 13

Решение.

1) точка перехода окраски: рН = 9;

2) интервал перехода окраски: рН = 8 – 10;

3) найдем рН исследуемых растворов:

а) соль NaCl не гидролизуется, следовательно, рН = 7,

б) pH = –lg[H⁺] = –lg10^–12 = 12,

в) рН = 3,

г) рН = 13;

4) из рисунка видно, что растворы с рН = 3, 7 останутся бес-цветными, а с рН = 12, 13 окрасятся в желтый цвет.

4.К неизвестному раствору добавили индикатор HInd ( = 10^–4, молекулы – красные, ионы – желтые). Раствор окрасился в желтый цвет. Свидетельствует ли этот факт о том, что раствор имеет щелочную реакцию среды?

Решение.

1) = 4;

2) точка перехода окраски: рН = 4;

3) интервал перехода: рН = 3 – 5;

4) из рисунка видно, что данный индикатор будет иметь желтую окраску в любом растворе с рН > 5, т.е., в растворах со слабокислой, нейтральной и щелочной реакцией.

5. Какое вещество следует взять для стандартизации раствора КОН? Какой из индикаторов с = 10^–4 или с = 10^–9 следует применить при титровании?

Решение.

1) раствор КОН стандартизируют Н₂С₂О₄∙2H₂O, раствор которого готовят по точной навеске;

2) при титровании протекает реакция:

Н₂С₂О₄ + 2КОН = K₂C₂O₄ + 2Н₂О

3) из уравнения видно, что в точке эквивалентности в растворе находится соль К₂С₂О₄, гидролиз которой приводит к появлению слабощелочной реакции среды, следовательно, в точке эквивалентности рН > 7.

4) характеристика индикаторов:

(I) = 4, точка перехода окраски: рН = 4,

интервал перехода окраски: рН = 3 – 5.

(II) = 9, точка перехода окраски: рН = 9,

интервал перехода окраски: рН = 8 – 10.

Таким образом, интервал перехода окраски индикатора с = 10^–9 позволяет зафиксировать точку эквивалентности реакции, протекающей при стандартизации.

6. Требуется установить концентрацию раствора NH₄C1. Обосновать выбор титранта и индикатора для титрования.

Решение.

1) в результате гидролиза раствор NH₄C1 имеет рН < 7, следова-тельно, титрантом должна быть щелочь. Основными титрантами в алкалиметрии являются КОН и NaOH;

2) при титровании произойдет реакция:

NH₄C1 + КОН = NH₃∙Н₂О + КС1

3) в точке эквивалентности продуктами реакции являются соль КС1, не подвергающаяся гидролизу, и слабое основание NH₃∙Н₂О, поэтому в точке эквивалентности рН > 7, следовательно, для ее фиксирования требуется индикатор с > 7, т.е. с интервалом изменения окраски в щелочной среде.