Питання для самостійної роботи і колоквіуму

1. Суть титриметричного методу аналізу. Що називають титруванням? Точка еквівалентності і точка кінця титрування у титриметрії.

2. Які реакції використовують у титриметричному аналізі? Яким вимогам повинні задовольняти такі реакції?

3. Які розчини називають робочими, стандартними або титрованими?

4. Приготування титрованих розчинів: розчини приготовлені та установлені.

5. Які речовини називають вихідними, установленими або первинними стандартами, яким вимогам повинні задовольняти такі речовини?

6. Вираження концентрації розчинів у титриметрії.

7. Число еквівалентності та його визначення у реакціях нейтралізації, окиснення-відновлення, обміну.

8. Молярна маса еквівалента.

9. Способи перерахунку концентрацій від молярної концентрації еквівалента до титру розчину, від молярної концентрації еквівалента до титру розчину за речовиною, що визначають, від титру по одній речовині до титру по другій, від молярної концентрації до молярної концентрації еквівалента і навпаки.

10.Класифікація методів титриметричного аналізу.

11.Способи титрування. Поясніть суть методу окремих наважок та методу піпетування. Розрахунки концентрації розчину у цих методах.

12. Методи прямого та зворотного титрування (титрування залишку). Поясніть їх суть. Розрахунки вмісту речовини.

13. Суть методу кислотно-основного титрування.

14. Робочі, титровані розчини в методі кислотно-основного титрування.

15. Як приготувати титрований розчин хлоридної кислоти?

16. Як приготувати розчин NaOH, звільнений від Na₂CO₃? Як визначити його точну концентрацію?

17. Що таке рН -індикатори? Вимоги до індикаторів.

18. У чому суть іонної, хромофорної та іонно-хромофорної теорій рН -індикаторів?

19. Інтервал переходу і показник індикатора (рТ).

20. Як вибирають індикатор для окремого титрування?

21. Поясніть принцип побудови кривих титрування:

а) сильної кислоти сильною основою;

б) слабкої основи сильною кислотою і навпаки.

22. Від яких чинників залежить величина стрибка рН на кривій титрування?

23. Криві титрування слабких багатоосновних кислот.

24. У яких випадках можливе титрування розчинів солей?

25. Наведіть приклади визначення речовин методом зворотного титрування. Чому неможливе пряме титрування таких речовин?

26. У яких випадках можливе визначення 2-х кислот у суміші?

27. Обчислення рН розчинів сильних кислот і сильних основ.

28. Як обчислюють рН розчинів слабких кислот і слабких основ?

29. Буферна суміш та буферний розчин. Як обчислюють рН буферних розчинів?

30. Гідроліз солей. Обчислення рН у розчинах солей.

31. Контрольні запитання для лабораторних робіт.

- Визначення концентрації розчину НCl за титрованим розчином NaOH.

- Визначення концентрації розчину НCl за натрій тетраборатом.

- Визначення концентрації розчину NaOH за оксалатною кислотою.

- Методи визначення вмісту аміаку у солях амонію.

- Визначення NaOH і Na₂СО₃ у суміші.

- Визначення магнію методом кислотно-основного титрування.

ЗАДАЧІ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ ПІДГОТОВКИ

Варіант № 1

1. Скільки грамів лугу, який містить 92% NaOH та 8% домішків, слід взяти для приготування 700 мл розчину лугу з концентрацією 0,15 моль/л.

Відповідь: 4,6 г.

2. Скільки мл сульфатної кислоти (ρ = 1,07 г/см³, ω = 10%) потрібно взяти для аналізу, щоб на титрування було витрачено 20 мл 1,5 М розчину NaOH?

Відповідь: 14 мл.

3. Розрахувати рН у точці еквівалентності при титруванні 0,1 М розчину форміатної кислоти розчином NaOH такої ж концентрації. К_НСООН = 1,8·10^-4, рК=3,75.

Відповідь: 8,2.

4. Обчислити стрибок рН на кривій титрування і вибрати індикатор при титруванні 100 мл 0,1 М розчину бензойної кислоти 0,1 М розчином NaOH без урахування розведення. К(С₆Н₅СООН)= 6,6·10^-5; рК = 4,17.

Відповідь: 7,17-10.

 

Варіант № 2

1. Скільки грамів лугу, який містить 92% NaOH та 8% домішків, слід взяти для приготування одного літра розчину з титром 0,00500 г/мл.

Відповідь: 5,4 г.

2. 2,0 г основи розчинили у 100 мл Н₂О. На титрування 25,0 мл розчину витратили 20,0 мл 0,4455 М розчину НСl. Визначити, яка основа (КОН чи NaOH) була, як речовина, що аналізували?

Відповідь: КОН.

3. До 100,0 мл 0,05 М розчину НСl добавили 50,0 мл 0,1 М розчину NaOH. Розрахувати рН розчину, який отримали.

Відповідь: 7.

4. Розрахувати стрибок рН на кривій титрування і вибрати індикатор при титруванні 40,0 мл 0,1 М розчину форміатної кислоти 0,1 М розчином NaOH. К_НСООН = 1,8·10^-4, рК=3,75.

Відповідь: 6,35-10,1.

 

Варіант № 3

1. Який об'єм НСl (ρ=1,19 г/см³; ω= 38,82%) потрібно взяти для приготування 1500 мл 0,2 М розчину.

Відповідь: 24 мл.

2. Для установлення точної концентрації піпеткою відібрали 25 мл розчину NaOH, на титрування якого затратили 23,01 мл розчину НСl з титром 0,004023 г/мл. Розрахувати: а) титр розчину лугу; б) титр по хлоридній кислоті; в) титр по сульфатній кислоті.

Відповідь: 0,004168 г/мл; 0,003799 г/мл; 0,00511 г/мл.

3. Розрахувати рН розчину, якщо злили 10 мл 0,1 М НСl і 20 мл 0,05 М NaOH, а отриману суміш довели водою до 50 мл.

Відповідь: рН=7.

4. При титруванні вихідний 0,1 М розчин HСl прореагував на 80% з 0,1 М розчином NaOH. Розрахувати рН отриманого розчину з урахуванням розведення.

Відповідь: рН=1,95.

Варіант № 4

1. Скільки мл 2,0 М розчину HСl потрібно додати до 1,1 л 0,1880 М розчину HСl, щоб розчин став 0,20 М.

Відповідь: 7,3 мл.

2. Скільки мл розчину NaOH з титром по сульфатній кислоті 0,01215 г/мл потрібно для реакції з 30 мл розчину хлоридної кислоти з титром по NaOH 0,007315 г/мл?

Відповідь: 24 мл.

3. До 100,0 мл 1 М розчину СН₃СООН добавили 150 мл 0,1 М розчину NaOH. Обчислити рН розчину, що отримали.

Відповідь: 12,31.

4. Розрахувати рН початку стрибка титрування, точки еквівалентності і кінця титрування 0,1 М розчину NH₄OH 0,1 М розчином HСl з урахуванням розведення.

Відповідь: 6,9; 5,3; 3,6.

Варіант № 5

1. Скільки мл 0,1 М HСl потрібно додати до 0,053 г Na₂CO₃, щоб цілком нейтралізувати соду?

Відповідь: 10 мл.

2. Розрахувати масову частку Na₂CO₃ у технічній соді, якщо її наважку масою 0,2840 г розчинили у мірній колбі на 100 мл. На титрування аліквоти об'ємом 10 мл витратили 4,85 мл 0,М розчину HСl. Титрування проводили з метиловим оранжевим.

Відповідь: 90,8%.

3. Розрахувати рН розчинів у ході титрування 20 мл 0,1 М розчину СН₃СООН, якщо до нього добавляли наступні об'єми 0,1 М розчину NaOH: а) 18 мл; б) 20 мл; в) 21 мл.

Відповідь: 5,7; 8,7; 11,4.

4.*⁾ Скільки мл 2,0 М розчину HСl потрібно додати до 1,1 л 0,1880 М розчину HСl, щоб розчин став 0,20 М.

Відповідь: 7,3 мл.

*⁾ С₁V₁+C₂V₂ = C₃(V₁+V₂).

Варіант № 6

1. Який об'єм 10 % розчину Na₂CO₃ з ρ=1,105 г/см³ необхідно відібрати для приготування:

а) 1 л розчину з Т (Na₂CO₃) = 0,0050 г/мл;

б) 1 л розчину з Т (Na₂CO₃ /HСl) = 0,0030 г/мл.

Відповідь: 45 мл; 40 мл.

2. На нейтралізацію 0,2140 г суміші карбонатів кальцію і барію витратили 15,00 мл 0,2000 М розчину HСl. Розрахувати масові частки (%) CaCO₃ і BaCO₃ у суміші.

Відповідь: 39,44% CaCO₃; 60,56% BaCO₃.

3. Розрахувати і порівняти рН розчинів:

а) 0,1 М HСl і 0,1 М СН₃СООН;

б) 5 г/л HСl і СН₃СООН.

Відповідь: а) 1 і 2,88; б) 0,96 і 2,92.

4. У якому випадку величина стрибка титрування буде більше: 0,1 М НF + + 0,1 М NaOH або 0,1 М НІО₃ + 0,1 М NaOH? Доведіть за допомогою розрахунків. К_HF = 6,8·10^-4; К_НІО3 = 1,6·10^-1.

Відповідь: у другому.

Варіант № 7

1. Який об'єм 8 М HСl треба відміряти для приготування 300 мл розчину HСl з титром 0,007200 г/мл?

Відповідь: 7,4 мл.

2. Скільки грамів Н₂SO₄ міститься у розчині, якщо на нейтралізацію її потрібно 20,0 мл розчину NaOH з титром 0,004614 г/мл?

Відповідь: 0,1132 г.

3. При титруванні 0,1 М розчин СН₃СООН прореагував на 80% з 0,1 М розчином NaOH. Розрахувати рН отриманого розчину без урахування розведення.

Відповідь: 5,4.

4. Розрахувати рН розчину, якщо до 100 мл 0,1 М мурашиної кислоти додали 100 мл 0,01 М розчину NaOH. К_НСООН = 1,8·10^-4.

 

НСООН+ NaOH→ НСОО Na +H₂О.

Відповідь: рН = 2,8.

Варіант № 8

1. Доведіть розрахунками, який з розчинів NaСl більш концентрований, якщо перший розчин отримали розчиненням 23 г NaСl у 200 мл води, а другий – розчиненням 32 г NaСl у 250 мл води.

Відповідь: другий.

2. Скільки мл розчину КОН з титром 0,01111 г/мл потрібно для нейтралізації 25,00 мл розчину HСl з титром 0,00777 г/мл?

Відповідь: 26,93 мл.

3. До 10,0 мл 0,2 М розчину NaOH добавили 30,0 мл 0,1 М розчину СН₃СООН. Розрахувати рН розчину, що отримали.

Відповідь: рН = 1,6.

4. 0,1 М розчинів HСl, NH₄OH і суміші NH₄OH+NH₄Cl розвели водою в 10 разів. Розрахувати рН розчинів до і після розведення, з огляду на те, що HСl – сильна кислота, NH₄OH – слабка основа, NH₄OH+NH₄Cl – буферний розчин.

Відповідь: рН = 1; 2; 9,2; 10,6; 11,1.

Варіант № 9

1. Який об'єм води треба додати до 1,2 л 0,24 М HСl, щоб приготувати 0,20 М розчин?

Відповідь: 240 мл.

2. На титрування розчину, який містить 3,158 г технічного КОН витратили 27,45 мл розчину HСl (Т _{HСl/ КОН} = 0,07862 г/мл). Обчислити масову частку (%) КОН у зразку.

Відповідь: 95,86%.

3. Якою буде концентрація хлоридної кислоти, якщо до 250 мл води додати 50 мл 0,1 М розчину HСl? Розрахувати рН розчину, що отримали.

Відповідь: 0,01666 моль/л; рН = 1,78.

4. До 100,0 мл 0,05 М розчину HСl добавили 50,0 мл 0,1 М розчину NaOH. Значення рН стало дорівнювати 7. Чому? Доведіть за допомогою розрахунків.

Варіант № 10

1. Скільки мл 2 М розчину Н₂SO₄ треба додати до 1 л розчину Н₂SO₄ (Т(Н₂SO₄/СаО) = 0,004500 г/мл), щоб отримати розчин з Т(Н₂SO₄/СаО) = = 0,00500 г/мл?

Відповідь: 4,9 мл.

2. До якого об'єму необхідно довести розчин, який містить 1,532 г NaOH, щоб на титрування його аліквоти у 20,0 мл було витрачено 14,70 мл HСl (Т _HСl = 0,003800 г/мл).

Відповідь: 500 мл.

3. Обчислити рН 0,1 М розчину слабкої кислоти (К= 1·10^-4), відтитрованої на 90% 0,1 М розчином NaOH.

Відповідь: 4,95.

4. Розрахувати стрибок титрування 0,1 М НF 0,1 М розчином NaOH (у межах ±0,1% від вихідної кількості) без урахування розведення.

Відповідь: 6,17-10.

Варіант № 11

1. Обчислити молярну концентрацію еквівалента розчинів, які містять в одному літрі: а) 4,0106 г HСl; б) 4,8059 г Н₂SO₄.

Відповідь: 0,1098 моль/л; 0,09808 моль/л.

2. Титр хлоридної кислоти за СаО дорівнює 0,005670. Скільки мл цієї кислоти потрібно для нейтралізації 0,200 г СаО?

Відповідь: 35,3 мл.

3. Вихідний 0,1 М розчин NaOH прореагував на 80% при титруванні 0,1 М розчином HСl. Розрахувати рН отриманого розчину.

Відповідь: рН = 12,05.

4. Розрахувати стрибок титрування 0,1 М КСN 0,1 М розчином HСl (у межах ±0,1% від вихідної кількості) без урахування розведення та рН у точці еквівалентності. (К_НСN = 6,2·10^-10).

Відповідь: 6,21-4,0; 5,1.

 

Варіант № 12

1. Обчислити молярну концентрацію і титр розчину, який отримали змішуванням 350 мл 0,2 М та 50 мл 0,5 М розчинів нітратної кислоти.

Відповідь: 0,3125 моль/л; 0,01969 г/мл.

2. На титрування розчину, отриманого з наважки оксалатної кислоти масою 0,1371 г, витрачено 22,10 мл 0,09842 М NaOH. Скільки молекул кристалізаційної води містилося у вихідному препараті кислоти?

Відповідь: 2.

3. Скільки мл води треба добавити до 200,0 мл 0,2 М розчину NaOH, щоб одержати 0,05 М розчин? Розрахувати рН розчину, що отримали.

Відповідь: 600 мл, рН = 12,7.

4. Розрахувати стрибок титрування 0,1 М метиламіну (СН₃NН₂) 0,1 М розчином HСl у межах ±0,1% від вихідної кількості без урахування розведення, а також рН у точці еквівалентності. (К = 5,25·10^-3).

Відповідь: 7,72-4,0.

Варіант № 13

1. Яку наважку NaOH, що містить 93% основної речовини, слід добавити до 10 л 0,1945 М розчину NaOH, щоб приготувати 0,2 М розчин?

Відповідь: 2,37 г.

2. Наважку лугу масою 0,541 г, яка містить 92,0% NaOH і 8% домішків, розчинили у мірній колбі на 100 мл. Визначити молярну концентрацію хлоридної кислоти, Т (HСl) і Т (HСl/ NaOH), якщо на титрування 15,00 мл розчину NaOH витратили 19,50 мл кислоти.

Відповідь: 0,09454; Т _HСl = 0,003447 г/мл; Т _{HСl/ NaOH} = 0,003781 г/мл.

3. Обчислити рН 0,01 М розчину хлоридної кислоти. Скільки мл цього розчину слід взяти для приготування 200 мл HСl з концентрацією 0,003 моль/л.

Відповідь: рН=2; V=60 мл.

4. При титруванні 0,1 М розчин етиламіну (С₂Н₅ NН₂) прореагував на 50% з 0,1 М розчином HСl. Розрахувати рН отриманого розчину.

Відповідь: рН = 10,67.

Варіант № 14

1. Який об'єм 4,000 М HСl треба додати до 500,0 мл розчину HСl з титром по СаО 0,08400, щоб одержати розчин з титром по СаО, рівним 0,09000?

Відповідь: 135 мл.

2. Яку масу оксалатної кислоти Н₂С₂О₄ ·2Н₂О потрібно взяти, щоб на її титрування витрачалося 20 мл 0,1 М NaOH?

Відповідь: 0,13 г.

3. Чому дорівнює титр сульфатної кислоти, якщо для отримання 3 л цього розчину було взято 25 мл Н₂SO₄ (ρ = 1,515 г/см³, ω = 61,54%).

Відповідь: 0,007769 г/мл.

4. Розрахувати рН розчинів у ході титрування 25 мл 0,0200 М розчину НNО₂ (рК = 3,21), якщо до нього добавляли наступні об'єми 0,0200 М розчину NaOH: а) 0,00 мл; б) 25,0 мл; в) 25,1 мл.

Відповідь: а) 2,45; б) 7,60; в) 9,59.

Варіант № 15

1. Яку наважку NaOH потрібно взяти, щоб приготувати 1 л розчину лугу з

Т _{NaOH / HСl} = 3,65·10^-3 г/мл. Чому дорівнює молярна концентрація цього розчину?

Відповідь: 4 г; 0,1 М.

2. Наважку Н₂С₂О₄ ·2Н₂О масою 0,6000 г розчинили у мірній колбі ємністю 100 мл. На титрування 20,00 мл аліквотного об'єму кислоти витратили 18,34 мл NaOH. Розрахувати молярну концентрацію розчину NaOH і його титр за Н₂С₂О₄.

Відповідь: 0,1038 М; 0,004673 г/мл.

3. Для приготування 8 л розчину взяли 40 мл сульфатної кислоти (ρ = = 1,470 г/см³, ω = 57,36%). Розрахувати титр і молярну концентрацію еквівалента цього розчину.

Відповідь: 0,004222 г/мл; 0,0861 моль/л.

4. Розрахувати рН початку стрибка титрування, точки еквівалентності і кінця титрування 0,1 М розчину Н₂С₂О₄. (К₁=5,6·10^-2, К₂=5,4·10^-5) 0,1 М розчином NaOH без урахування розведення.

Відповідь: 4,25; 8,65; 10.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

 

1. Тулюпа Ф.М., Панченко І.С. Аналітична хімія. – Дніпропетровськ: ВПК УДХТУ, 2002. – 657 с.

2. Бабко А.К., П’ятницький І.В. Кількісний аналіз. – К.: Вища шк., 1974. – С. 189–249.

3. Жаровський Ф.Г., Пилипенко А.Т., П’ятницький І.В. Аналітична хімія. – К.: Вища шк., 1969. – С. 393–448.

4. Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия. – М.: Химия, 1990. – Ч.1. – С. 15–154.

5. Васильев В.П. Аналитическая химия. – М.: Высш. шк., 1990. – Ч.1. – С. 22–66.

6. Алексеев А.Н. Количественный анализ. – М., 1972. – С. 193–311.

7. Крешков А.П. Основы аналитической химии. – М.: Химия, 1970. – Ч.2. – С. 93–188.

8. Толстоусов В.Н., Эфрос С.М. Задачник по количественному анализу. – Л.: Химия, 1986. – 160 с.

9. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. – М.: Химия, 1979.– 340 с.

10. Скуг Д., Уст Д. Основы аналитической химии. – М.: Мир, 1979. – Т.1. – 480 с.

11. Задачник по количественному анализу / Под ред. А.П. Мусакина. – Л.: Химия, 1972. – 276 с.

12.Сборник вопросов и задач по аналитической химии / Под ред. В.П. Васильева. – М.: Высш. шк., 1976. – 216 с.