Визначення концентрації розчиненої речовини методом титрування

Теоретична частина. Метод титрування полягає в тому, що проводиться реакція між двома розчинами, концентрація одного з них відома, а другого – невідома. Між реагуючими розчинами діє закон еквівалентів – їх об'єми в реакції зворотно пропорційні молярним концентраціям еквівалентів: V₁: V₂ = C_Е(2): С_Е(1), або V₁ · C_Е(1) = V₂ · C_Е(2)

Якщо реакція супроводжується зовнішніми змінами – зміною кольору, випаданням осаду, то точку еквівалентності (кінець реакції) визначають за цими показниками. Коли змін немає, то реакцію ведуть в присутності індикаторів. Титрування – повільне ведення реакції під контролем зовнішніх показників, коли до заданого об'єму розчину з невідомою концентрацією краплинами додається розчин відомої концентрації, об'єм першого розчину задається хімічною піпеткою, об'єм другого розчину відмічається по бюретці. Титрування ведеться в спеціальних конічних колбах, зручних для перемішування розчинів і проводиться тричі. В розрахунок слід брати середній об'єм розчину, який використовувався для титрування. Правильним вважається таке титрування, коли результати виміру об'єму не відрізняються більш, ніж на 0,1 мл.

Хід роботи. Визначте молярну концентрацію еквівалентів кислоти методом титрування його лугом. Заповніть бюретку розчином з молярною концентрацією еквівалентів NaOH 1 моль/л, встановіть рівень розчину на нульовій поділці по нижньому меніску. Виберіть піпетку для розчину кислоти, промийте її дистильованою водою та розчином, який буде вимірюватися. Відміряйте 5 мл розчину кислоти (піпетку занурте обов'язково до дна) і перенесіть його в колбу для титрування. Додайте 1-2 краплини розчину фенолфталеїну і титруйте лугом з бюретки до появи блідо-рожевого забарвлення. Визначте об’єм витраченого лугу з точністю до 0,1 мл. Титрування проведіть тричі і його результати запишіть в таблицю. Перед кожним титруванням колбочку для кислоти ополосніть дистильованою водою, а рівень лугу в бюретці доведіть до нуля. Результати титрування запишіть в табл. 6.

Таблиця 6

№ досліду	Об’єм розчину лугу, що пішов на титрування, мл	Об’єм розчину кислоти, мл	Концентрація розчину лугу, моль/л



V_{середній} =

Обчисліть молярну концентрацію еквівалентів кислоти за формулою: _,моль/л _________

Обчисліть відносну похибку досліду за формулою:

_____________________

Висновок: __________________________________________________________________________

Контрольні питання і задачі

1. До якого об’єму треба розбавити розчин НСl об’ємом 25 мл з молярною концентрацією 6 моль/л, щоб концентрація стала рівною 0,2 моль/л? (0,75 л)

2. У розчині об’ємом 200 мл міститься натрій гідроксид масою 12 г. Визначте молярну концентрацію даного розчину. (1,5 моль/л)

3. Який об’єм розчину фосфатної кислоти з молярною концентрацією 6 моль/л треба взяти для приготування розчину кислоти об’ємом 0,5 л з молярною концентрацією еквівалентів 0,1 моль/л, вважаючи, що фосфатна кислота використовується для одержання натрій гідрогенфосфату? (4,17 мл)

4. У 45 г води розчинено 6,84 г цукру. Обчисліть молярні частки цукру і води. (0,008; 0,992)

5. Обчисліть молярну концентрацію еквівалентів розчину калій йодиду, 1 літр якого містить 0,0037 г калій йодиду. (0,02 моль/л)

6. Водний розчин містить 577 г сульфатної кислоти в 1 літрі. Густина розчину 1,335 г/мл. Обчисліть масову частку, молярну концентрацію, молярну концентрацію еквівалентів, моляльність і молярні частки сульфатної кислоти і води в отриманому розчині. (43,22 %; 11,76 моль/л; 5,88 моль/л; 7,76 моль/кг; 0,123; 0,877)

7. Обчисліть масову частку нітратної кислоти в розчині і моляльність розчину з молярною концентрацією еквівалентів кислоти 8 моль/л і густиною 1,246 г/мл. Які молярні частки кислоти і води в цьому розчині? (40,5 %; 10,8 моль/кг; 0,162 і 0,838)

8. Який об’єм розчину сульфатної кислоти з масовою часткою кислоти 96 % і густиною 1,835 г/мл потрібно взяти для приготування 5 л розчину з молярною концентрацією еквівалентів кислоти 0,5 моль/л? (0,14 л)

9. Змішані 0,8 л розчину з молярною концентрацією еквівалентів натрій гідроксиду 1,5 моль/л і 0,4 л з молярною концентрацією еквівалентів 0,6 моль/л. Яка молярна концентрація еквівалентів отриманого розчину? (1,2 моль/л)

10. Який об’єм розчину фосфатної кислоти з масовою часткою Н₃РО₄ 36 % і густиною 1,216 г/мл потрібно для приготування 13 літрів розчину з молярною концентрацією еквівалентів фосфатної кислоти 0,15 моль/л? (0,142 л)

11. Визначте молярну концентрацію еквівалентів розчину фосфатної кислоти, якщо для нейтралізації 31 мл розчину лугу з молярною концентрацію еквівалентів 0,16 моль/л пішло 217 мл цього розчину. (0,023 моль/л)

12. Визначте об’єм розчину кислоти з молярною концентрацію еквівалентів 0,3 моль/л, який потрібний для нейтралізації розчину, що містить 0,32 г натрій гідроксиду в 40 мл. (26,6 мл)

13. Який об’єм розчину НСl з масовою часткою хлоридної кислоти 10 % і густиною 1,049 г/мл треба взяти для приготування розчину об’ємом 350 мл з молярною концентрацією еквівалентів 0,2 моль/л? (24,36 мл)

14. До якого об’єму потрібно розбавити розчин з масовою часткою плюмбум (ІІ) нітрату 30 %, об’ємом 25 мл і густиною 1,33 г/мл, щоб одержати розчин з молярною концентрацією солі 0,2 моль/л і густиною 1,08 г/мл? (150 мл)

Таблиця 7. Відносна густина (ρ) та масова частка (w) розчинів хлоридної кислоти НСl (15^оС)

ρ, г/см³ w, % ρ, г/см³ w, % ρ, г/см³ w, % ρ, г/см³ w, %

1,000 0,16 1,055 11,18 1,105 20,97 1,155 30,55

1,005 1,15 1,060 12,19 1,110 21,92 1,160 31,52

1,010 2,14 1,065 13,19 1,115 22,86 1,165 32,49

1,015 3,12 1,070 14,17 1,120 23,82 1,170 33,46

1,020 4,13 1,075 15,16 1,125 24,78 1,175 34,42

1,025 5,15 1,080 16,15 1,130 25,75 1,180 35,39

1,030 6,15 1,085 17,13 1,135 26,70 1,185 36,31

1,035 7,15 1,090 18,11 1,140 27,66 1,190 37,23

1,040 8,16 1,095 19,06 1,145 28,61 1,195 38,16

1,045 9,16 1,100 20,01 1,150 29,57 1,200 39,11

1,050 10,17

Таблиця 8. Відносна густина (ρ) та масова частка (w) розчинів сульфатної кислоти H₂SО₄(15^оС)

ρ, г/см³ w, % ρ, г/см³ w, % ρ, г/см³ w, % ρ, г/см³ w, %

1,000 0,09 1,220 29,84 1,450 55,03 1,670 74,66

1,010 1,57 1,230 31,11 1,460 55,97 1,680 75,50

1,015 2,30 1,235 31,70 1,465 56,43 1,685 75,86

1,020 3,06 1,240 32,28 1,470 56,90 1,690 76,38

1,025 3,76 1,245 32,86 1,475 57,37 1,695 76,73

1,030 4,49 1,250 33,43 1,480 57,83 1,700 77,17

1,035 5,23 1,255 34,00 1,485 58,28 1,705 77,60

1,040 5,96 1,260 34,57 1,490 58,74 1,710 78,04

1,050 7,37 1,270 35,71 1,500 59,70 1,720 78,92

1,060 8,77 1,280 36,87 1,510 60,65 1,730 79,80

1,070 10,19 1,300 39,19 1,520 61,59 1,740 80,68

1,080 11,60 1,310 40,35 1,530 62,53 1,750 81,56

1,090 12,99 1,320 41,50 1,540 63,43 1,760 82,44

1,100 14,35 1,330 42,66 1,550 64,26 1,770 83,51

1,110 15,71 1,340 43,74 1,560 65,20 1,780 84,50

1,120 17,01 1,350 44,82 1,570 66,09 1,790 85,70

1,130 18,31 1,360 45,88 1,580 66,95 1,800 86,92

1,140 19,61 1,370 46,94 1,590 67,83 1,810 88,30

1,150 20,91 1,380 48,00 1,600 68,70 1,820 90,05

1,160 22,19 1,390 49,06 1,610 69,56 1,830 92,10

1,170 23,47 1,400 50,11 1,620 70,42 1,840 95,60

1,180 24,76 1,410 51,15 1,630 71,27 1,8415 97,35

1,190 26,04 1,420 52,15 1,640 72,12 1,840 98,72

1,200 27,32 1,430 53,11 1,650 72,96 1,839 99,12

1,210 28,58 1,440 54,07 1,660 73,81

Лабораторна робота № 4