титрометрическим методом

Титрометрический метод применяется для определения более точных значений концентраций растворов различных веществ. В данной работе необходимо определить концентрацию кислоты, приготовленной в опытах 2.1. или 2.2., либо выданной лаборантом.

Для работы необходимо иметь раствор карбоната натрия (или соды – Na2CO3) с известной молярной концентрацией эквива­лента, индикатор – метилоранж, бюретку, закрепленную в шта­тиве, пипетку, воронку, несколько конических колб, вместимо­стью 200 – 300 мл и стакан для слива избытка раствора из бю­ретки.

Бюретка позволяет точно отмерять любой объем жидкости в пределах ее вместимости. Бюретка представляет собой стеклянную градуированную трубку, снабженную притертым краном или стеклянным капилляром, присоединенным к бюретке с помощью резиновой трубки. Внутрь резиновой трубки вставляют стеклянную бусинку, закрывающую выход жидкости из бюретки. Для вытекания жидкости резиновую трубку оттягивают от бусины нажатием на бусинку. Бюретку заполняют жидкостью через воронку.

Пипетка служит для измерения и переноса определенного объема жидкости. Для ее наполнения нижний конец пипетки опускают в жидкость до дна сосуда и с помощью груши набирают жидкость, следя за тем, чтобы кончик пипетки всё время находился в жидкости. Жидкость набирают так, чтобы она поднялась на 2-3 см выше метки, затем быстро закрывают верхнее отверстие указательным пальцем, придерживая в то же время пипетку большим и средним пальцами. Далее ослабляют нажим указательным пальцем, жидкость начинает медленно вытекать из пипетки. Как только нижний мениск жидкости опустится до метки, палец снова плотно прижимают к верхнему отверстию пипетки.

Затем берут коническую колбу для титрования, в которую нужно перенести жидкость и вводят в колбу пипетку. Ставят ее на горлышко колбы, которую держат наклонно, отнимают указательный палец от отверстия пипетки и дают жидкости стечь вниз по стенке колбы.

Чистую бюретку ополосните раствором кислоты, а затем заполните ее с помощью воронки той же кислотой на 4-5 см выше нулевого деления. Избыток раствора кислоты слейте из бюретки так, чтобы в нижнем конце бюретки не осталось воздуха, и чтобы нижний мениск жидкости установился на нулевом делении бюретки. После этого можно приступать к титрованию.

Пипеткой вместимостью 15 – 25 мл, отмерьте в три конические колбы раствор соды, предварительно ополоснув ее раствором данной соли. В каждую колбу добавьте 2-3 капли метилоранжа. Поставьте одну из колб с содой под бюретку на лист белой бумаги так, чтобы носик бюретки находился внутри колбы. Одной рукой медленно приливайте кислоту в колбу из бюретки, а другой непрерывно перемешивайте раствор круговым движением колбы в горизонтальной плоскости.

Место, куда попадает кислота, окрашивается в розовый цвет, при перемешивании розовая окраска исчезает, раствор снова окрашивается в желтый цвет. Когда этот переход станет довольно медленным, начинайте приливать раствор кислоты по одной капле, тщательно перемешивая раствор. Титрование считается законченным, когда раствор соды от одной капли кислоты принимает неисчезающую, розовую окраску.

Запишите объем раствора кислоты, пошедший на титрование с точностью до 0,1 мл. Отсчет делений бюретки ведите по нижней части мениска, глаз при этом должен находиться на уровне мениска. Первое титрование является ориентировочным.

Повторите титрование 2–3 раза. Кислоту в бюретке либо доводите до нулевого деления, доливая кислоту, либо, если позволяет объем кислоты, оставшейся в бюретке, доводите до ближайшего деления, от которого удобно вести отсчет, и продолжаете титрование. Объемы израсходованной кислоты при титровании не должны отличаться больше чем на 0,2 мл.

Из полученных значений объема кислоты, пошедшей на титрование соды, найдите среднее значение и вычислите молярную концентрацию эквивалента кислоты и титр раствора кислоты:

С(1/z*к-ты) = _V(р-ра Na2CO3) . C(1/z*Na2CO3)_

V(к-ты)

Т(к-ты) = C(1/z*к-ты) . М(1/z*к-ты)

Полученные данные занесите в таблицу 3.

Таблица 3.

Вещество Исходный раствор Заданный раствор
Плотность раствора Массовая раствора Объем раствора Объем раствора Молярная концентрация Молярная Концентрация эквивалента Титр
ρ1 ω1 V1 V2 С(X) C(1/z*X) Т
г/мл % мл л моль/л моль/л г/мл
               

Приведите в порядок рабочее место и оформите отчет.

Контрольные вопросы и задачи

1. Что такое раствор? Какими способами можно выразить содержание растворенного вещества в растворе?

2. Дайте определение величин, характеризующих состав раствора, которые имеют наибольшее применение.

3. В 300 г воды растворили 30 г хлорида натрия. Определите массовую долю соли в полученном растворе.

4. Определите молярную концентрацию раствора хлорида аммония, содержащего 40 г соли в 500 мл раствора.

5. Какая масса фосфорной кислоты содержится в растворе объемом, равным 0,3 л, если его молярная концентрация эквивалента равна 0,5 моль/л?

6. После упаривания раствора гидроксида натрия с массовой долей 10 % (ρ = 1,115 г/мл) и объемом, равным 6 л, масса раствора стала равной 1420 г. Вычислите массовую долю щелочи в полученном растворе.

7. В 250 мл раствора содержится 7,5 г сульфата алюминия. Чему равна молярная концентрация и молярная концентрация эквивалента данного раствора?

8. Чему равна моляльность раствора, приготовленного из глюкозы (С6Н12О6) массой 9 г и воды объемом, равным 500 мл?

9. Рассчитайте титр раствора соляной кислоты: а) с молярной концентрацией, равной 0,05 моль/л; б) с массовой долей 2 % и плотностью, равной 1,008 г/мл.

10. Сколько мл раствора серной кислоты с массовой долей, равной 94 % (ρ = 1,84 г/мл), потребуется для приготовления 3 л раствора этой же кислоты с массовой долей, равной 40 %, и плотностью 1,31 г/мл?

11. Какой объем раствора соляной кислоты с массовой долей, равной 20 % (ρ = 1,10 г/мл), потребуется для приготовления 800 мл раствора этой кислоты с молярной концентрацией 0,5 моль/л?

12. Дан раствор фосфорной кислоты с массовой долей 40 % (ρ = 1,25 г/мл). Определите молярную концентрацию, молярную концентрацию эквивалента, моляльность и титр данного раствора кислоты.

13. Смешали 300 г раствора серной кислоты с массовой долей, раной 40 %, и 250 мл 10 % раствора этой же кислоты (ρ = 1,07 г/мл). Определите массовую долю кислоты в полученном растворе.

14. Вычислите, какая масса гидроксида калия потребуется для нейтрализации 0,5 л раствора азотной кислоты с массовой долей 40 % (ρ = 1,25 г/мл)?

15. На нейтрализацию раствора щелочи объемом, равным 60 мл, израсходовано 35 мл раствора серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,5 моль/л. Вычислите молярную концентрацию эквивалента щелочи.

16. К 1 л соляной кислоты с массовой долей 30 % (ρ = 1,15 г/мл) прибавили 2 л воды. Найдите массовую долю кислоты в полученном растворе.

17. Для растворения гидроксида железа(III) потребовалось 0,3 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 % (ρ=1,18 г/мл). Какая масса исходного гидроксида железа(III) была растворена данной кислотой?

18. Рассчитайте, какой объем диоксида углерода (н.у.) можно получить при действии на раствор карбоната натрия 100 мл серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,6 моль/л?

19. К 200 мл раствора хлорида бария с массовой долей 20 % (ρ = 1,203 г/мл) прибавили избыток раствора сульфата калия. Вычислите массу образовавшегося осадка.

20. Каким объемом раствора соляной кислоты с молярной концентрацией 0,25 моль/л можно нейтрализовать: а) 111 г гидроксида кальция; б) 250 мл раствора гидроксида бария с молярной концентрацией 0,5 моль/л?

 

Список литературы

1. Глинка Н.Л. Общая химия.- Л.: Химия, 1987. - с. 205-215

2. Курс общей химии / Под ред. Н.В. Коровина. - М.: Высшая школа, 1990. – с. 145-156.

3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. - М.: Химия, 1993. - с. 245-256.

4. Степин Б.Д., Цветков А.А. Неорганическая химия. - М.: Высшая школа, 1994. - с. 151-166.

5. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии.- Л.: Химия,1985.- с. 103-114.

6. Любимова Н.Б. Вопросы и задачи по общей и неорганической химии. - М.: Высшая школа, 1990. - с. 174-190.

7. Романцева Л.М., Лещинская З.Л., Суханова В.А. Сборник задач и упражнений по общей химии. М.: Высшая школа, 1991. - с. 101-113.