Равновесия в гомогенных системах

РАВНОВЕСИЯ В ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМАХ

Задачи

Вычисление рН растворов сильных кислот и оснований

1. Вычислить рН 0,1%-ного раствора хлороводородной кислоты.

2. В 150 мл раствора содержится 0,05 г HNO₃. Вычислить рН.

3. Вычислить рН 0,1 %-ного раствора хлорной кислоты.

4. Вычислить рН раствора, в 250 мл которого содержится 0,05 г иодистоводородной кислоты.

5. В 300 мл раствора содержится 0,2 г гидроксида натрия. Вычислить рН.

6. В 250 мл раствора содержится 0,2 г гидроксида калия. Вычислить рН.

7. Вычислить рН 0,15%-ного раствора гидроксида лития.

8. Вычислить рН раствора, полученного прибавлением 1 капли (0,05 мл) 0,01 М раствора гидроксида натрия к 90 мл чистой воды.

9. Вычислить рН раствора, полученного прибавлением 1 капли (0,05 мл) 0,05%-ного раствора гидроксида натрия к 183 мл чистой воды.

10. К 3,5 л воды прибавлен 1 мл хлороводородной кислоты (ρ =1,12). Вычислить рН раствора.

11. Вычислить рН раствора, полученного прибавлением к 3,5 л воды 1 г азотной кислоты (ρ = 1,4).

12. К 3,5 л воды прибавлен 1 мл азотной кислоты (ρ = 1,4). Вычислить рН раствора.-

13. К 1500 мл воды прибавлено 0,25 мл 10%-ной хлороводородной кислоты. Вычислить рН раствора.

14. К 1750 мл воды прибавлено 2 г 5%-ной хлороводородной кислоты. Вычислить рН раствора.

15. Смешано 25 мл 0,22 М раствора хлороводородной кислоты и 24 мл 0,25М раствора гидроксида калия. Вычислить рН полученного раствора.

Буферные растворы

Растворы слабых кислот или оснований в присутствии их солей проявляют буферное действие: рН таких растворов мало изменяется при разбавлении и добавлении к ним небольших количеств сильной кислоты или щелочи.

Для вычисления концентрации водородных ионов в буферных растворах применимы уравнения (1.29) и (1.30)

; (1.29)

, (1.30)

рН буферного раствора, содержащего слабую кислоту и ее соль, будет равен

. (1.31)

Для рН буферной смеси, состоящей из слабого основания и его соли, имеем следующее выражение:

(1.32)

Если буферная смесь состоит из средней соли (М₂А) и кислой соли (МНА) двухосновной кислоты, то

, (1.33)

где и —концентрации солей М₂А и МНА, —показатель константы диссоциации кислоты Н₂О по второй ступени.

Если буферная смесь образована кислыми солями (М₂НА, МН₂А) трехосновной кислоты, то для расчета рН применимо уравнение

. (1.34)

Буферное действие характеризуется буферной емкостью (). Буферная емкость измеряется количеством сильного основания (𝑏) или кислоты (), которое необходимо добавить к данному раствору, чтобы изменить рН на единицу.

, (1.35)

. (1.36)

 

В области максимального буферного действия буферная емкость раствора, содержащего слабую кислоту (НА) и ее соль (МА), выражается уравнением

, (1.37)

С_А - общая концентрация раствора (С_А = [НА] + [А ^-]). Максимальное значение буферная емкость при данной концентрации С_А имеет при [Н⁺] =

. (1.38)

Достаточное буферное действие проявляется в интервале

pH = p ±1. (1.39)

При определении буферной емкости раствора, состоящего из слабого основания и его соли, в формулу (1.37) вместо вводится константа сопряженной кислоты .

Пример 11. К 15 мл 0,03 М раствора муравьиной кислоты прибавлено 12 мл 0,15 М раствора формиата калия. Вычислить рН этой смеси.

Решение. Найдем концентрацию кислоты и ее аниона после смешения двух растворов

С_А- = = 0,066 М,

С_НА = = 0,017 М.

Подставляя эти значения в уравнение (1.29), найдем

М,

рН = 5 -

Эту задачу можно решить более просто, если концентрацию кислоты и соли выразить в миллимолях (мМ), учитывая, что объем раствора после разбавления входит в числитель и знаменатель данного выраженя.

рН = р + lg ;

С_А- = 12*0,15 мМ; С_НА= 15*0,03 мМ;

Подставляя эти значения в выражения для рН, получим

рН = 3,75 + lg = 3,75 + lg 4 = 4,35.

Пример 12. Смешано 10 мл 0,3 М раствора НСl и 20 мл 0,2 М раствора аммиака. Определить рН полученного раствора.

Решение. В данном примере буферная смесь образовалась в результате реакции

Концентрация соли NH₄Cl (С_в+) равна взятой концентрации НСl с учетом разбавления раствора

Концентрацию NH₃ (С_BOH) находим по разности между начальной концентрацией C_NH (с учетом разбавления) и концентрацией НСl

.

Подставляя эти значения в уравнение (1.30), найдем [OH^-]

,

рН = 14 – 6 + = 8,72.

Если выразить концентрацию НСl и NH₃ в мМ, то решение можно провести следующим образом:

С_B+ = 10 * 0,3 = 3 мМ; Свон =20 * 0,2 – 10 * 0,3 = 1 мМ.

рН = 14 - 4,75 + lg = 9,25 + lg0,3 = 8,72.

Пример 13. К 20 мл 0,2 М раствора гидрофосфата калия добавлено 10 мл 0,25 М раствора HCl. Определить рН полученного раствора.

Решение. При смешении данных растворов происходит следующая реакция:

К₂НР0₄ + HCl = КН₂Р0₄ + KCl.

В результате образовалась буферная смесь, состоящая из КН₂Р0₄ и К₂НР0₄. Концентрации анионов Н₂Р и НР равны

[Н₂Р ] = 10 * 0,25 = 2,5 мМ;

[HP ] = 20 * 0,2 -10 * 0,25 = 1,5 мМ.

Используя уравнение (1.34), находим рН

рН = 7,21 + lg = 7,21 + = 6,99.

Пример 14. Сколько г ацетата натрия надо добавить к 200 мл 0,2 М раствора НСl, чтобы рН = 4,5?

Решение. Напишем уравнение реакции

CH₃COONa + НСl = СН₃СООН + NaCl.

В результате данной реакции образовалась уксусная кислота, концентрация которой равна концентрации HCl (С_НА = 0,2). Равновесная концентрация анионов CH₃СОО^- определяется по разности между начальной концентрацией соли (х) и концентрацией HCl

Подставляем данные значения в уравнение (1.31) и находим х

,

4,5 = 4,76 + lg ,

-0,26 = lg

lg ,

0,5495* 0,2 = х - 0,2,

х= 0,5495 * 0,2 + 0,2 = 0,1099 + 0,2 = 0,3099 М.

Количество CH₃COONa в г на 200 мл (В) равно

B г.

Пример 15. Вычислить буферную емкость раствора, состоящего из 1,140 М СН₃СООН и 0,205 М CH₃COONa, рН=4.

Решение. Находим общую концентрацию компонентов

С_А = 1,140 + 0,205 = 1,345 М.

Подставив в формулу (1.37), получим

Пример 16. Буферный раствор, приготовленный из раствора аммиака и хлорида аммония, имеет рН = 10. Вычислить буферную емкость этого раствора, если общая концентрация С_А = 0,336 М.

Решение. Константа диссоциации сопряженной кислоты согласно реакции

+ H₂0 + ОН^-

равна

 

Задачи

Составление буферных смесей

131. Сколько мл 0,2 М раствора гидроксида натрия надо добавить к 20 мл 0,2 М раствора уксусной кислоты, чтобы получить раствор с рН =4?

132. Сколько мл 1%-ного раствора гидроксида натрия надо добавить к 25 мл 0,1 М раствора муравьиной кислоты, чтобы получить раствор с рН = 3,75?

133. Сколько мл 0,1 М раствора НСl надо добавить к 50 мл 0,25 М раствора аммиака, чтобы получить раствор с рН = 9?

134. Сколько мл 0,2 М раствора гидроксида натрия надо добавить к 25 мл 0,1 М раствора H₃As0₄, чтобы получить раствор с рН=2?

135. Сколько мл 0,2 М раствора гидроксида натрия надо добавить к 20 мл 0,2М раствора фосфорной кислоты, чтобы получить раствор с рН = 7?

136. Сколько мл 1%-ного раствора гидроксида натрия надо добавить к 25 мл 0,3 М раствора фосфорной кислоты, чтобы получить раствор с рН = 2,5?

137. Сколько г ацетата натрия надо добавить к 100 мл 0,15 М раствора НСl, чтобы получить раствор С рН = 5?

138. Сколько г ацетата натрия надо добавить к 250 мл 0,2 М раствора НСl, чтобы получить раствор с рН = 4,5?

139. Сколько мл 1%-ного раствора формиата натрия надо добавить к 50 мл 0,1 М раствора муравьиной кислоты, чтобы получить раствор с рН = 3,75?

140. Сколько мл 1%-ного раствора формиата натрия надо добавить к 100 мл 0,05 М раствора НCl, чтобы получить раствор с рН = 3,7?

141. Сколько г дигидрофосфата натрия надо добавить к 250 мл 0,15 М раствора гидроксида натрия, чтобы получить раствор с рН = 7?

142. Сколько мл 0,1 М раствора НСl надо добавить к 50 мл 0,15 М раствора гидрофосфата калия, чтобы получить раствор с рН = 7,2?

143. Сколько мл 0,5 М раствора нитрата аммония надо добавить к 10 мл 0,2 М раствора аммиака, чтобы получить раствор с рН = 9,8?

144. Сколько мл 0,1 М раствора гидроксида натрия надо добавить к 50 мл 0,2 М раствора дигидрофосфата натрия, чтобы получить раствор с рН =7?

145. Сколько мл 0,15 М раствора гидроксида натрия надо добавить к 50 мл 0,1 М раствора дигидрофосфата натрия, чтобы получить раствор с рН = 7?

146. Сколько г карбоната натрия надо добавить» к 50 мл 0,25 М раствора гидрокарбоната натрия, чтобы получить раствор с рН = 10?

 

Задачи

205. В 12 л поды растворили 0,01 г бромида калия и прибавили 1 мл 0,1 М раствора нитрата серебра. Будет ли образовываться осадок?

206. Смесь 10 мл 0,1 М раствора хлорида натрия и 1 мл 0,01 М раствора бромида калия доведена водой до 10 л и прибавлен 1 мл 0,01 М раствора нитрата серебра. Будет ли образовываться осадок и какого состава?.- -

207. При каком значении рН начнется образование осадка гидроксида марганца (II) из раствора, в котором концентрация хлорида марганца (II) равна1*10^-2 М?

208. При какой концентрации ионов магния начнется образование осадка гидроксида магния из раствора, содержащего 0,5 М хлорид аммония и 0,5 М аммиак?

209. Образуется ли осадок сульфата стронция, если к 0,2 М раствору хлорида стронция прибавить равный объем насыщенного раствора сульфата кальция?

210. Выпадет ли осадок гидроксида магния, если к 20 мл 5*10^-2 М раствора хлорида магния прибавить аммиак до концентрации 0,3 М и 8 г хлорида аммония?

211. Образуется ли осадок гидроксида марганца (II), если к 20 мл раствора, содержащего 2*10^-1 М хлорид марганца, прибавить 10 мл 2 М раствора аммиака?

212. При какой концентрации ионов магния начнется образование осадка гидроксида магния из раствора, имеющего рН = 8,5?

213. Образуется ли осадок гидроксида железа (II), если к 20 мл 5*10^-3 М раствора сульфата железа (II) прибавить 10 мл 0,5 М аммиака?

214. Сколько г хлорида аммония необходимо прибавить к 20 мл раствора, содержащего 2*10^-2 М сульфат железа (II) и 5*10^-2 М аммиак, чтобы не образовался осадок гидроксида железа (II)?

215. Сколько г едкого натра надо прибавить к 20 мл раствора, содержащего 5*10^-3 М хлорид магния, чтобы образовался осадок гидроксида магния?

216. Сколько мл 15%-ного раствора хлорида аммония необходимо добавить к 20 мл раствора, содержащего 1 М аммиак и 2*10^-2 М' хлорид магния, чтобы предупредить образование осадка гидроксида магния?

217. Сколько мл 2 М раствора соляной кислоты необходимо прибавить к 20 мл 3*10^-2 М раствора нитрата свинца, чтобы образовался осадок хлорида свинца?

218. При какой концентрации ионов стронция в растворе можно осадить их действием насыщенного раствора сульфата кальция?

219. Будет ли происходить осаждение сульфата кальция, если к 0,1 М раствору хлорида, кальция добавить равный объем 0,1 М раствора серной кислоты?

220. Образуется ли осадок гидроксида свинца, если к насыщенному раствору хлорида свинца прибавить равный объем 2 М раствора аммиака?

221. Образуется ли осадок сульфата свинца, если к насыщенному раствору хлорида свинца прибавить равный объем 0,2 М серной кислоты?

222. Произойдет ли осаждение сульфата свинца, если к 150 мл насыщенного раствора хлорида свинца прибавить 5 г хлорида натрия и 5 мл 0,1 М раствора серной кислоты (комплексообразованием пренебречь)?

223. При каком значении рН начнется образование осадка гидроксида алюминия из 2*10^-2 М раствора хлорида алюминия?

224. Будет ли осаждаться гидроксид железа (II), если в растворе содержится 0,5 М сульфат аммония, 0,01 М аммиак и 0,02 М сульфат железа (II)?

225. При какой концентрации ионов стронция в растворе можно их обнаружить с помощью насыщенного раствора карбоната лития?

226. При какой концентрации хромат-ионов начнется образование осадка хромата свинца из 0,08 М раствора нитрата свинца?

 

Задачи

ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Гравиметрический метод количественного анализа основан на точном измерении массы определяемого вещества. Для этого навеска анализируемого объекта переводится в раствор, определяемый компонент осаждается в виде малорастворимого соединения (осаждаемая форма). Выделившийся осадок после ряда аналитических операций (фильтрование, промывание, высушивание или прокаливание) взвешивается на аналитических весах в виде соединения строго определенного состава (весовая форма). По весу высушенного или прокаленного осадка вычисляется содержание определяемого компонента в данном образце.

4 .1. Расчет минимальной навески

Величина навески не может быть выбрана произвольно. При расчете минимальной навески необходимо учитывать ошибку взвешивания. Погрешность обычных аналитических весов составляет ±1*10^-4 г. Эта величина не должна превышать 0,1% от минимального количества весовой формы (х), поскольку допустимая относительная ошибка гравиметрического метода составляет 0.1%. Следовательно,

Для вычислений минимальной навески (𝑎_мин) должно быть приблизительно известно процентное содержание определяемого элемента (р).

Пусть весовой форме определяемого элемента М соответствует формула М_nA_m. Обозначим молекулярную массу М_nA_m через М_в, а атомную массу М через А_м. Минимальное количество М может быть вычислено по следующей формуле:

.

Минимальная навеска будет равна

. (4.2)

Пример 1. Рассчитать минимальную навеску технического хлорида бария, содержащего около 20% Ва, при определении Ва гравиметрическим методом в виде BaSO₄.

Решение. По условию количество весовой формы (BaS0₄) должно быть не менее 0,1 г; Мв = 233,40; Ам =137,33.

По уравнению (4.1) находим минимальное количество. Ва (

Минимальная навеска а будет равна

Пример 2. Найти минимальную навеску руды, содержащей около 10% железа, при определении его гравиметрическим методом — осаждением в виде гидроксида.

Решение. Весовой формой в указанном методе определения Fe является оксид Fe₂0₃; М_В = 159,7; Ам = 55,85.

Вычисляем минимальную навеску по формуле (4.2)

Пример 3. Какую минимальную навеску Al₂(S0₄)₃1*8Н₂0 следует взять для определения алюминия осаждением в виде гидроксида?

Решение. В данном- случае известен состав анализируемого образца; M(Al₂(S0₄)₃*18 Н₂0) равен 666,5, а М_В(Аl₂0₃) = 102. Учитывая, что количество весовой формы не должно превышать 0,1 г, находим минимальную навеску (𝑎) из следующего соотношения:

Задачи

467. Рассчитать минимальную навеску технического хлорида бария, содержащего 10% Ва, для определения его в виде BaSO₄.

468. Какую навеску технического сульфата алюминия, содержащего около 4% алюминия, следует взять для определения алюминия в виде Al (C₉H₆NO)₃?

469. Какую навеску известняка, содержащего около 35% Са, нужно взять для определения кальция в виде СаО?

470. Рассчитать навеску известняка, содержащего около 35% Са для определения кальция в виде СаС0₃.

471. Рассчитать навеску известняка, содержащего около 4% Mg, для определения магния в виде Mg₂P₂О₇.

472. Какую навеску карналлита, содержащего около 3% Mg, следует взять для определения магния в виде Mg(C₉H₆NO)₂?

473. Вычислить навеску сплава, содержащего около 70% железа если железо определяется в виде Fe₂0₃.

474. Какова должна быть навеска чугуна, содержащего 0,1% серы, чтобы после соответствующей обработки определить серу в виде BaS0₄?

475. Рассчитать навеску чугуна, содержащего около 2% кремния, для анализа на содержание кремния в виде Si0₂.

476. Какова должна быть навеска сплава, содержащего около 5% магния, для анализа на содержание магния в виде Mg₂P₂0₇?

477. Какую навеску сплава, содержащего около 65% свиниа, нужно взять для определения в нем свинца в виде PbS0₄?

478. Какова должна быть минимальная навеска пирита, содержащего около 40% железа, для определения в нем железа в виде Fe₂0₃?

479. Какую навеску мрамора, содержащего около 10% примесей, следует взять для определения в нем кальция в виде СаО?

480. Рассчитать минимальную навеску известняка, содержащего около 80% СаС0₃ для анализа на содержание С0₂.

481. Какую минимальную навеску нитрата серебра, содержащего 5% примесей, нужно взять для анализа на содержание серебра в виде AgCl?

482. Рассчитать минимальную навеску фосфорита, содержащего около 20% Р₂0₅, для Определения фосфора в виде Mg₂P₂0₇.

483. Какую навеску полевого шпата, содержащего около 8% алюминия, необходимо взять для определения в нем оксида алюминия?

484. Техническая поваренная соль содержит около 5% примесей. Какую нужно взять навеску для определения в ней хлора в виде AgCl?

485. Какова должна быть навеска угля, содержащего около 1% серы, для анализа на содержание серы в виде BaS0₄?

Задачи

486. Сколько 8,4%-ного раствора серной кислоты надо взять для осаждения бария из 0,4859 г дигидрата хлорида бария?

487. Навеска 0,2783 г карбоната бария растворена в хлороводородной кислоте. Сколько 4%-ного раствора серной кислоты надо взять для осаждения бария?

488. Взята навеска 5,0000 г вещества, содержащего около 1% серы, и проведено окисление всей серы в серную кислоту. Сколько 5%-ного раствора хлорида бария потребуется для осаждения образовавшегося сульфат-иона?

489. Сколько 3,3%-ного раствора аммиака надо взять для осаждения гидроксида алюминия из раствора 0,9865 г алюминиево-калиевых квасцов?

490. Сколько 0,1 н раствора щавелевой кислоты надо взять для осаждения кальция из навески гипса 0,2723 г?

491. Сколько 4%-ного раствора гидрофосфата натрия надо взять, чтобы осадить Mg в виде MgNH₄P0₄ из 0,4456 г гептагидрата сульфата магния?

492. Сколько 4,2%-ного раствора нитрата серебра надо взять, чтобы осадить хлорид-ион из 0,1777 г КCl?

493. Сколько 2,8%-ного раствора аммиака надо взять для осаждения железа из навески 0,5263 г руды, содержащей 12% железа?

494. Сколько 4%-ного раствора гидроксида калия надо взять для осаждения оксида меди из раствора 0,7267 г медного купороса?

495. Сколько 10%-ного раствора карбоната натрия надо взять для осаждения цинка в виде карбоната из навески 0,6543 г латуни, содержащей около одной трети цинка?

496. Сколько 7,7%-ного раствора серной кислоты надо взять для осаждения стронция в виде сульфата из навески 0,6327 г безводного хлорида стронция?

497. 1 г серебряного сплава, содержащего около 80% серебра-, растворили в 250 мл. Сколько мл хлороводородной кислоты плотностью 1,020 необходимо взять для осаждения серебра в 25 мл полученного раствора?

498. Сколько 1%-ного раствора диметилглиоксима надо взять для осаждения никеля из навески 0,9531 г сплава, содержащего 0,5% никеля?

499. Сколько 5%-ного раствора оксихинолина надо взять для осаждения алюминия из раствора 0,5173 г сплава, содержащего 3% алюминия?

4.2.2. Вычисление избытка реактива для практически полного осаждения. В гравиметрическом анализе осаждение считается практически полным тогда, когда количество осаждаемой формы в данном объеме раствора не будет превышать 1 *10^-4 г.

Во избежание заметных потерь осадка за счет растворимости его как при осаждении, так и последующем промывании вводят некоторый избыток осадителя, определяемый константой растворимости осадка и зависящий от объема раствора.

Допустим, что осаждение ионов М^z+ в виде М_уA_z проводится в объеме V мл. По условию содержание М_уA_z в V мл не должно превышать 1 *10^-4 г (можно задаться и меньшей величиной).

Найдем концентрацию M^z+([М^z+]) в этом растворе, выраженную в М,

M,

М₀ —молекулярная масса М_уA_z.

Зная константу растворимости осадка (K_S,) вычислим концентрацию ионов осадителя ([А^y-]), которую необходимо иметь в избытке для практически полного осаждения М_уA_z.

(4.8)

Общее количество реактива равно сумме эквивалентного количества, вычисляемого по уравнениям (4.4) или (4.6), и избытка его [А^y-], рассчитываемого но уравнению (4.8).

Пример 6. Какой избыток H₂S0₄ необходимо ввести для практически полного осаждения PbS0₄ из 200 мл раствора? = 1,6*10^-8.

Решение. В 200 мл раствора должно содержаться не более 1*10^-4 г PbS0₄ (M₀ = 303,3). Концентрация РЬ²⁺ не должна превышать следующую величину:

[РЬ²⁺] 1,65*10^-6 М.

Определим концентрацию SO₄^2-, необходимую для практически полного осаждения,

[SO₄^2- ] 9,6 * 10^-3 M.

Следовательно, избыток H₂S0₄, превышающий эквивалентное количество ее, должен составлять 9,6 * 10^-3 М.

Пример 7. Вычислить количество H₂SO₄ (в г), которое необходимо ввести в промывную жидкость для промывания сульфата стронция с тем, чтобы потеря осадка за счет растворения не превышала 1 * 10^-4 г в 300 мл; =3,2*10^-7.

Решение. Вычислим концентрацию Sr²⁺ в М (М. м. SrS0₄=183,68)

[Sr²⁺]= 10^-6 M

Найдем концентрацию S0₄^2-

[S0₄²] =[ = 1,78*10^-1 М.

Количество H₂S0₄ в г/л (b) будет равно

b = 1,78*10^-1 *98,08 = 17,4 г.

В 300 мл должно содержаться

.

Задачи

500. Какой объем 10,56%-ного раствора серной кислоты надо добавить к 200 мл раствора соли бария, чтобы в нем могло остаться не более 0,00001 г сульфата бария?

501. Сколько 5%-ного раствора хлорида бария надо взять, чтобы при осаждении сульфата бария из 150 мл раствора потеря за счет растворения не превышала 0,00001 г серы?

502. Сколько 4%-ного раствора оксалата аммония надо взять, чтобы в 400 мл фильтрата при осаждении оксалата кальция оставалось не более 0,00001 г оксида кальция?

503. Сколько 2%-ного раствора оксалата аммония надо взять, чтобы в 300 мл фильтрата при осаждении оксалата кальция оставалось не более 0,00001 г кальция?

504. Сколько мл 5%-ного раствора нитрата аммония следует взять, чтобы в 500 мл фильтрата при осаждении MgNH₄P0₄ потеря осадка за счет растворения в пересчете на оксид магния составляла не более 0,0002 г?

505. Какой избыток 7,7%-ного раствора серной кислоты необходим для практически полного осаждения сульфата стронция из 250 мл раствора?

506. Сколько мл 5,5%-ного раствора серной кислоты надо взять, чтобы после осаждения сульфата бария содержание его в 250 мл фильтрата не превышало 0,0001 г?

507. Сколько 10%-ного раствора серной кислоты надо взять для практически полного осаждения стронция из навески 0,6327 г безводного хлорида стронция, растворенного в 250 мл воды?

508. Какова должна быть концентрация раствора нитрата аммония в промывной жидкости для промывания осадка MgNH₄P0₄, чтобы потеря от растворения составляла не более 0,00001 г MgO в 200 мл?

509. Какой общий объем 3%-ного раствора оксалата аммония надо взять для осаждения оксалата кальция из навески карбоната кальция, равной 0,3745 г, чтобы в 300 мл фильтрата оставалось не более 0,00001 г кальция?

510. Сколько г сульфата аммония нужно добавить к 250 мл воды, чтобы при, промывании осадка сульфата бария потеря за счет растворения не превышала 0,001 мг?

511. Сколько г хромата калия нужно добавить к 300 мл воды, чтобы при промывании осадка хромата бария в фильтрат перешло не более 0,003 мг этой соли?

Расчет результатов анализа

4.3.1. Вычисление процентного содержания определяемого вещества. Расчет процентного содержания вещества в анализируемом образце по данным гравиметрического метода основан на точном знании состава весовой формы.

Допустим, требуется определить процентное содержание элемента М в некотором образце. Взята навеска образца, равная а г. Весовая форма имеет состав М_nА_m, масса ее равна b г. Обозначим через Мв молекулярную массу М_nА_m, а через Ам— атомную массу элемента М. Найдем количество определяемого элемента в г (х) ос следующей формуле:

(4.9)

Содержание М в % будет равно

% M . (4.10)

Если требуется найти содержание какого-либо соединения элемента в образце (например, M_qL_p), то расчет может быть проведен так:

% M_qL_p= (4.11)

M_q — молекулярная масса M_qL_p

В некоторых случаях (при большом содержании определяемого вещества) проводят анализ не всей навески, а только некоторой ее части (аликвоты). Для этого после растворения навески переносят раствор в мерную колбу и разбавляют водой до объема V мл, затем берут для анализа пипеткой определенную часть раствора (v мл). Расчет проводится аналогично, с учетом того, что навеска будет, равна

г.

% M= . (4.12)

Пример 8. Найти процентное содержание алюминия в сплаве, если из навески его, равной 0,5618 г, получено 0,1012 г оксида алюминия.

Решение. Молекулярная масса Аl₂О₃ равна 101,96, атомная масса алюминия —26,98. По формуле (4.9) находим содержание Аl в г (х)

0,5354 г.

Определяем % алюминия в сплаве

% Al

Пример 9. Вычислить процентное содержание карбоната кальция в известняке по следующим данным. Навеска известняка равна 0,5120 г. После растворения ее, осаждения кальция в виде оксалата и прокаливания осадка получено 0,2160 г оксида кальция.

Решение. Процентное, содержание СаС0₃ можно вычислить по формуле (4.11). В данном случае М_Са0 = 56,08; М_СаСОз = 100,09: n = 1; q = 1.

% СаС0₃

Задачи

Рассчитать процентное содержание

512. Бария в барите, если навеска его 0,3115 г. В результате анализа получено 0,2318 г сульфата бария.

513. Алюминия в криолите, если навеска его 0,6118 г. В результате анализа получено 0,1502 г оксида алюминия.

51.4. СаС0₃ в доломите, если навеска его 1,0000 г. В результате анализа получено 0,3515 г оксида кальция.

515. Карбоната магния в доломите, если навеска его 0,5000 г. В результате анализа получено 0,2856 г дифосфата.магния.

516. Серы в чугуне, если навеска его 13,7400 г. В результате Анализа получено 0,1086 г сульфата бария.

517. Серы в каменном угле, если навеска его 2,9440 г.В результате анализа получено 0,1526 г сульфата бария.

518. Магния в сплаве, если навеска его 4,3700 г. В результате анализа получено 0,1323 г дифосфата магния.

519. Серной кислоты в растворе (объемные проценты), если для анализа было взято 10 мл этой кислоты и разбавлено в мерной колбе до 100 мл. При осаждении сульфат-иона хлоридом бария из 10 мл разбавленного раствора было получено 0,2377 г сульфата бария.

520. Полуторных оксидов (R₂0₃) в силикате, если навеска его 0,5692 г. Фильтрат после отделения кремниевой кислоты разбавлен в мерной колбе до 250 мл. При осаждении гидроксидов из 150 мл этого раствора получено 0,0688 г полуторных оксидов.

521. Оксида кальция в силикате, если навеска его 0,5692 г. Фильтрат после отделения кремниевой кислоты и полуторных оксидов (Fe₂0₃ + Al₂0₃) доведен в мерной колбе до 250 мл. После осаждения кальция оксалатом из 150 мл этого раствора было получено 0,0725 г оксида кальция.

522. Фосфора в чугуне, если навеска его 10,8160 г. j В результате анализа получено 0,1218 г дифосфата магния.

523. Магния в сплаве, если для анализа бы.ла взята навеска 5,2160 г. После растворения сплава раствор доведен в мерной колбе-до 250 мл. Магний определялся из?0 мл этого раствора и в результате анализа было получено 0,1218 г дифосфата магния.

524. Марганца в сплаве, если для анализа была взята навеска 10,1800 г. После растворения сплава раствор был доведен в мерной колбе до 250 мл. Марганец определялся из 50 мл этого раствора и в результате анализа было получено 0,1628 г дифосфата марганца.

525. Цинка в сплаве, если навеска его 5,8160 г. После растворения сплава раствор доведен в мерной колбе до 250 мл. Для определения цинка взято 100 мл этого раствора, и в результате анализа получено 0,1125 г дифосфата цинка.

526. Серебра в сплаве, если навеска, его 0,5868 г. В результате анализа получено 0,1556 г хлорида серебра.

527. Si0₂, полуторных оксидов (Аl₂O₃ + Fe₂0₃), СаО и MgO в силикате, если навеска его 0,5686 г. В результате анализа получено: Si0₂ — 0,3184 г, полуторных оксидов — 0,1192 г, СаО — 0.0856 г, Mg₂P₂0₇— 0,1104 г.

528. Карбонатов кальция и магния в известняке, если навеска его 0,9866 г. В результате анализа получено оксида кальция 0,3755 г и дифосфата магния 0,4105 г.

529. Железа в красном железняке, если навеска его 0.6114 г. В результате анализа было

4.3.2. Вычисление аналитических множителей. При серийных анализах для ускорения расчетов часто используют так называемый аналитический множитель, или фактор пересчета (F). Эта величина входит в качестве постоянного множителя в уравнения (4.10) и (4.11)

F= -. (4.13)

Для однотипных расчетов уравнение (4.10) можно преобразовать следующим образом:

(4.14)

Пример 10. Вычислить аналитический множитель при определении магния в виде Mg₂P₂0_7.

Решение. В данном случае Ам= 24,31; Мв = 222,55; n = 2.

F = 0,5885.

Задачи

Задачи

Вычислить навеску

564. Нитрата бария для получения не менее 0,2 г сульфата бария.

565. Медного купороса, чтобы при определении сульфат-иона получилось 0,1 г сульфата бария.

566. Каменного угля, содержащего 0,7% серы, чтобы после соответствующей обработки и осаждения хлоридом бария получилось 0,15 г сульфата бария.

567. Чугуна, содержащего 0,1% серы, чтобы после соответствующей обработки и осаждения хлоридом бария получилось 0,1 г сульфата бария.

568. Вещества, содержащего серу, чтобы после необходимой обработки и осаждения хлоридом бария вес полученного сульфата бария численно равнялся процентному содержанию серы.

569. Вещества, содержащего алюминий, чтобы вес полученного оксида алюминия, умноженный на 100, численно равнялся проценту алюминия в исходном веществе.

570. Вещества, содержащего железо, чтобы вес полученного оксида железа, умноженный на 50, численно равнялся проценту железа в исходном веществе.

571. Вещества, содержащего хром, чтобы вес полученного оксида хрома, умноженный на 200, численно равнялся проценту хрома в исходном веществе.

572. Вещества, содержащего магний, чтобы вес полученного дифосфата магния, умноженный на 100, численно равнялся проценту оксида магния в исходном веществе.

573. Дещества, содержащего • магний, чтобы вес полученного дифосфата магния, умноженный на 10, численно равнялся проценту магния в исходном веществе. *

5,74. Вещества, содержащего бром, чтобы вес полученного бромида серебра, умноженный на 5, численно равнялся проценту брома в исходном веществе.

575. Доломита, содержащего 60% CaCО₃, чтобы в результате анализа получилось 0,3620 г оксида кальция.

576. Доломита, содержащего 45% карбоната магния, чтобы в результате анализа получалось 0,2056 г дифосфата магния.

577. Сплава, содержащего 25% железа, чтобы в результате анализа получилось 0,2518 г оксида железа (III).

578. Сплава, содержащего 9,5% алюминия, чтобы в результате анализа получилось 0,1469 г оксида алюминия.

579. Вещества, содержащего 4% фосфора, чтобы в результате анализа получилось 0,1662 г дифосфата магния.

580. Бронзы, содержащей 0,8% свинца, чтобы при определении его в результате анализа получить 0,1595 г сульфата свинца.

4.3.4. Пересчет на сухое вещество. Если анализируемый образец наряду с основными определяемыми частями содержит воду, процент которой определен, то результат анализа может быть пересчитан на абсолютно сухое вещество.

Пример 11. При анализе хлорида бария было определено 55,22% бария и 14,73% кристаллизационной воды. Сколько процентов бария в абсолютно сухом веществе?

Решение. В 100 г анализируемого вещества содержится 14,73 г воды; следовательно, 56,22 г бария содержится в 85,27 г абсолютно сухого вещества,

% Ва= = 65,93.

Задачи

581. При анализе карбоната магния было определено 17,39% магния и 39,13% кристаллизационной воды. Сколько % магния в абсолютно сулим образце?

582. При анализе сульфата марганца было определено 21,23% марганца и 41,70% кристаллизационной воды. Сколько % марганца в абсолютно сухом образце?

583. При анализе хромата натрия было определено 15,21% хрома и 52,64% кристаллизационной воды. Сколько % хрома в абсолютно сухом образце?

584. При анализе каменного угля было определено 2,85% воды, 8,73% золы и 1,37% серы. Сколько % золы и серы в абсолютно сухом образце? I

585. При анализе каменного угля было определено 1,87% воды, 6,28% золы и 0,72% серы. Сколько % золы и серы в абсолютно сухом образце?

586. При анализе бетона было определено 15,28% воды, 70,12% нерастворимого остатка, 2,62% су