Окислительно-восстановительное титрование

КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЯ

Формула ЭДТА (трилона Б)– Na2C10H14N2O8·2H2O.

1. В каком объеме раствора содержится mг ЭДТА, если молярная концентрация раствора равна смоль/л?

Решение.

Окислительно-восстановительное титрование - №1 - открытая онлайн библиотека ,

где с – молярная концентрация раствора ЭДТА, моль/л; n – количество вещества ЭДТА в растворе, моль; m – физическая масса ЭДТА в растворе, г; 1000 мл/л – пересчетный коэффициент; V – искомый объем раствора, мл; M – молярная масса ЭДТА, г/моль.

2. На титрование V1мл раствора вещества В израсходовано V2мл с М раствора ЭДТА. Найти массово-объемную концентрацию вещества В (г/л) в исследуемом растворе.

Решение.

Окислительно-восстановительное титрование - №2 - открытая онлайн библиотека ,

где с(B) – молярная концентрация вещества В, моль/л; с – молярная концентрация раствора титранта, моль/л; V1 – объем исходного раствора вещества В, мл; V2 – объем раствора титранта, мл.

Окислительно-восстановительное титрование - №3 - открытая онлайн библиотека ,

где ρ – искомая массово-объемная концентрацию вещества В в исследуемом растворе, г/л; M – молярная масса вещества В, г/моль.

3. К раствору вещества В добавили аммиачный буферный раствор и V1 мл с1М раствора ЭДТА. Избыток ЭДТА оттитровали V2мл с2М раствором второго титранта. Найти массу вещества В в исследуемом растворе.

Решение.

Окислительно-восстановительное титрование - №4 - открытая онлайн библиотека ,

где n – количество вещества В в растворе, моль; с1– молярная концентрация раствора ЭДТА, моль/л; V1 – объем раствора ЭДТА, мл; с2– молярная концентрация раствора второго титранта, моль/л; V2 – объем раствора второго титранта, мл;1000 мл/л – пересчетный коэффициент.

Окислительно-восстановительное титрование - №5 - открытая онлайн библиотека

где m – искомая физическая масса вещества В в исследуемом растворе, г; M – молярная масса вещества В, г/моль.

4. Какую массу x-гидрата вещества В, содержащего ω% индифферентных примесей, следует взять для анализа, чтобы на титрование ее потребовалось V мл с М ЭДТА?

Решение.

Окислительно-восстановительное титрование - №6 - открытая онлайн библиотека ,

где Окислительно-восстановительное титрование - №7 - открытая онлайн библиотека – количество вещества чистого x-гидрата В, моль; n(В) – количество вещества В, моль; с – молярная концентрация раствора ЭДТА, моль/л; V – объем раствора ЭДТА, мл; 1000 мл/л – пересчетный коэффициент.

Окислительно-восстановительное титрование - №8 - открытая онлайн библиотека ,

где Окислительно-восстановительное титрование - №9 - открытая онлайн библиотека – физическая масса чистого x-гидрата В, г; M – молярная масса вещества В, г/моль; x – число молекул воды в формульной единице гидрата; M (H2O) – молярная масса воды, г/моль.

Окислительно-восстановительное титрование - №10 - открытая онлайн библиотека ,

где m – искомая физическая масса x-гидрата В, содержащего индифферентные примеси, г; ω – массовая доля индифферентных примесей, %; 100% – пересчетный коэффициент.

5. Какая масса А-ионов содержится в пробе, если после прибавления V1 мл с1М раствора первого титранта избыток его был оттитрован V2мл с2М раствором ЭДТА?

Решение.

Окислительно-восстановительное титрование - №4 - открытая онлайн библиотека ,

где n – количество вещества А-ионов в пробе, моль; с1– молярная концентрация раствора ЭДТА, моль/л; V1 – объем раствора ЭДТА, мл; с2– молярная концентрация раствора второго титранта, моль/л; V2 – объем раствора второго титранта, мл;1000 мл/л – пересчетный коэффициент.

Окислительно-восстановительное титрование - №5 - открытая онлайн библиотека

где m – искомая физическая масса А-ионов в пробе, г; M – молярная масса А-ионов, г/моль.

6. Растворением навески В·xH2O массой m г приготовили V мл раствора, к V0 мл которого прибавили V1 мл с1М раствора ЭДТА. На титрование избытка ЭДТА израсходовали V2 мл с2М раствора второго титранта. Вычислить массовую долю (%) вещества В в образце, определить число молекул воды xв формульной единице кристаллогидрата.

Решение.

Окислительно-восстановительное титрование - №13 - открытая онлайн библиотека ,

где n(В) – количество вещества В в образце, моль; с1– молярная концентрация раствора ЭДТА, моль/л; V1 – объем раствора ЭДТА, мл; с2– молярная концентрация раствора второго титранта, моль/л; V2 – объем раствора второго титранта, мл; V – объем исходного раствора образца, мл;1000 мл/л – пересчетный коэффициент; V0 – объем оттитрованного исходного раствора образца, мл.

Окислительно-восстановительное титрование - №14 - открытая онлайн библиотека

где Окислительно-восстановительное титрование - №15 - открытая онлайн библиотека – физическая масса вещества В в образце, г; M – молярная масса вещества В, г/моль.

Окислительно-восстановительное титрование - №16 - открытая онлайн библиотека ,

где ω – искомая массовая доля вещества В в образце, %; m – физическая масса навески, г.

Окислительно-восстановительное титрование - №17 - открытая онлайн библиотека ,

где Окислительно-восстановительное титрование - №18 - открытая онлайн библиотека – молярная масса В·xH2O, г/моль; M (H2O) – молярная масса воды, г/моль; x – искомое число молекул воды в формульной единице кристаллогидрата.

7. Из навески карбонатной породы, содержащей соли двух металлов, массой m г получили V мл раствора. На титрование V0 мл этого раствора пошло V1 мл с1М раствора трилона Б. На титрование Окислительно-восстановительное титрование - №19 - открытая онлайн библиотека мл того же раствора после отделения первого металла расходуется V2 мл с2н. раствора трилона Б. Найти массовые доли оксидов обоих металлов в карбонатной породе.

Решение.

Окислительно-восстановительное титрование - №20 - открытая онлайн библиотека ,

где n2 – количество вещества оксида второго металла в навеске карбонатной породы, моль; с,2– молярная концентрация раствора трилона Б во втором титровании, моль/л; V2 – объем раствора трилона Б во втором титровании, мл; V – объем раствора навески, мл; 1000 мл/л – пересчетный коэффициент; Окислительно-восстановительное титрование - №21 - открытая онлайн библиотека – объем раствора навески после отделения первого металла во втором титровании, мл.

Окислительно-восстановительное титрование - №22 - открытая онлайн библиотека ,

где n1 – количество вещества оксида первого металла в навеске карбонатной породы, моль; с,1– молярная концентрация раствора трилона Б в первом титровании, моль/л; V1 – объем раствора трилона Б в первом титровании, мл; V0 – объем раствора навески в первом титровании, мл.

Окислительно-восстановительное титрование - №23 - открытая онлайн библиотека

где m1 и m2 – физические массы оксидов первого и второго металлов соответственно в навеске, г; M1 и M2– молярные массы оксидов первого и второго металлов соответственно, г/моль.

Окислительно-восстановительное титрование - №24 - открытая онлайн библиотека ,

где ω1 и ω2 – искомые массовые доли оксидов первого и второго металлов соответственно в карбонатной породе, %; m – физическая масса навески карбонатной породы, г.

8. На титрование пробы (V мл) анализируемого раствора, содержащего соли двух металлов, затрачено V1 мл с титром T г/мл. После полного осаждения катионов первого металла из такой же пробы раствора (V мл) избытком раствора осадителя и отфильтровывания осадка фильтрат оттитровали V2 мл такого же раствора ЭДТА. Написать уравнения всех проведенных при анализе реакций. Найти массу каждой соли (г) в пробе анализируемого раствора.

Решение.

Окислительно-восстановительное титрование - №25 - открытая онлайн библиотека ,

где с – молярная концентрация раствора ЭДТА, ммоль/л; T – титр раствора ЭДТА, г/мл; M – молярная масса ЭДТА, г/моль.

Окислительно-восстановительное титрование - №26 - открытая онлайн библиотека ,

где m1 – искомая физическая масса соли первого металла в пробе, моль; V1 – объем раствора ЭДТА в первом титровании, мл; V2 – объем раствора ЭДТА во втором титровании, мл; M1– молярная масса соли первого металла, г/моль.

Окислительно-восстановительное титрование - №27 - открытая онлайн библиотека ,

где m1 – искомая физическая масса соли второго металла в пробе, моль; M2– молярная масса соли второго металла, г/моль.

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ ТИТРОВАНИЕ

1. Рассчитать молярные массы эквивалентов вещества В в а) кислой; б) нейтральной; в) щелочной среде.

Решение.

Ионно-электронные уравнения полуреакций:

а) MnO Окислительно-восстановительное титрование - №28 - открытая онлайн библиотека + 8 H+ + 5 e = Mn2+ + 4 H2O;

б) MnO Окислительно-восстановительное титрование - №28 - открытая онлайн библиотека + 2 H2O + 3 e = MnO2↓ + 4 OH;

в) MnO Окислительно-восстановительное титрование - №28 - открытая онлайн библиотека + e = MnO Окислительно-восстановительное титрование - №31 - открытая онлайн библиотека .

Окислительно-восстановительное титрование - №32 - открытая онлайн библиотека ,

где Окислительно-восстановительное титрование - №33 - открытая онлайн библиотека – искомая молярная масса эквивалентов вещества В, г/моль; fэк – фактор эквивалентности вещества В; Окислительно-восстановительное титрование - №34 - открытая онлайн библиотека – молярная масса вещества В, г/моль.

2. m г x-гидрата вещества В растворили в мерной колбе на V мл. На титрование V1 мл этого раствора расходуется V2 мл раствора титранта. Найти: а) молярную концентрацию эквивалентов раствора титранта; б) титр раствора титранта; в) титр раствора титранта по другому веществу.

Решение.

Ионно-электронные уравнения полуреакций:

MnO Окислительно-восстановительное титрование - №28 - открытая онлайн библиотека + 8 H+ + 5 e = Mn2+ + 4 H2O; 2 CO2 + 2 H+ + 2 e= Н2С2O4;

Fe3+ + e= Fe2+.

а) Окислительно-восстановительное титрование - №36 - открытая онлайн библиотека ,

где сэк,1 – молярная концентрация эквивалентов раствора вещества В, моль/л; 1000 мл/л – пересчетный коэффициент; m – физическая масса x-гидрата вещества В, г; V – объем исходного раствора вещества В, мл; M1 – молярная масса вещества В, г/моль; M (H2O) – молярная масса воды, г/моль; x –число молекул воды в формульной единице кристаллогидрата; Окислительно-восстановительное титрование - №37 - открытая онлайн библиотека – фактор эквивалентности вещества В.

Окислительно-восстановительное титрование - №38 - открытая онлайн библиотека ,

где сэк,2 – искомая молярная концентрация эквивалентов вещества В, моль/л; V1 – объем исходного раствора x-гидрата вещества В, пошедший на титрование, мл; V2 – объем раствора титранта, пошедший на титрование, мл.

б) Окислительно-восстановительное титрование - №39 - открытая онлайн библиотека ,

где Т – искомый титр раствора титранта, г/мл; fэк,2 – фактор эквивалентности титранта; M2– молярная масса титранта, г/моль.

в) Окислительно-восстановительное титрование - №40 - открытая онлайн библиотека ,

где Окислительно-восстановительное титрование - №41 - открытая онлайн библиотека – искомый титр раствора титранта по другому веществу, г/мл; fэк,3 – фактор эквивалентности другого вещества; M3– молярная масса другого вещества, г/моль.

3. Какую навеску вещества В требуется взять, чтобы на титрование ее было затрачено V мл сэк н. раствора титранта?

Решение.

Ионно-электронное уравнение полуреакции: 2 CO2 + 2 e= Окислительно-восстановительное титрование - №42 - открытая онлайн библиотека .

Окислительно-восстановительное титрование - №43 - открытая онлайн библиотека ,

где m – искомая физическая масса вещества В, г; сэк – молярная концентрация эквивалентов раствора титранта, моль/л; V – объем раствора титранта, мл; M – молярная масса вещества В, г/моль; Окислительно-восстановительное титрование - №44 - открытая онлайн библиотека – фактор эквивалентности вещества В;1000 мл/л – пересчетный коэффициент.

4. m г раствора вещества В разбавили водой в мерной колбе на V мл. На титрование V1 мл этого раствора расходуется V2 мл сэк н. раствора титранта. Какова массовая доля (%) вещества В в исходном растворе?

Решение.

Ионно-электронное уравнение полуреакции: O2 + 2 H+ + 2 e= H2O2.

Окислительно-восстановительное титрование - №45 - открытая онлайн библиотека ,

где m(В) – физическая масса вещества В в исходном растворе, г; сэк – молярная концентрация эквивалентов раствора титранта, моль/л; V2 – объем раствора титранта, мл; V – объем разбавленного исходного раствора, мл; M – молярная масса вещества В, г/моль; fэк – фактор эквивалентности вещества В;1000 мл/л – пересчетный коэффициент; V1 – объем разбавленного исходного раствора, пошедший на титрование, мл.

Окислительно-восстановительное титрование - №16 - открытая онлайн библиотека ,

где ω – искомая массовая доля вещества В в исходном растворе, %; m – физическая масса исходного раствора, г.

5. Навеска m г руды, содержащей оксид ЭOz, обработана избытком смеси растворов веществ В и C. Раствора вещества В было взято V1 мл, и на титрование его избытка израсходовано V2 мл сэкн. раствора титранта. Найти массовую долю (%) элемента Э в руде, если известно, что на титрование V3 мл такого же раствора вещества В расходуется V4 мл раствора такого же раствора титранта.

Решение.

Ионно-электронное уравнение полуреакции:

MnO2 + 4 H+ + 2 e = Mn2+ + 2 H2O.

Окислительно-восстановительное титрование - №47 - открытая онлайн библиотека ,

где сэк(В) – молярная концентрация эквивалентов раствора вещества В, моль/л; V4 – объем раствора титранта, пошедший на титрование V3 мл раствора вещества В, мл.

Окислительно-восстановительное титрование - №48 - открытая онлайн библиотека ,

где n – количество вещества оксида ЭOz, моль; V1 – объем раствора вещества В, взятый для обработки навески руды, мл; сэк – молярная концентрация эквивалентов раствора титранта, моль/л; V2 – объем раствора титранта, пошедший на титрование избытка раствора вещества В, мл; fэк – фактор эквивалентности оксида ЭOz; 1000 мл/л – пересчетный коэффициент.

Окислительно-восстановительное титрование - №49 - открытая онлайн библиотека

где m(Э) – физическая масса элемента Э в навеске руды, г; M – молярная масса элемента Э, г/моль.

Окислительно-восстановительное титрование - №50 - открытая онлайн библиотека ,

где ω – искомая массовая доля элемента Э в руде, %; m – физическая масса навески руды, г.

6. Вычислить окислительно-восстановительный потенциал системы ОФ, H+/ВФ при [ОФ] = [ВФ] и концентрации ионов водорода, равной [H+] моль/л.

Решение.

Окислительно-восстановительное титрование - №51 - открытая онлайн библиотека

Согласно уравнению Нернста при комнатной температуре для полуреакции, ионно-электронное уравнение которой

ОФ + a H+ + z e = ВФ + b H2O,

где ОФ и ВФ – формулы окисленной и восстановленной форм соответственно; a, z и b – коэффициенты; справедливо следующее

Окислительно-восстановительное титрование - №52 - открытая онлайн библиотека

где e – искомый окислительно-восстановительный потенциал системы ОФ, H+/ВФ, В; e0 – стандартный окислительно-восстановительный потенциал системы ОФ, H+/ВФ, В; [ОФ], [ВФ] и [H+] – молярные концентрации соответствующих частиц в системе, моль/л.

7. К V0 мл исходного раствора соли элемента Э прибавили V1 мл сэк,1 н. раствора осадителя, затем отделили образовавшийся осадок другой соли элемента Э. На титрование оставшегося в избытке раствора осадителя было израсходовано V2мл сэк,2 н. раствора титранта. Сколько граммов элемента Э содержится в V мл исходного раствора?

Решение.

Окислительно-восстановительное титрование - №53 - открытая онлайн библиотека ,

где n – количество вещества элемента Э в V0 мл исходного раствора, моль; сэк,1 – молярная концентрация эквивалентов раствора осадителя, моль/л; V1 – объем раствора осадителя, мл; сэк,2 – молярная концентрация эквивалентов раствора титранта, моль; V2 – объем раствора титранта, мл; fэк – фактор эквивалентности соли элемента Э; 1000 мл/л – пересчетный коэффициент.

Окислительно-восстановительное титрование - №54 - открытая онлайн библиотека

где Окислительно-восстановительное титрование - №55 - открытая онлайн библиотека – искомая физическая масса элемента Э в V мл исходного раствора, г; M – молярная масса элемента Э, г/моль; V0 – объем исходного раствора, обработанный осадителем, мл.

8. Сколько граммов x-гидрата вещества В следует взять для приготовления: 1) V1 мл сэк н. раствора; 2) V2 мл раствора с титром по другому веществу T г/мл?

Решение.

Ионно-электронные уравнения полуреакций:

2 SO3S2– + 2 e= Окислительно-восстановительное титрование - №56 - открытая онлайн библиотека ;I2 + 2 e= 2 I.

1) Окислительно-восстановительное титрование - №57 - открытая онлайн библиотека ,

где m1 – искомая физическая масса x-гидрата вещества В, необходимая для приготовления первого раствора, г; сэк – молярная концентрация эквивалентов первого раствора вещества В, моль/л; V1 – объем первого раствора вещества В, мл; M1 – молярная масса вещества В, г/моль; M (H2O) – молярная масса воды, г/моль; x – число молекул воды в формульной единице кристаллогидрата; Окислительно-восстановительное титрование - №37 - открытая онлайн библиотека – фактор эквивалентности вещества В; 1000 мл/л – пересчетный коэффициент.

2) m2 = TV2,

где m2 – физическая масса другого вещества, г; T – титр второго раствора по другому веществу, г/мл; V2 – объем второго раствора вещества В, мл.

Окислительно-восстановительное титрование - №59 - открытая онлайн библиотека ,

где nэк,2 – количество вещества эквивалентов вещества В во втором растворе, моль; M2 – молярная масса другого вещества, г/моль; Окислительно-восстановительное титрование - №60 - открытая онлайн библиотека – фактор эквивалентности другого вещества.

Окислительно-восстановительное титрование - №61 - открытая онлайн библиотека ,

где m2 – искомая физическая масса x-гидрата вещества В, необходимая для приготовления второго раствора.

9. Вычислить молярную концентрацию эквивалентов раствора титранта, если на титрование m г вещества В израсходовано V мл этого раствора.

Решение.

Ионно-электронное уравнение полуреакции:

2 H3AsO4 + 4 H+ + 4 e= As2O3 + 5 H2O.

Окислительно-восстановительное титрование - №62 - открытая онлайн библиотека ,

где сэк – искомая молярная концентрация эквивалентов раствора титранта, моль/л; 1000 мл/л – пересчетный коэффициент; M – молярная масса вещества В, г/моль; fэк – фактор эквивалентности вещества В; V – объем раствора титранта, мл.

10. К кислому раствору вещества В прибавили V1мл сэк,1 н. раствора первого титранта и выделившееся вещество оттитровали V2 мл раствора второго титранта. Найти молярную концентрацию эквивалентов раствора второго титранта.

Решение.

Окислительно-восстановительное титрование - №38 - открытая онлайн библиотека ,

где cэк,2 – искомая молярная концентрация эквивалентов раствора второго титранта, моль/л; cэк,1 – молярная концентрация эквивалентов раствора первого титранта, моль/л; V1 – объем раствора первого титранта, мл; V2 – объем раствора второго титранта, мл.

11. К раствору вещества В добавили избыток раствора первого титранта и выделившееся вещество оттитровали V мл сэк н. раствора второго титранта. Сколько граммов вещества В содержалось в растворе?

Решение.

Ионно-электронное уравнение полуреакции:

Окислительно-восстановительное титрование - №64 - открытая онлайн библиотека+ 14 H+ + 6 e = 2 Cr3+ + 7 H2O.

Окислительно-восстановительное титрование - №65 - открытая онлайн библиотека ,

где m – искомая физическая масса вещества В, г; сэк –молярная концентрация эквивалентов раствора второго титранта, моль/л; V – объем раствора второго титранта, мл; M – молярная масса вещества В, г/моль; fэк – фактор эквивалентности вещества В; 1000 мл/л – пересчетный коэффициент.

12. К V0мл раствора вещества В прибавлено V1 мл сэк,1 н. раствора первого титранта, избыток которого затем оттитровали V2 мл сэк,2 н. раствора второго титранта. Найти массовую долю (%) вещества В в растворе, если плотность этого раствора равна ρ г/см3.

Решение.

Ионно-электронное уравнение полуреакции:

ClO Окислительно-восстановительное титрование - №66 - открытая онлайн библиотека + 6 H+ + 6 e = Cl + 3 H2O.

Окислительно-восстановительное титрование - №67 - открытая онлайн библиотека ,

где m – физическая масса вещества В в растворе, г; сэк,1 – молярная концентрация эквивалентов раствора первого титранта, моль/л; V1 – объем раствора первого титранта, мл; сэк,2 – молярная концентрация эквивалентов раствора второго титранта, моль; V2 – объем раствора второго титранта, мл; M – молярная масса вещества В, г/моль; fэк – фактор эквивалентности вещества В; 1000 мл/л – пересчетный коэффициент.

Окислительно-восстановительное титрование - №68 - открытая онлайн библиотека ,

где ω – искомая массовая доля вещества В в растворе, %;V0 – объем раствора вещества В, мл; ρ – плотность раствора вещества В, г/см3.

13. При сожжении навески m г вещества В элемент Э переведен в оксид ЭOz, который поглотили раствором вещества А и сразу оттитровали V1 мл раствора первого титранта. Концентрация раствора первого титранта установлена с помощью с2 М раствора второго титранта, причем V2/V1 = y. Вычислить массовую долю (%) элемента Э в веществе В.

Решение.

Ионно-электронные уравнения полуреакций:

SO Окислительно-восстановительное титрование - №69 - открытая онлайн библиотека + 4 H+ + 2 e= SO2 + 2 H2O; 2 SO3S2– + 2 e= Окислительно-восстановительное титрование - №56 - открытая онлайн библиотека .

Окислительно-восстановительное титрование - №71 - открытая онлайн библиотека ,

где n – количество вещества оксида ЭOz, моль; c2 – молярная концентрация эквивалентов раствора второго титранта, моль/л; y – отношение объемов растворов второго и первого титрантов; V1 – объем раствора первого титранта, мл; Окислительно-восстановительное титрование - №72 - открытая онлайн библиотека – фактор эквивалентностиоксида ЭOz; 1000 мл/л – пересчетный коэффициент; fэк – фактор эквивалентности второго титранта.

Окислительно-восстановительное титрование - №73 - открытая онлайн библиотека ,

где ω – искомая массовая доля элемента Э в веществе В, %;M – молярная масса элемента Э, г/моль; m – физическая масса вещества В, г.

14. Из сплава, содержащего элемент Э, последний перевели рядом операций в осадок В. Действием на этот осадок кислоты и некоторого вещества было выделено другое вещество, на титрование которого пошло V мл с М раствора титранта. Найти массу элемента Э в навеске сплава.

Решение.

Ионно-электронные уравнения полуреакций:

PbCrO4 + 8 H+ + 3 e= Pb2+ + Cr3+ + 4 H2O; 2 SO3S2– + 2 e= Окислительно-восстановительное титрование - №56 - открытая онлайн библиотека .

Окислительно-восстановительное титрование - №75 - открытая онлайн библиотека ,

где n – количество вещества осадка В, моль; c – молярная концентрация э раствора титранта, моль/л; V – объем раствора титранта, мл; fэк,1 – фактор эквивалентности осадка В; 1000 мл/л – пересчетный коэффициент; fэк,2 – фактор эквивалентности титранта.

Окислительно-восстановительное титрование - №5 - открытая онлайн библиотека

где m – искомая физическая масса элемента Э в навеске сплава, г; M – молярная масса элемента Э, г/моль.

15. К смеси, содержащей избыток иодида и иодата калия, добавили V1 мл раствора серной кислоты. Выделившийся дииод оттитровали V2 мл с М раствора титранта. Вычислить титр серной кислоты по другому веществу.

Решение.

Ионно-электронные уравнения полуреакций:

I2 + 2 e= 2 I; 2 SO3S2– + 2 e= Окислительно-восстановительное титрование - №56 - открытая онлайн библиотека .

Окислительно-восстановительное титрование - №78 - открытая онлайн библиотека ,

где n – количество вещества дииода, моль; c – молярная концентрация раствора титранта, моль/л; V – объем раствора титранта, мл; fэк,1 – фактор эквивалентности дииода; 1000 мл/л – пересчетный коэффициент; fэк,2 – фактор эквивалентности титранта.

Молекулярное уравнение реакции:

KIO3 + 3 H2SO4 + 5 KI = 3 I2 + 3 K2SO4 + 3 H2O.

Как видно из него, количества вещества дииода и серной кислоты совпадают, откуда

Окислительно-восстановительное титрование - №79 - открытая онлайн библиотека ,

где Окислительно-восстановительное титрование - №80 - открытая онлайн библиотека – искомый титр раствора серной кислоты по другому веществу, г/мл; M – молярная масса другого вещества, г/моль; Окислительно-восстановительное титрование - №72 - открытая онлайн библиотека – фактор эквивалентности другого вещества; V1 – объем раствора серной кислоты, мл; fэк – фактор эквивалентности серной кислоты.

16. К раствору, содержащему m0 г технического вещества В прилили V1 мл сэк,1 н. раствора, избыток которого оттитровали V2 см3 сэк,2 н. раствора второго титранта. Вычислите массовую долю (%) вещества В в образце.

Решение.

Ионно-электронное уравнение полуреакции:

ClO Окислительно-восстановительное титрование - №66 - открытая онлайн библиотека + 6 H+ + 6 e = Cl + 3 H2O.

Окислительно-восстановительное титрование - №67 - открытая онлайн библиотека ,

где m – физическая масса вещества В в образце, г; сэк,1 – молярная концентрация эквивалентов раствора первого титранта, моль/л; V1 – объем раствора первого титранта, мл; сэк,2 – молярная концентрация эквивалентов раствора второго титранта, моль; V2 – объем раствора второго титранта, см3; M – молярная масса вещества В, г/моль; fэк – фактор эквивалентности вещества В; 1000 мл/л – пересчетный коэффициент.

Окислительно-восстановительное титрование - №84 - открытая онлайн библиотека ,

где ω – искомая массовая доля вещества В в образце, %;m0 – физическая масса образца, г.

17. К V мл раствора вещества В добавили V1 мл раствора первого титранта с титром T1 г/мл (избыток). Выпавший осадок отфильтровали, и избыток первого титранта в фильтрате оттитровали V2мл раствора второго титранта с титром T2 г/мл. Определите титр исходного раствора и его молярную концентрацию.

Решение.

Ионно-электронные уравнения полуреакций:

MnO Окислительно-восстановительное титрование - №28 - открытая онлайн библиотека + 8 H+ + 5 e = Mn2+ + 4 H2O; 2 CO2 + 2 H+ + 2 e= Н2С2O4;

Окислительно-восстановительное титрование - №86 - открытая онлайн библиотека ,

где сэк,1 – молярная концентрация эквивалентов раствора первого титранта, ммоль/л; T1 – титр раствора первого титранта, г/мл; fэк,1 – фактор эквивалентности первого титранта; M1– молярная масса первого титранта, г/моль.

Окислительно-восстановительное титрование - №87 - открытая онлайн библиотека ,

где сэк,2 – молярная концентрация эквивалентов раствора второго титранта, ммоль/л; T2 – титр раствора второго титранта, г/мл; fэк,2 – фактор эквивалентности второго титранта; M2– молярная масса второго титранта, г/моль.

Окислительно-восстановительное титрование - №88 - открытая онлайн библиотека ,

где n – количество вещества В, моль; V1 – объем раствора первого титранта, мл; V2 – объем раствора второго титранта, мл; fэк – фактор эквивалентности вещества В.

Окислительно-восстановительное титрование - №89 - открытая онлайн библиотека ,

где T – искомый титр исходного раствора, г/мл; M – молярная масса вещества В, г/моль; V – объем исходного раствора, мл.

Окислительно-восстановительное титрование - №90 - открытая онлайн библиотека ,

где c – искомая молярная концентрация исходного раствора, моль/л; 1000 мл/л – пересчетный коэффициент.

ЭЛЕКТРОЛИЗ

1. Если годовой объем очищаемой воды равен V м3, а содержание в нем ионов Mz+ составляет ρ мг/дм3, то время, необходимое для выделения всего металла М электролизом при силе тока I А и выходе по току η%, составит ___ суток.

Решение.

Окислительно-восстановительное титрование - №91 - открытая онлайн библиотека ,

где m – физическая масса металла М в годовом объеме очищаемой воды, г; V – годовой объем очищаемой воды, м3; ρ – концентрация ионов Mx+ в очищаемой воде, мг/дм3.

Согласно объединенному закону Фарадея

Окислительно-восстановительное титрование - №92 - открытая онлайн библиотека , откуда Окислительно-восстановительное титрование - №93 - открытая онлайн библиотека

где h – выход по току, %; М – молярная масса металла М, г/моль; I – сила тока электролиза, А; t – время электролиза, с; 100% – пересчетный коэффициент; z – величина заряда катиона Mz+; F = 96 500 Кл/моль – пос­тоянная Фарадея.

Окислительно-восстановительное титрование - №94 - открытая онлайн библиотека ,

где Окислительно-восстановительное титрование - №95 - открытая онлайн библиотека – искомое время электролиза, сутки; 86400 с/сутки – пересчетный коэффициент.

2. Масса металла М, полученного электролизом раствора соли этого металла, в течение tмин при силе тока I А и выходе по току η %, равна ___ г.

Решение.

Согласно объединенному закону Фарадея

Окислительно-восстановительное титрование - №96 - открытая онлайн библиотека ,

где m – искомая физическая масса металла М, полученного электролизом раствора, г; 60 с/мин – пересчетный коэффициент; h – выход по току, %; М – молярная масса металла М, г/моль; I – сила тока электролиза, А; t – время электролиза, с; 100% – пересчетный коэффициент; z – степень окисления металла M в соли; F = 96 500 Кл/моль – пос­тоянная Фарадея.

Методы осаждения

3. Если годовой объем очищаемой воды равен V м3, а содержание в нем ионов Mz+ составляет ρ мг/дм3, то с учетом ω%-го избытка реагента, необходимого для полного осаждения, расход щелочи Окислительно-восстановительное титрование - №97 - открытая онлайн библиотека составит __ кг в год.

Решение.

Окислительно-восстановительное титрование - №98 - открытая онлайн библиотека ,

где n1 – количество вещества металла М в годовом объеме очищаемой воды, моль; V – годовой объем очищаемой воды, м3; ρ – концентрация ионов Mx+ в очищаемой воде, мг/дм3; М1 – молярная масса металла М, г/моль.

Краткое ионное уравнение реакции:

Mz+ + z OH= M(OH)z↓.

Уравнение диссоциации щелочи:

Окислительно-восстановительное титрование - №99 - открытая онлайн библиотека .

Из них видно, что

n(OH) = xn2 = zn1, откуда Окислительно-восстановительное титрование - №100 - открытая онлайн библиотека ,

где n(OH) – количество вещества ионов OH, необходимое для осаждения, моль; n2 – количество вещества щелочи Окислительно-восстановительное титрование - №97 - открытая онлайн библиотека , необходимое для осаждения, моль; z – величина заряда катиона Mz+; x – кислотность щелочи.

Окислительно-восстановительное титрование - №102 - открытая онлайн библиотека ,

где m2 – искомый расход щелочи, необходимый для полного осаждения, кг в год; М2 – молярная масса щелочи, г/моль; ω – массовая доля избытка, %; 100% – пересчетный коэффициент; 1000 г/кг – пересчетный коэффициент.

pH

4. Если суточный объем очищаемой воды равен V м3, значение водородного показателя исходного раствора равно pH, то с учетом ω%-го содержания действующего вещества в пересчете на карбонат кальция в известняковой муке ее расход составит __ кг в сутки.

Решение.

n1 = 1000V·10pH =V·103pH,

где n1 – количество вещества ионов H+ в суточном объеме очищаемой воды, моль; 1000 л/м3 – пересчетный коэффициент; V – суточный объем очищаемой воды, м3;pH – водородный показатель исходного раствора.

Краткое ионное уравнение реакции:

2 H+ + CaCO3 = Ca2+ + CO2↑ + H2O.

Из него видно, что

Окислительно-восстановительное титрование - №103 - открытая онлайн библиотека ,

где n2 – необходимое для нейтрализации количество вещества карбоната кальция, моль.

Окислительно-восстановительное титрование - №104 - открытая онлайн библиотека ,

где m2 – искомый расход известняковой муки, кг в сутки; М2 – молярная масса карбоната кальция, г/моль; 10 г/(кг·%) – пересчетный коэффициент; ω – массовая доля карбоната кальция в известняковой муке, %.

5. Сколько мл cэкн. раствора слабой одноосновной кислоты нужно добавить к V2мл c М раствора натриевой соли этой кислоты, чтобы получить раствор с водородным показателем pH?

Решение.

рКa(CH3COOH) = 4,74.

Окислительно-восстановительное титрование - №105 - открытая онлайн библиотека

где nc – количество вещества соли, ммоль; c – молярная концентрация раствора соли, моль/л; V2 – объем раствора соли, мл.

Окислительно-восстановительное титрование - №106 - открытая онлайн библиотека Согласно уравнению Гендерсона-Гассельбаха для кислотной буферной системы

Окислительно-восстановительное титрование - №107 - открытая онлайн библиотека откуда Окислительно-восстановительное титрование - №108 - открытая онлайн библиотека

где pH – водородный показатель буферного раствора; рКa – показатель константы диссоциации кислоты; nк – количество вещества кислоты, ммоль.

Окислительно-восстановительное титрование - №109 - открытая онлайн библиотека ,

где V1 – искомый объем раствора кислоты, мл; сэк – молярная концентрация эквивалентов раствора кислоты, моль/л.

6. Найти величину буферной емкости буферного раствора, если после добавления V2мл cэкн. раствора щелочи к V1мл этого раствора pH последнего увеличивается с pH1до pH2.

Решение.

Окислительно-восстановительное титрование - №110 - открытая онлайн библиотека ,

где Окислительно-восстановительное титрование - №111 - открытая онлайн библиотека – искомая буферная емкость по щелочи, моль/л; сэк – молярная концентрация эквивалентов раствора щелочи, моль/л; V2 – объем раствора щелочи, мл; pH2 и pH1 – значения водородного показателя буферного раствора после и до добавления щелочи; V1 – исходный объем буферного раствора, мл.

7. Определить буферную емкость системы, если для изменения ее pH от pH1до pH2 добавили к V1 мл системы V2мл cэкн. сильной кислоты.

Решение.

Окислительно-восстановительное титрование - №112 - открытая онлайн библиотека ,

где Окислительно-восстановительное титрование - №113 - открытая онлайн библиотека – искомая буферная емкость по кислоте, моль/л; сэк – молярная концентрация эквивалентов раствора кислоты, моль/л; V2 – объем раствора кислоты, мл; pH2 и pH1 – значения водородного показателя буферной системы после и до добавления кислоты; V1 – исходный объем буферной системы, мл.

8. Активная кислотность биологической жидкости равна [H+] моль/л. Найти pH жидкости.

Решение.

pH = –lg[H+],

где pH – искомое значение водородного показателя; [H+] – активная кислотность, моль/л.

9. Определить концентрации гидроксид-ионов в крови человека при t1 °С и при t2 °С, если при t1 °С показатель ионного произведения воды равен рКw,1, а при t2 °С – рКw,2. Водородный показатель крови при обеих температурах равен pH.

Решение.

Окислительно-восстановительное титрование - №114 - открытая онлайн библиотека , Окислительно-восстановительное титрование - №115 - открытая онлайн библиотека ,

где Окислительно-восстановительное титрование - №116 - открытая онлайн библиотека и Окислительно-восстановительное титрование - №117 - открытая онлайн библиотека – искомые концентрации гидроксид-ионов, моль/л; pH – водородный показатель крови; рКw,1 и рКw,2 – показатели ионного произведения воды при температурах t1 °С и t2 °С соответственно.

10. Определить pH раствора, содержащего nоснмоль основания и ncмоль соли, если показатель константы диссоциации основания равен рКb.

Решение.

Окислительно-восстановительное титрование - №106 - открытая онлайн библиотека Согласно уравнению Гендерсона-Гассельбаха для оснóвной буферной системы

Окислительно-восстановительное титрование - №119 - открытая онлайн библиотека ,

где pOH – гидроксидный показатель раствора; рКb – показатель константы диссоциации основания; nосн – количество вещества основания, моль; nc – количество вещества соли, моль.

При комнатной температуре

pH = 14 – pOH,

где pH – искомый водородный показатель раствора; 14 – показатель ионного произведения воды.

11. Каково соотношение между концентрацией гидрокарбонат-ионов и парциальным давлением диоксида углерода в крови, водородный показатель которой равен pH, если для такой буферной системы в крови человека суммарный показатель константы диссоциации равен рКa?

Решение.

Окислительно-восстановительное титрование - №106 - открытая онлайн библиотека Согласно уравнению Гендерсона-Гассельбаха для гидрокарбонатной кислот буферной системы

Окислительно-восстановительное титрование - №121 - открытая онлайн библиотека , откуда Окислительно-восстановительное титрование - №122 - открытая онлайн библиотека ,

где pH – водородный показатель крови; рКa – суммарный показатель константы диссоциации; Окислительно-восстановительное титрование - №123 - открытая онлайн библиотека – искомое соотношение между концентрацией гидрокарбонат-ионов и парциальным давлением диоксида углерода в крови.

Осмометрия

12. Смесь, содержащая m1 г неэлектролитаВи m2 г растворителя, плавится при tпл. р-ра 165 °С. Найти молекулярную массу неэлектролита В, если температура плавления растворителя tпл. р-ля °С, а ее криоскопическая постоянная равна Kк К·кг/моль.

Решение.

зам = tпл. р-ля – tпл. р-ра ,

где DТзам по­нижение температуры замерзания раствора относительно растворителя, К; tпл. р-ля температура плавления растворителя, 0C; – tпл. р-ра температура плавления раствора (смеси), 0C.

Согласно второму закону Рауля для растворов неэлектролитов

зам = Ккcm, откуда Окислительно-восстановительное титрование - №124 - открытая онлайн библиотека ,

где Кккриоскопическая константа растворителя, К·кг/моль; cm моляльная концентрация В, моль/кг.

По определению

Окислительно-восстановительное титрование - №125 - открытая онлайн библиотека откуда Окислительно-восстановительное титрование - №126 - открытая онлайн библиотека

где 1000 г/кг пересчетный коэффициент; nколичество вещества В, моль; m2 физическая масса растворителя, г; m1 физическая масса В, г; Mмолярная масса В, г/моль.

Mr = │M │,

где Mr искомая молекулярная масса В, а.е.м.

12. При T К давление насыщенного пара над чистым растворителем равно p0кПа. Сколько граммов неэлектролитаВнадо растворить в m1 г растворителя, чтобы понизить давление пара на ΔpПа?

Решение.

Согласно первому закону Рауля для растворов неэлектролитов

Окислительно-восстановительное титрование - №127 - открытая онлайн библиотека ,

где χ– мольная доля В; Δp –понижениедавления насыщенного пара над раствором относительно чистого растворителя; Па; 1000 Па/кПа пересчетный коэффициент; p0 давление насыщенного пара над чистым растворителем, кПа.

По определению

Окислительно-восстановительное титрование - №128 - открытая онлайн библиотека откуда Окислительно-восстановительное титрование - №129 - открытая онлайн библиотека

где n2 и n1 количества вещества В и растворителя, моль; m1 физическая масса растворителя, г; m2 искомаяфизическая масса неэлектролитаВ, г; M1 и M2 – молярные массы растворителя и В соответственно, г/моль.

13. При t °С давление насыщенного пара чистого растворителя составляет p0кПа. Найти при той же температуре давление насыщенного пара над ω%-ным раствором неэлектролитаВ.

Решение.

m1 = ω, m2= 100 – ω,

где m1 и m2 физические массы В и растворителя в 100 г раствора, г; ω массовая доля В, %.

Окислительно-восстановительное титрование - №130 - открытая онлайн библиотека ,

где n1 и n2 количества вещества В и растворителя в 100 г раствора, моль; M1 и M2 – молярные массы В и растворителя, г/моль.

По определению

Окислительно-восстановительное титрование - №131 - открытая онлайн библиотека ,

где χ мольная доля В.

Согласно первому закону Рауля для растворов неэлектролитов

Окислительно-восстановительное титрование - №132 - открытая онлайн библиотека , откуда Окислительно-восстановительное титрование - №133 - открытая онлайн библиотека

где p0 давление насыщенного пара чистого растворителя, кПа; p искомое давления насыщенного пара над раствором, кПа.

14. Раствор, содержащий m1г вещества В в m2г растворителя, кристаллизуется при температуре на DТзам °С ниже, чем чистый растворитель. Определить, происходит ли диссоциация или ассоциация вещества В в этом растворе, и в какой степени. Криоскопическая константа растворителя равна Кк К·кг/моль.

Решение.

Согласно второму закону Рауля для растворов неэлектролитов

зам = Ккcm, откуда Окислительно-восстановительное титрование - №124 - открытая онлайн библиотека

где DТзам по­нижение температуры замерзания раствора относительно растворителя, °С; Кккриоскопическая константа растворителя, К·кг/моль; cm моляльная концентрация В, моль/кг.

По определению

Окислительно-восстановительное титрование - №125 - открытая онлайн библиотека откуда Окислительно-восстановительное титрование - №126 - открытая онлайн библиотека

где 1000 г/кг пересчетный коэффициент; nколичество вещества В, моль; m2 физическая масса растворителя, г; m1 физическая масса В, г; Mмолярная масса В в растворе, г/моль.

Если M > M(В), то происходит ассоциация вещества В в этом растворе, и

Окислительно-восстановительное титрование - №137 - открытая онлайн библиотека ,

где β – степень ассоциации; M(В)молярная масса индивидуального вещества В, г/моль.

Если M < M(В), то происходит диссоциация вещества В в этом растворе, и

Окислительно-восстановительное титрование - №138 - открытая онлайн библиотека ,

где α – степень диссоциации.

15. Температура замерзания водного раствора неэлектролитаВравна Тзам р-ра К. Давление пара чистой воды при этой же температуре равно p0 Па, а энтальпия плавления льда составляет ΔHпл Дж/моль. Найти давление пара раствора сахара.

Решение.

Окислительно-восстановительное титрование - №139 - открытая онлайн библиотека ,

где Кккриоскопическая константа растворителя (воды), К·кг/моль; R = 8,31 Окислительно-восстановительное титрование - №140 - открытая онлайн библиотека – универсальная газовая постоянная; Тзам р-ля – температура замерзания растворителя (воды), К; M – молярная масса растворителя, г/моль; ΔHпл – энтальпия плавления растворителя (льда), Дж/моль.

зам = Tзам. р-ля Tзам. р-ра,

где DТзам по­нижение температуры замерзания раствора относительно растворителя, К; Tзам. р-ра температура замерзания раствора, K.

Согласно второму закону Рауля для растворов неэлектролитов

зам = Ккcm, откуда Окислительно-восстановительное титрование - №124 - открытая онлайн библиотека

где cm моляльная концентрация В, моль/кг.

Окислительно-восстановительное титрование - №142 - открытая онлайн библиотека ,

где χ мольная доля В.

Согласно первому закону Рауля для растворов неэлектролитов

Окислительно-восстановительное титрование - №132 - открытая онлайн библиотека , откуда Окислительно-восстановительное титрование - №133 - открытая онлайн библиотека ,

где p0 давление насыщенного пара чистой воды, Па; p искомое давления насыщенного пара раствора, Па.

16. Водный раствор неэлектролитаВкристаллизуется при tлзам. р-ра °С. Моляльная концентрация этого раствора равна __ моль/кг. Криоскопическая константа воды равна КкК·кг/моль.

Решение.

зам = tзам. воды tзам. р-ра,

где DТзам по­нижение температуры замерзания раствора относительно растворителя, К; tзам. р-ра температура замерзания раствора, 0C; tзам. воды температура замерзания воды, 0C.

Согласно второму закону Рауля для растворов неэлектролитов

зам = Ккcm, откуда Окислительно-восстановительное титрование - №124 - открытая онлайн библиотека ,

где Кккриоскопическая константа растворителя, К·кг/моль; cm искомая моляльная концентрация В, моль/кг.

17. Сколько моль неэлектролитаВ нужно растворить в m кг воды для получения раствора, температура кипения которого равна tкип. р-ра °С? Эбулиоскопическая константа воды равна КэК·кг/моль.

Решение.

кип = tкип. р-ра tкип. воды,

где DТкип по­вышение температуры кипения раствора относительно воды, К;

tкип. р-ра температура кипения раствора, °С; tкип. воды температура кипения воды, °С.

Согласно второму закону Рауля для растворов неэлектролитов

кип = Кэcm, откуда Окислительно-восстановительное титрование - №146 - открытая онлайн библиотека ,

Кэ эбулиоскопическая константа воды, К·кг/моль; cm моляльная концентрация неэлектролитаВ, моль/кг.

По определению

Окислительно-восстановительное титрование - №147 - открытая онлайн библиотека откуда Окислительно-восстановительное титрование - №148 - открытая онлайн библиотека

где nискомоеколичество вещества В, моль; m физическая масса воды, кг.

18. Раствор, содержащий m1г неэлектролита В в m2кг воды, кипит при tкип. р-ра °С. Молярная масса этого вещества равна __ г/моль. Эбулиоскопическая константа воды равна Кэ К·кг/моль.

Решение.

кип = tкип. р-ра tкип. воды,

где DТкип по­вышение температуры кипения раствора относительно воды, К;

tкип. р-ра температура кипения раствора, °С; tкип. воды температура кипения воды, °С.

Согласно второму закону Рауля для растворов неэлектролитов

кип = Кэcm, откуда Окислительно-восстановительное титрование - №146 - открытая онлайн библиотека ,

Кэ эбулиоскопическая константа воды, К·кг/моль; cm моляльная концентрация неэлектролитаВ, моль/кг.

По определению

Окислительно-восстановительное титрование - №150 - открытая онлайн библиотека откуда Окислительно-восстановительное титрование - №151 - открытая онлайн библиотека

где nколичество вещества В, моль; m2 физическая масса воды, кг.

Окислительно-восстановительное титрование - №152 - открытая онлайн библиотека

где M – искомая молярная масса В, г/моль; m1 физическая масса В, г.

19. Температура кипения ω%-ного водного раствора электролита равна tкип. р-ра °С. Эбулиоскопическая константа воды равна Кэ К·кг/моль. Определите изотонический коэффициент раствора электролита.

Решение.

кип = tкип. р-ра tкип. воды,

где DТкип по­вышение температуры кипения раствора относительно воды, К;

tкип. р-ра температура кипения раствора, °С; tкип. воды температура кипения воды, °С.

m1 = ω, m2= 100 – ω,

где m1 и m2 физические массы В и воды в 100 г раствора, г; ω массовая доля В, %.

Окислительно-восстановительное титрование - №153 - открытая онлайн библиотека ,

где n количество вещества В в 100 г раствора, моль; M – молярная масса В, г/моль.

По определению

Окислительно-восстановительное титрование - №154 - открытая онлайн библиотека

где cm моляльная концентрация электролитаВ, моль/кг; 1000 г/кг пересчетный коэффициент; m2 физическая масса воды, г.

Согласно второму закону Рауля для растворов электролитов

кип = iКэcm. откуда Окислительно-восстановительное титрование - №155 - открытая онлайн библиотека .

где DТкип по­вышение температуры кипения раств