Задачи
1. Закрепить на практике теоретические знания.
2. Освоить методику титрования в методе алкалиметрии.
3. Освоить технику определения точки эквивалентности по индикатору фенолфталеину.
Продолжительность занятия: 90 минут (2 академических часа).
Вопросы самоподготовки:
- Способы выражения концентрации; молярная, молярная концентрация эквивалента;
- Титр. Техника приготовления растворов с титром установленным и титром установленным;
- Рабочие и стандартные растворы метода кислотно-основного титрования;
- Фиксация точки эквивалентности с помощью кислотно-основного индикатора;
- Определение поправочного коэффициента и способы его расчета.
Материальное обеспечение:
а) реактивы:
- раствор NaOH » 0,1 моль/л;
- индикатор фенолфталеин;
- раствор Н2С2О4·2Н2О с точной концентрацией (приготовленная студентами).
б) посуда, оборудование
- бюретки;
- пипетки;
- воронки;
- колбы для титрования
в) наглядные пособия, таблицы
- Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
- Таблица «Техника работы с мерной посудой».
Определение молярной концентрации эквивалента гидроксида натрия по раствору щавелевой кислоты
Н2С2О4 + 2 NaOH ® Na2 C2 O4 + 2 H2 O
Na2 C2 O4 Û 2 Na+ + C2 O42-
C2O42- + HOH Û HC2O4- + OH- pH >7
Техника выполнения: бюретку заполняют рабочим раствором гидроксида натрия, набирают пипеткой 10 мл стандартного раствора щавелевой кислоты точной концентрации, выливают в колбу для титрования, прибавляют 2 капли индикатора фенолфталеина, т.к. в точке эквивалентности среда щелочная (смотри уравнение реакции), титруют раствором гидроксида натрия до появления розовой окраски, неисчезающей в течение 20-30 секунд. Титрование повторяют 2-3 раза.
I-е титрование V1- …
II-е титрование V2 -…
III-е титрование V3 -…
V1+V2 +V3
V ср. = 3
C(f Н2С2О4) ·V Н2С2О4 = C(f NaOH) · V NaOH
C(f Н2С2О4) · V Н2С2О4
C(f NaOH) = V ср. NaOH = …….
C(f Н2С2О4) смотри работу №13.
C(f) пр. C(f пр NaOH)
К= C(f) теор. = 0,1 = …….
Задание №14.
Проверить процентное содержание гидрокарбоната натрия в растворе, проверить процентное содержание гидроксида аммония, проверить процентное содержание хлористоводородной кислоты, проверить процентное содержание уксусной кислоты.
Задачи
1. Закрепить теоретические знания и практические умения и навыки.
Продолжительность занятия: 180 минут (4 академических часа).
Вопросы самоподготовки:
1. Формулы расчета и определения концентрации: молярная, молярная концентрация эквивалента, титр, титр рабочего раствора по определяемому веществу.
2. Рабочие растворы методов кислотно-основного титрования.
3. Исходные вещества методов кислотно-основного титрования.
4. Подбор индикаторов в зависимости от рН в точке эквивалентности.
Материальное обеспечение:
а) реактивы:
раствор NaOH С(f NaOH) =0,1 моль/л
раствор HCl c С(f HCl) =0,1моль/л
раствор NaHCO3;
раствор NH4OH;
раствор CH3COOH;
раствор HCl;
индикатор метилоранж;
индикатор фенолфталеин;
б) посуда, оборудование
бюретки;
пипетки;
мерные колбы на 100 мл;
воронки;
колбы для титрования
в) наглядные пособия, таблицы
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
Проверка процентного содержания »5% раствора натрия гидрокарбоната ( r=1,033 г/мл).
NaHCO3 + HCl ® NaCl + H2CO3
рН=7 рН<7
f NaHCO3=1, М.м. NaHCO3=84 г/моль.
Если взять для титрования непосредственно 10 мл 5% раствора гидрокарбоната натрия, можно ли сразу оттитровать раствором HCl.
Проведем расчет ориентировочного объема титранта:
1. Сколько грамм NaHCO3 содержится в 10 мл раствора? В 100 граммах раствора содержится 5 грамм NaHCO3
10 мл ×r (m=V×r) – x
10×1,033 ×5
x= 100 = 0,5165 г.
C(f HCl)× М. NaHCO3× f NaHCO3 0,1×84× 1
2. Расчет T HCl/NaHCO3 = 1000 = 1000 = 0,0084 г/мл.
T HCl/NaHCO3 показывает, что 1 мл раствора HCl С(f HCl) =0,1моль/л реагирует с 0,0084 г NaHCO3
х 0,5165 г
1× 0,5165
х= 0,0084 = 61,48 » 61,5 мл
Расчет показывает, что необходимо приготовить разведение, т.к. объема бюретки (25 мл) не хватит на титрование. Будем готовить разведение объемом 100 мл раствора NaHCO3 с С(f NaHCO3) 0,1моль/л.
1. Сколько граммов NaHCO3 необходимо для приготовления 100 мл раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л?
Q Þ Q=T×V
Т= V
C(f NaHCO3) ×f NaHCO3 ×M NaHCO3 ×Vколбы 0,1×1 ×84×100
Q= 1000 = 1000 = 0,84 г.
2. В какой массе 5 % раствора содержится 0,84 грамм NaHCO3 В 100 граммах 5% раствора содержится 5 грамм NaHCO3
х 0,84 г
100× 0,84
х= 5 = 16,8 5% раствора NaHCO3
3. В каком объеме 5 % раствора содержится 0,84 грамма NaHCO3.
m 16,8 г
V= r = 1,033 г/мл =16,3 мл 5 % раствора NaHCO3.
Специальную бюретку заполняют 5% раствором NaHCO3 по всем правилам и отмеряют 16,3 мл в мерную колбу на 100 мл, доводят водой до метки по нижнему мениску, перемешивают.
Техника выполнения: рабочую бюретку заполняют раствором HCl с С(f HCl) 0,1моль/л, пипеткой из мерной колбы отмеряют 10 мл приготовленного раствора NaHCO3, переносят в колбу для титрования, прибавляют 2 капли индикатора метилоранжа (см уравнение реакции и рН в точке эквивалентности) и титруют раствором HCl с С(f HCl) 0,1моль/л до перехода желтой окраски в оранжевую. Титрование повторяют 2-3 раза.
Результаты титрования:
I-е титрование V1- …
II-е титрование V2 -…
III-е титрование V3 -…
V1+V2 +V3
V ср. = 3
C(f HCl)× М. NaHCO3× f NaHCO3 0,1×84× 1
T HCl/NaHCO3 = 1000 = 1000 = 0,0084 г/мл.
Vср. HCl × K HCl× T HCl/NaHCO3 ×Vколбы×100
% раствора NaHCO3= Q×Vпип. = …
Q=16,8 грамм
Vпип.= 10мл
Вывод: это значит, что в 100 граммах раствора содержится … гр. NaHCO3.
Проверка процентного содержания газообразного аммиака в 10 % растворе ( r=0,9575 г/мл)
Рассчитайте ориентировочный объем титранта необходимый для титрования 10 мл 10 % раствора аммиака, и убедитесь в необходимости приготовления разведения (смотрите предыдущую работу).
1. Приготовление 100 мл раствора аммиака с молярной концентрацией 0,1 моль/л. NH3 + HCl ® NH4 Cl f NH3=1; М. м. NH3=17 г/моль. а) Сколько граммов газообразного аммиака содержится в 100 мл раствора с молярной концентрацией 0,1 моль/л.
C(f NH3) ×f NH3 ×M NH3 ×Vколбы 0,1×1 ×17,03×100
Q=T×V = 1000 = 1000 = 0,1703 г.
б) В какой массе 10% раствора аммиака содержится 0,1703 грамма NH3.
В 100 граммах 10% раствора содержится 10 грамм NH3
х 0,1703 г NH3
100× 0,1703
х= 10 = 1,703 гр.- 10% раствора NH3
в) В каком объеме 10% раствора аммиака содержится 1,703 грамма NH3
m 1,703 г
V= r = 0,9575 г/мл =1,775 мл » 1,8 мл 10 % раствора NH3.
Специальную бюретку заполняют по всем правилам 10 % раствором аммиака и отмеривают 1,8 мл раствора (каждое измерение начинают с нуля!), помещают в мерную колбу на 100 мл, доводят водой до метки и тщательно перемешивают.
2. Проверка процентного содержания
Рабочую бюретку заполняют рабочим раствором (раствором HCl с С(f HCl) 0,1моль/л). Пипеткой из мерной колбы отмеривают 10 мл приготовленного раствора аммиака и помещают в колбу для титрования, прибавляют 2 капли индикатора метилового оранжевого (используя уравнение реакции, значение рН в точке эквивалентности, объясните, можно ли использовать индикатор фенолфталеин?) и титруют раствором хлороводородной кислоты на белом фоне до перехода желтой окраски раствора в оранжевую. Титрование повторяют 2-3 раза:
I-е титрование V1- …
II-е титрование V2 -…
III-е титрование V3 -…
V1+V2 +V3
V ср. = 3
NH3 + HCl ® NH4 Cl
NH4+ + H2 O Û NH4 OH + H+
pH<7
C(f HCl)× М. NH3× f NH3 0,1×17,03× 1
T HCl/NH3 = 1000 = 1000 = 0,001703 г/мл.
Vср. HCl × K HCl× T HCl/NH3 ×Vколбы×100
% раствора NH3= Q×Vпип. = …
Q=1,8 грамм
Vпип.= 10мл
Вывод: в 100 граммах раствора содержится … гр. газообразного NH3.
Проверка процентного содержания хлороводорода в 8 % растворе ( r=1,0376 г/мл).
HCl + NaOH ® NaCl + H2O
рН=7
f HCl=1 M. м. HCl=36,46 г/моль
Определим, можно ли непосредственно оттитровать анализируемый раствор, рассчитаем ориентировочный объем раствора NaOH с молярной концентрацией 0,1 моль/л, который будет израсходован на титрование 10 мл 8 % раствора хлороводородной кислоты.
1. Сколько грамм хлородоворода содержится в 10 мл 8 % растворе.
В 100 граммах 8 % раствора содержится 8 грамм HCl
10 мл×1,0376 (m=V×r) х
10× 1,0376×8
х= 100 = 0,83008 » 0,83 HCl
2. C(f NaOH)× М.HCl × f HCl 0,1×36,46× 1
T NaOH/HCl = 1000 = 1000 = 0,003646 г/мл.
T NaOH/HCl Þ 1 мл раствора NaOH 0,003646 г. HCl
х 0,83 г. HCl
1× 0,83
х= 0,003646 = 227,65 мл Þ необходимо готовить разведение.
I. Приготовление 100 мл раствора кислоты хлороводородной с молярной концентрацией 0, 1 моль/л. а) Сколько граммов газообразного хлороводорода необходимо для приготовления 100 мл раствора с C(f HCl)=0,1 моль/л.
C(f HCl) ×f HCl ×M HCl ×Vколбы 0,1×1 ×36,46×100
Q=T×V = 1000 = 1000 = 0,3646 г. газообразного HCl. б) В какой массе 8 % раствора содержится 0,3646 грамм хлороводорода.
В 100 граммах 8 % раствора содержится 8 грамм HCl
х 0,3646 г HCl
100× 0,3646
х= 8 = 4,56 8 % раствора HCl
в) В каком объеме 8% раствора содержится 4,56 грамм хлороводорода
m 4,56 г
V= r = 1,0376 г/мл =4,4 мл 8 % раствора HCl.
Специальную бюретку заполняют 8% раствором хлороводородной кислоты и отмеривают 4,4 мл (каждое измерение начинают с нуля), помещают в мерную колбу на 100 мл, доводят водой до метки, тщательно перемешивают.
II. Проверка процентного содержания.
Рабочую бюретку заполняют рабочим раствором щелочи. Пипеткой отмеривают 10 мл приготовленного раствора хлороводородной кислоты и помещают в колбу для титрования, прибавляют 2 капли индикатора фенолфталеина (объясните, можно ли использовать индикатор метиловый оранжевый) и титруют раствором NaOH на белом фоне до появления розовой окраски, устойчивой в течение 30 секунд. Титрование повторяют 2-3 раза.
I-е титрование V1- …
II-е титрование V2 -…
III-е титрование V3 -…
V1+V2 +V3
V ср. = 3
C(f NaOH)× М. HCl× f HCl 0,1×36,46× 1
T NaOH/HCl = 1000 = 1000 = 0,003646 г/мл.
Vср. NaOH × K NaOH × T NaOH /HCl ×Vколбы×100
% раствора HCl = Q×Vпип. = …
Вывод: в 100 граммах раствора содержится … гр. хлороводорода.
Проверка процентного содержания уксусной кислоты в 8 % растворе ( r=1,0097 г/мл)
СН 3СООН + NaOH ® CH3COONa + H2O
(CH3COO- + HOH Û CH3COOH + OH- (pH>7))
Рассчитайте ориентировочный объем титранта, который может быть израсходован на титрование 10 мл 8 % раствора уксусной кислоты. Убедитесь в необходимости приготовления разведения (смотри предыдущую работу).
1. Приготовление 100 мл раствора уксусной кислоты с молярной концентрацией 0,1 моль/л. а) Сколько граммов химически чистой уксусной кислоты необходимо для приготовления 100 мл раствора с молярной концентрацией 0,1 моль/л
C(f СН3СООН) ×f СН3СООН ×M СН3СООН ×Vколбы 0,1×1 ×60,05×100
Q=T×V = 1000 = 1000 = 0,6005 г. химически чистой СН3СООН.
f CH3COOH=1 M.м. CH3COOH=60,05 г/моль.
б) В какой массе 8 % раствора содержится 0,6005 грамм химически чистой CH3COOH.
В 100 граммах 8 % раствора содержится 8 грамм CH3COOH х 0,6005 г CH3COOH
100× 0,6005
х= 8 = 7,5 гр - 8 % раствора CH3COOH.
в) В каком объеме 8 % раствора содержится 0,6005 г химически чистой CH3COOH
m 7,5 г
V= r = 1,0097 г/мл =7,4 мл 8 % раствора CH3COOH.
Специальную бюретку заполняют 8 % раствором уксусной кислоты и отмеривают 7,4 мл, помещают в мерную колбу на 100 мл, доводят объем водой до метки, тщательно перемешивают.
2. Проверка процентного содержания.
Рабочую бюретку заполняют рабочим раствором (раствор NaOH с С(f NaOH) 0,1моль/л). Пипеткой из мерной колбы отмеривают 10 мл приготовленного раствора уксусной кислоты, переносят в колбу для титрования, прибавляют 2 капли индикатора фенолфталеина (решите, можно ли использовать индикатор метиловый оранжевый?) и тируют раствором щелочи (На белом фоне!) до розовой окраски, устойчивой в течение 30 секунд. Титрование повторяют 2-3 раза.
I-е титрование V1- …
II-е титрование V2 -…
III-е титрование V3 -…
V1+V2 +V3
V ср. = 3
C(f NaOH)× М. CH3COOH × f CH3COOH 0,1×60,05× 1
T NaOH/CH3COOH = 1000 = 1000 = 0,006005 г/мл.
Vср. NaOH × K NaOH × T NaOH /CH3COOH ×Vколбы×100
% раствора СН3СООН = Q×Vпип. = …
Вывод: в 100 граммах раствора содержится … гр. химически чистой уксусной кислоты.
Занятие № 15
Метод перманганатометрии
Определение процентного содержания безводного FeSO 4 в препарате FeSO 4 × 7 H 2 O
Дата: 2019-11-01, просмотров: 200.
