WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |

«Факультет экологической медицины Кафедра биохимии и биофизики Л. Ф. ПОДОБЕД, А. К. БАЕВ СБОРНИК ЗАДАЧ ПО АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА Минск 2007 УДК 543(075.8) ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Международный государственный экологический

университет имени А. Д. Сахарова»

Факультет экологической медицины

Кафедра биохимии и биофизики

Л. Ф. ПОДОБЕД, А. К. БАЕВ

СБОРНИК ЗАДАЧ

ПО АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА

Минск 2007 УДК 543(075.8) ББК 24.4я73 П44 Рекомендовано к изданию научно-методическим советом МГЭУ им. А. Д. Сахарова (протокол № 4 от 20 декабря 2006 г.).

Авторы:

преподаватель МГЭУ им. А. Д. Сахарова Л. Ф. Подобед;

профессор, доктор химических наук А. К. Баев.

Рецензенты:

Мечковский С. А., доктор химических наук, профессор кафедры аналитической химии Белорусского государственного университета;

Свириденко В. Г., кандидат химических наук, доцент, Гомельский государственный университет имени Ф. Скорины.

Подобед, Л. Ф.

П44 Сборник задач по аналитической химии : химические методы анализа / Л. Ф. Подобед, А. К. Баев. – Минск : МГЭУ им. А. Д. Сахарова, 2007. – 90 с.

ISBN 978-985-6823-52-0.

Данный сборник предназначен для студентов факультетов экологической медицины и мониторинга окружающей среды. Он включает в себя краткие теоретические сведения основ химических методов, решение типовых задач и наборы задач по каждому разделу для самостоятельного решения, приложения, список рекомендуемой литературы по изучаемым темам в соответствии с учебной программой и тематическим планом курса «Аналитическая химия».

УДК 543(075.8) ББК 24.4я Учреждение образования ISBN 978-985-6823-52- «Международный государственный экологический университет имени А. Д. Сахарова»,

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее учебно-методическое пособие предназначено для помощи студентам при подготовке к практическим и лабораторным занятиям по различным разделам курса «Аналитическая химия», при проведении расчетов количественного определения веществ и их состава. Здесь приведены краткие теоретические основы химических методов анализа, примеры выполнения расчетов, необходимые справочные данные.

На первом занятии каждому студенту рекомендуется выдать индивидуальное задание на весь семестр с последующим контролем выполненных расчетов при получении допуска к проведению лабораторной работы. Набор задач по различным темам достаточен для того, чтобы в каждой учебной группе не было повторяющихся заданий. Настоящие указания облегчают самостоятельную работу при подготовке к занятиям, способствуют формированию навыков решения задач и анализа возможных направлений реакций и содействуют лучшему пониманию теоретических проблем курса «Химические методы анализа».

РАЗДЕЛ 1.

ТИТРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД АНАЛИЗА

§1. ИОННАЯ СИЛА, АКТИВНОСТЬ,

КОЭФФИЦИЕНТ АКТИВНОСТИ

Произведение активностей гидроксильных ионов и ионов водорода в водных растворах при данной температуре – величина постоянная:

К в = а Н + аОН - = 10 -14 ;

[] [ ] аН + = Н + f Н + ; аОН - = ОН - f ОН - ;

[Н ] [ОН ] f + Kв.

При проведении расчетов следует различать действительную (или истинную), обозначаемую обычно буквой с, и эффективную (или активную) концентрацию, обозначаемую буквой а. Обе концентрации имеют размерность моль/л и связь между ними осуществляется посредством коэффициента активности Коэффициент активности характеризует степень отклонения системы от идеальной из-за электростатических взаимодействий ионов, участвующих в реакции, с посторонними (или собственными, если их концентрация очень высока) ионами. В идеальной системе (в разбавленных растворах сильных электролитов, когда с10-4) ai = c и коэффициент активности равен единице.

Это означает, что электростатическое взаимодействие отсутствует.

В растворах с большей концентрацией fi 1 и ai ci. Величина коэффициента активности, а значит и активности, зависит от заряда и ионной силы, создаваемой всеми ионами в растворе. Ионная сила равна полусумме произведения концентрации всех ионов в растворе на квадрат их заряда:

где Сi – концентрация (в молях на литр); zi – заряд иона.

В растворах слабых электролитов = 0. Зная, можно рассчитать коэффициент активности по формулам Дебая–Хюккеля:

Но чаще всего для определения коэффициента активности fi пользуются справочными таблицами (см. приложение). Зная коэффициент активности, можно оценить активность иона или электролита в растворе. Для облегчения расчетов можно пользоваться следующими допущениями.

1. Коэффициенты активности ионов одинакового заряда независимо от радиуса иона примерно равны. Поэтому в справочниках часто приводятся усредненные величины коэффициентов активности для одно-, двух-, трех- и четырехзарядных ионов.

2. Коэффициенты активности нейтральных частиц в разбавленных растворах электролитов принимают равными единице.

3. Очень разбавленные или насыщенные растворы малорастворимого электролита можно считать идеальными.

ПРИМЕР 1. Рассчитайте активность иона натрия и сульфат-иона в растворе, в одном литре которого содержится 0,005 моль Na2SO4 и 0,02 моль СН3СООН.

Решение: Записываем процесс ионизации сильного электролита:

является слабым электролитом и не участвует в создании ионной силы. Рассчитываем ионную силу раствора:



По табл. 1 приложения определяем приближенные значения f Na + f SO 2 - и вычисляем активности ионов:

ПРИМЕР 2. Рассчитайте коэффициент активности для 0,1 М раствора гидроксида натрия и сравните его с экспериментально найденной величиной 0,764.

Решение: Рассчитаем ионную силу раствора:

По формуле Дебая–Хюккеля находим f±:

Как видно, в данном случае рассчитанное и экспериментально найденное значения коэффициента активности близки; различие составляет 0,8 %.

Часто при расчетах сложных равновесий коэффициенты активности принимают равными единице. В этих случаях рассчитанные величины коэффициентов активности могут быть далекими от истинных;

влияние химических факторов гораздо больше, чем электростатических сил, поэтому пренебрежение последними при расчетах сложных равновесий не вносит ощутимой погрешности в результаты.

ЗАДАНИЯ

1. Вычислить ионную силу и активность ионов в 0,01 М растворе хлорида калия.

2. Вычислить ионную силу и активность ионов в 0,005 М растворе нитрата бария.

3. Вычислить ионную силу и активность ионов в 0,002 М растворе сульфата цинка.

4. Вычислить ионную силу и активность ионов в растворе, в 1 л которого содержится 0,005 моль нитрата меди и 0,001 моль сульфата алюминия.

5. Вычислить ионную силу и активность ионов в 0,02 М растворе соляной кислоты.

6. Вычислить ионную силу и активность ионов в 0,003 М растворе хлорида бария.

7. Вычислить ионную силу и активность ионов в 0,002 М растворе сульфата алюминия.

8. Вычислить активность магния и железа ионов в растворе, в л которого содержится 0,001 моль сульфата магния и 0,0005 моль нитрата алюминия.

9. Вычислить коэффициент активности и активность ионов в 0,005 М растворе хлорида цинка.

10. Вычислить активность ионов в растворе, в 1 л которого содержится 0,001 моль сульфата калия-аммония.

11. Вычислить активность ионов водорода в растворе, в 1 л которого содержится 0,1 моль уксусной кислоты и 0,2 моль ацетата натрия.

12. Вычислить ионную силу и активность магния в растворе, в 1 л которого содержится 0,01 моль сульфата магния и 0,01 моль хлорида магния.

13. Вычислить приблизительное значение активности ионов калия, сульфата в 0,01М растворе сульфата калия.

14. Вычислить приблизительное значение активности ионов водорода в 0,0005 М растворе серной кислоты, содержащем, кроме того, 0,0005 моль/л соляной кислоты. Считать, что серная кислота полностью диссоциирует по обеим ступеням.

15. Вычислить ионную силу и активность магния в растворе, в 1 л которого содержится 0,01 моль/л нитрата кальция и 0,01 М хлорида кальция.

16. Вычислить ионную силу и активность ионов водорода в 0,005 н растворе соляной кислоты, содержащем, кроме того, 0,15 моль/л хлорида натрия.

17. Вычислить ионную силу и активность в 1 % (по массе) хлорида бария. Плотность раствора принять равной 1.

§2. РАСЧЕТ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ МАСС

В основе объемного анализа лежит закон эквивалентов, согласно которому вещества реагируют друг с другом в строго определенных (эквивалентных) соотношениях.

Химический эквивалент – реальная или условная частица вещества в кислотно-основной реакции химически равноценна одному иону Н+, а в окислительно-восстановительной реакции – одному электрону.

Реальная частица – ион, атом или молекула, условная частица – определенная часть (половина, треть и т.д.) иона, атома или молекулы.

В общем случае эквивалент любого вещества Х обозначают следующим образом: 1 (C ), где Z *– число эквивалентности.

Число эквивалентности Z* – число ионов Н+ в кислотноосновной реакции или число электронов в окислительновосстановительной реакции, которое химически равноценно одной частице вещества Х.

Фактор эквивалентности 1/Z* – число, которое показывает, какая доля реальной частицы Х эквивалентна одному иону Н+ в кислотно-основной реакции или одному электрону в окислительновосстановительной реакции.

Химическое количество эквивалента вещества Х – п 1* (C ) – величина, численно равная отношению массы вещества Х к молярной массе его эквивалента. Единица измерения – моль.

Расчет эквивалентов при использовании различных методов объемного анализа производится на основании конкретных химических реакций.

Так, в случае метода нейтрализации число эквивалентов рассчитывается по числу Н+ или ОН--ионов, вступающих во взаимодействие.

Если применяют метод осаждения, молекулярную массу делят на число зарядов иона, участвующего в образовании осадка, и получают массу, эквивалентную (Мэ).

ПРИМЕР 4. ВаCl2 + Н2SО4 = ВаSО4 + 2HCl;

ПРИМЕР 5. 3ZnCl2 + 2K4[Fe(CN)6] = K2Zn3[Fe(CN)6]2 + 6KCl;

3Zn2+ + 8 К+ + 2 [Fe(CN)6]4- = K2Zn3[Fe(CN)6]2 + 6K+;

В случае методов окисления-восстановления величина эквивалента окислителя равна молекулярной (ионной) массе окислителя, деленной на число приобретенных электронов. Эквивалент восстановителя равен молекулярной (ионной) массе восстановителя, деленной на число отданных электронов.

ПРИМЕР 6. Na3AsO4 + 2KI + 2HCl = Na3AsO3 + I2 + H2O + 2KCl;

В косвенных определениях эквивалент определяемого вещества равен эквиваленту титруемого заместителя.

ПРИМЕР 7. Для определения кальция методом перманганатометрии кальций осаждают в виде СаС2О4. Осадок отделяют от раствора, растворяют в соляной кислоте и титруют выделившуюся щавелевую кислоту перманганатом калия в кислой среде:

5Н2С2О4 + 2КМnO4 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O + 10CO2;

5С2О42- + 2МnO4- + 8H+ = 2Mn2+ + 8H2O + 10CO2;

Так как в осадке количество эквивалентов кальция равно количеству эквивалентов щавелевой кислоты, то

ЗАДАНИЯ

МЕТОД НЕЙТРАЛИЗАЦИИ

1. Чему равны эквивалентные массы в реакциях полной нейтрализации следующих веществ: NaOH, H2SO4?

2. Чему равны эквивалентные массы в реакциях полной нейтрализации следующих веществ: Na2CO3, HCl?



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |

Похожие работы:

«Министерство образования Российской Федерации РОСТОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Турик А.В. Гармашов С.И. Глушанин С.В. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторному спецпрактикуму по основам физики полупроводниковых приборов для студентов дневного и вечернего отделений физического факультета ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА “ Изучение характеристик терморезисторов ” Ростов – на – Дону 2002 2 Печатается по решению учебно-методической комиссии физического факультета РГУ...»

«Министерство образования Российской Федерации Санкт-Петербургская государственная академия холода и пищевых технологий В. С. Колодязная ПИЩЕВАЯ ХИМИЯ Учебное пособие Санкт-Петербург 1999 3 ББК 51.230 В 61 УДК 664.014 (031) Колодязная В. С. Пищевая химия: Учеб. пособие. СПб.: СПбГАХПТ, 1999. В 19 140 с. ISBN 5-86981-050-7 В учебном пособии рассмотрены пищевая ценность и качество продуктов; основы питания и биохимия пищеварения; физико-химические и биохимические изменения основных пищевых веществ...»

«ПРИОРИТЕТНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ ОБРАЗОВАНИЕ РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ О.В. МАКАРОВСКИЙ ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ Учебное пособие Москва 2008 Аннотация лекций и практических занятий. Лекции. 1-я тема. Применение комплекса геофизических методов на различных этапах поисков и разведки залежей нефти и газа. Перечисляются принципы комплексирования методов геофизики. Задача обнаружения залежей углеводородов размером от сотен метров и толщиной от десятков...»

«Министерство образования Российской Федерации Томский политехнический университет Кафедра теоретической и экспериментальной физики УТВЕРЖДАЮ Декан ЕНМФ И.П. Чернов 2001 г. ГРАДУИРОВАНИЕ АМПЕРМЕТРА И ВОЛЬТМЕТРА Методические указания к выполнению лабораторной работы Э-04 по разделу Электричество курса Общей физики для студентов всех специальностей Томск 2002 УДК 531 Градуирование амперметра и вольтметра. Методические указания к выполнению лабораторной работы Э-4, по разделу Электричество курса...»

«Физический факультет Казанского государственного университета Гусев Ю.А. ОСНОВЫ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ Учебное пособие Казань 2008 Предисловие Метод диэлектрических измерений впервые в Казанском государственном университете был применен Непримеровым Н.Н. для определения диэлектрической постоянной парамагнитных солей (1954). Далее сотрудник кафедры радиоэлектроники Седых Н.В. применял данный метод для исследования растительных белков (1960). В дальнейшем методика измерения диэлектрических...»

«Л.С. Атанасян, В.Т. Базылев Геометрия в двух частях Допущено Министерством образования и науки РФ   в качестве учебного пособия   для студентов физико-математических факультетов   педагогических вузов часть 2 Второе издание, стереотипное УДК 514.1(075.8) ББК 22.151.1я73 А92 Рецензент: Л.Е. Евтушик, д-р физ.-мат. наук, В.И. Близникас, проф. Атанасян Л.С. А92 Геометрия: в 2 ч. — Ч. 2 : учебное пособие / Л.С. Атанасян, В.Т. Базылев. — 2-е изд., стер. — М. : КНОРУС, 2011. — 424 с....»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Д. И. Вайсбурд А. В. Макиенко ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО АТОМНОЙ ФИЗИКЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ АЛЬФА-ЧАСТИЦ ПО ПРОБЕГУ В ВОЗДУХЕ Методические указания к выполнению лабораторной работы А-09 по курсу Общая физика для студентов всех специальностей, Атомная физика для студентов физико-технических специальностей Издательство Томского политехнического...»

«1 Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана И.Н. ФЕТИСОВ ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПО ТЕПЛОВОМУ ИЗЛУЧЕНИЮ ТЕЛА Методические указания к лабораторной работе К-61 по курсу общей физики Москва, 2010 ВВЕДЕНИЕ Тепловое излучение представляет собой электромагнитные волны, испускаемые при температуре выше абсолютного нуля всеми телами за счет их внутренней энергии [1-4]. Для твердых и жидких тел излучение имеет непрерывный спектр в широкой области длин волн. С повышением...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ (МГТУ МИРЭА) ЛЕВИТАЦИЯ НАМАГНИЧЕННЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ КОЛЕЦ С ТОКОМ Методические указания по выполнению лабораторной работы по курсам Физическая химия материалов и процессов электронной техники и Физико-химические основы процессов микро- и...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Амурский государственный университет Кафедра математического анализа и моделирования УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Основной образовательной программы по направлению подготовки 011200.62 - Физика Благовещенск 2012 УМКД разработан доцентом кафедры Нейман В.П. Рассмотрен и рекомендован на заседании кафедры...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.