Решение типовых задач

1. Определить молярную концентрацию, рабочего раствора ЭДТА (комплексона III), если на титрование навески металлического цинка массой 0,0131 г, растворенного предварительно в кислоте, затратили 18,46 мл этого раствора.

Решение. В соответствии с законом эквивалентов:

n(ЭДТА) = n(Zn) = m(Zn)/M(Zn).

Обозначим молярную концентрацию раствора комплексона III (трилона Б) как С(ЭДТА), тогда количество вещества (моль) титранта выразится как:

n(ЭДТА) = C( ЭДТА) · V( ЭДТА)/1000.

Приравнивая эти выражения, получаем, что молярная концентрация раствора ЭДТА равна:

С(ЭДТА) = m(Zn) ·1000/(M(Zn) · V(ЭДТА)).

Подставляя числовые значения получаем:

С(ЭДТА) = 0,0131 · 1000/(65,38 · 18,46) = 0,01085 моль/л.

2. Вычислить массовую долю (%) СаСОз и МgCOз в известняке, если после растворения 1,000 г его получили 100,0 мл раствора, на титрование 20,00 мл которого для определения суммы Са и Mg с эриохромчерным израсходовали 19,25 мл 0,05140 М ЭДТА, а на титрование Са с мурексидом в отдельной пробе затратили 6,25 мл того же раствора ЭДТА.

Решение: Обозначим через w(СаСОз) массовую долю (%) СаСОз, то по результатам титрования пробы на содержание Са с мурексидом можно записать:

масса Са в пробе (1 г): m(СаСОз) = C(ЭДТА) · V₂(ЭДТА) · М(СаСОз) ·Vк/Vп , где C(ЭДТА) - концентрация ЭДТА, V₂(ЭДТА) - объем титранта, затраченный на титрование Са, выраженный в литрах, М(СаСОз) - молярная масса СаСОз, Vк/Vп - отношение всего контрольного объёма (100мл) раствора к объёму аликвоты (20 мл), взятой для титрования.

массовая доля равна отношению массы определяемого вещества к массе пробы известняка: w(СаСОз) = mСаСОз) ^. 100% / m(извест) = C(ЭДТА) ^. V₂ ^. М(СаСОз)/1000 · Vк/Vп · 100%/m(извест.) = 0,05140 · 0,000625 · 100,9 · (100/20) ^. (100%/1,000) = 16,08% (СаСОз).

Объём стандартного раствора ЭДТА, затраченный на титрование Мg, найдем как V₁ - V₂ = 19,5 - 6,25 =13,00 мл = 0,013 л, тогда:

w(MgCOз) = С(ЭДТА) · (V₁ -V₂) · М(MgCOз) · (Vк/Vп) · 100%/m(извест.) = 0,05140 · 0,013 · 84,314 ∙ (100/20) ∙ (100%/1) = 28,17% (MgCOз).

4. Рассчитать равновесную концентрацию ионов никеля в 0,1 М растворе Ni(NH₃)₆²⁺. β(Ni(NH₃)₆²⁺) = 2,0 ^. 10⁸ , lgβ = 8,31.

Решение:

Уравнение реакции образования комплексного иона: Ni²⁺ + 6NH₃ = [Ni(NH₃)₆]²⁺_.

Запишем выражение для константы устойчивости комплексного иона:

.

Из уравнения образования комплекса следует, что при диссоциации (реакции обратной образованию) одного комплексного иона образуется один ион никеля и шесть молекул аммиака. Обозначим значение молярной концентрации ионов никеля за х, тогда концентрация аммиака равна 6х. Подставляем в выражение константы устойчивости значения концентраций всех компонентов

([Ni²⁺] = x, [NH₃] = 6x, [Ni(NH₃)₆]²⁺ = 0,1 – x):

. Так как х<<0,1, то можно принять, что 0,1 – х = 0,1. Тогда

. Для решения уравнения, содержащего неизвестное в седьмой степени прологарифмируем обе части уравнения и с учетом того, что логарифм произведения равен сумме логарифмов получаем: lgβ = lg0,1 – lg6 – 7ּlgx. Откуда: . Откуда: х = 10^-1,44 = 0,036 моль/л.