Решение.

Строим калибровочный график А=f(C, мг/мл) и по нему находим концентрацию ионов железа 0,24 мг/мл, а затем рассчитываем массу железа в анализируемом растворе m(Fe³⁺)=C(Fe³⁺)·V_р-ра·M(Fe³⁺)=0,24·0,250 = 60 мг = 0,060 г.

9. КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ по теме «Инструментальные методы анализа» (контрольная работа № 3)

 

. Оптическая плотность при некоторой длине волны найдена равной А=0,562. Рассчитайте пропускание Т того же раствора в процентах

lgT=A-2.

. Удельная и эквивалентная электропроводность водного раствора хлорида бария при 25⁰С равны соответственно 1,191∙10^-3 Ом^-1∙см^-1 (за вычетом электропроводности чистой веды) и 119,1 Ом^-1∙см^-1∙моль^-1. Рассчитайте молярную концентрацию эквивалента и молярную концентрацию хлорида бария в анализируемом растворе.

 

.

 

. Кулонометрическое титрование 4,00 мл анализируемого раствора перманганата калия KMnO₄ провели электрогенерированным железом (II) при постоянном токе i=50 мА в присутствии индикатора ферроина. Окраска раствора изменилась через 386 с. Рассчитайте молярную концентрацию перманганата калия в анализируемом растворе.

 

.

 

. Для определения уксусной кислоты в ацетонитриле использовали метод кулонометрического титрования с помощью ионов ОН^-, образующихся при электролизе воды в катодном пространстве. Какова молярная концентрация СН₃СООН, если сила тока 25 мА, время электролиза 85 с, объем исследуемого раствора 60,0 см³.

. При амперометрическом титровании 10 см³ раствора цинка свежеприготовленным раствором К₄[Fe(CN)₆] с титром по цинку 0,002445 г/мл при Е=-1,46 В получены следующие данные:

 

Объем титранта, см3		0,2	0,4	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0
Ток, мкА

 

Построить график и определить молярную концентрацию цинка в исследуемом растворе.

. Определить нормальную концентрацию свинца, если при амперометрическом титровании 10,0 см³ этого раствора с помощью сульфата калия с титром 5,34∙10^-3 г/мл при Е=1,0 В получили следующие данные:

 

Объем титранта, см3		0,5	1,0	1,5	2,0	2,5
Ток, мкА

 

297. Определить степень диссоциации 0,1 М раствора HIO₃, если удельная электропроводность этого раствора 4,02∙10^-3 Ом^-1∙см^-1, а подвижности ионов , .

 

; ; .

 

. Рассчитать массовую долю гексана, гептана и октана в смеси по методу внутренней нормализации (нормировки), если площади их пиков на хроматограмме равны 305, 508 и 122 мм² соответственно.

и т.д.

 

. Вычислить высоту, эквивалентную теоретической тарелке, если время удерживания некоторого компонента составляет 4 мин 40 с, а ширина пика на половине его высоты 34 с, длина колонки а) 3 м, б) 15 см. В каком случае реализован вариант высокоэффективной хроматографии?

 

, ,

 

где H - высота, эквивалентная теоретической тарелке,_R - время удерживания, ω¹/₂ - полуширина пика.

. Рассчитать молярную концентрацию эквивалента ионов меди в растворе, если при анализе 15 мл этого раствора высота полярографической волны восстановления Cu²⁺ (h) составила 20,00 мм, а после добавления 2,0 мл стандартного 0,0530 н. раствора хлорида меди (II) высота увеличилась до 24,3 мм.

 

.

 

. Оптическое поглощение раствора окрашенного соединения железа, содержащего 1 мг/дм³ Fe³⁺ в монохроматическом свете в кювете с толщиной 3 см, равно 0,450. Определите молярное поглощение Fe³⁺ в этом соединении.

Ответ: 8400.

. Оптическое поглощение раствора вещества в кювете с l=3 см равно 0,750. Стандартный раствор, содержащий 5 мг/дм³ этого же вещества, имеет А_ст=0,550 в кювете с l=5 см. Определите концентрацию раствора (в мг/дм³).

Ответ: 11,36 мг/дм³.

. Определите концентрацию рутина (витамина Р) (в моль/дм³ и мг/дм³), если оптическое поглощение анализируемого раствора А=0,780, а стандартного 6,1∙10^-5 М раствора А_ст=0,650 при 258 нм (М_рутина=610 г/моль).

Ответ: 7,32∙10^-5 моль/дм³; 44,7 мг/дм³.

. При анализе салициловой кислоты (о-оксибензойная) на чистоту в тонком слое окиси алюминия в системе растворителей - петролейный эфир - этилацетат - уксусная кислота (85:10:5) и при проявлении в парах йода было получено два пятна с R_f, равным 0,63 и 0,72, и относительной интенсивностью 20:1. Определить, какое вещество и в каком количестве (в %) содержит салициловая кислота в виде примеси, если для данной системы имеем:

вещество - R_f

салициловая кислота - 0,63

эфир салициловой кислоты - 0,72

м-оксибензойная кислота - 0,82оксибензойная кислота - 0,90.

. Рассчитайте ОB потенциал редокс-пары IO₃^-,Н⁺/I^- в водном растворе, для которого рН=2, а активности окисленной и восстановленной форм равны 1∙10^-4 и 1∙10^-2 моль/л соответственно. Стандартный ОB потенциал данной редокс-пары при комнатной температуре равен 1,08 В; число электронов, принимающих участие в ОB процессе, равно n=6.

Ответ: 0,94 B.

. Рассчитайте молярное поглощение окрашенного раствора Fe³⁺ с сульфосалициловой кислотой, содержащего 4∙10^-3 г/дм³ Fe³⁺, если толщина слоя 2 см, а оптическое поглощение 0,56.

Ответ: 4∙10³.

. Как изменится потенциал электрода, погруженного в раствор, содержащий хлорат-ионы ClO₃^- и хлорид-ионы Cl^- при их одинаковых активностях, если рН этого раствора уменьшить от 5 до 1? Стандартный ОB потенциал редокс-пары ClO₃^-,H⁺/Cl^- при комнатной температуре Е⁰=1,45 В; n=6.

Ответ: потенциал возрастет на 0,24 В.

. Вычислите концентрацию ионов серебра над осадком при 20⁰С, если потенциал серебряного электрода, опущенного в раствор, равен 0,418 В по отношению к стандартному водородному электроду.

Ответ: 2,63∙10^-7 моль/дм³.

. Определите концентрацию Cu²⁺ (в моль/дм³ и мг/дм³), если оптическое поглощение раствора аммиаката меди в кювете с l=2 см составляет 0,254, а молярное поглощение 423,3.

Ответ: 3∙10^-4 моль/дм³; 19,2 мг/дм³.

. Вычислите реальный электродный потенциал медного электрода, опущенного в 0,02 н. раствор соли меди при 30⁰С, относительно стандартного водородного электрода.

Ответ: +0,294 В.

. Вычислите ПР_AgCl при 25⁰С, если реальный электродный потенциал серебряного электрода, опущенного в насыщенный раствор AgCl, равен 0,518 В относительно водородного электрода.

Ответ: 1,69∙10^-10.

. Величина пропускания стандартного раствора рибофлавина с концентрацией 5∙10^-2 мг/мл при толщине кюветы 1 см составила 47,2%. Рассчитать концентрацию рибофлавина и его массу в 50 мл анализируемого раствора, если при его фотометрировании в тех же условиях получено Т=32,7%. Чему равны значения массового и молярного коэффициентов поглощения рибофлавина (М=376 г/молъ).

. Вычислите потенциал алюминиевого электрода в растворе, содержащем 13,35 г AlCl₃ в 500 см³ раствора, при 30⁰ С относительно водородного электрода.

Ответ: 1,656 В.

. Реальный ОВ потенциал редокс-пары Sn⁴⁺/Sn²⁺ при комнатной температуре равен 0,2 В. Рассчитайте, чему равно отношение активностей окисленной и восстановленной форм a(Sn⁴⁺)/a(Sn²⁺)в данном растворе. Стандартный ОВ потенциал указанной редокс-пары Е⁰=0,15 В.

Ответ: 50.

. Для стандартных растворов кофеина, теобромина, теофиллина рассчитали значения факторов удерживания: Rf кофеина = 0,873, R_f теобромина = 0,653, R_f теофиллина =0,461. Определить качественный состав анализируемой смеси, если на её хроматограмме растворитель прошел расстояние 4,5 см, а также имеются два пятна на расстоянии 3,93 и 2,1 см от линии старта.

. Рассчитать массу рутина (витамин Р, М=610 г/моль), которая содержится в 250 мл раствора, если оптическая плотность этого раствора при длине волны 258 нм и толщине кюветы 50 мм равна 0,780, а стандартного 6,1∙10^-5 М раствора - 0,650. Чему равны значения молярного и массового коэффициентов поглощения рутина?

. При хроматографировании на бумаге величины R_f составили для фенобарбитала 0,5, для барбитала 0,7, для этаминала натрия 0,95. Какой из указанных барбитуратов присутствует в исследуемом растворе, если в тех же условиях при пробеге растворителя 12 см пятно оказалось на расстоянии 8,2 см от старта?

. Определите содержание Fe³⁺ (в мг/дм³), если оптическое поглощение раствора соли Fe³⁺ с сульфосалициловой кислотой в кювете толщиной 2 см равно 0,44. Оптическое поглощение стандартного раствора, содержащего 2 мг/дм³, равно 0,28.

Ответ: 3,14 мг/дм³.

. При каком значении рН водного раствора реальный ОB потенциал редокс-пары BrO₃^-,H⁺/Br^- в кислой среде составляет Е=1,28 В при комнатной температуре, если активности окисленной и восстановленной форм одинаковы a(BrO₃^-)=а(Br^-). Стандартный ОВ потенциал данной редокс-пары равен Е⁰=1,45 В; n=6.

Ответ: 2,88.

. Покажите, можно ли в стандартных состояниях веществ осуществить реакцию окисления хлорид-ионов Cl^- ионами церия (IV). Стандартные ОВ потенциалы редокс-пар Се⁴⁺/Се³⁺ и Cl₂/Cl^- равны соответственно Е⁰=1,77 В и Е⁰=1,36 В.

Ответ: можно, т.к. ЭДС реакции положительна.

. Рассчитайте константу равновесия реакции

MnO₄^- + 5Br^- + 8H⁺ = Mn²⁺ + 2,5Br₂ +4H₂O,

протекающей при комнатной температуре. Стандартные ОВ потенциалы редокс-пар MnO₄^-,H⁺/Mn²⁺ и Br₂/Br^- - равны соответственно 1,51 и 1,087 В.

Ответ: 7∙10³⁵.

. Определите содержание меди (в %) в 10 г образца, 1 г которого растворили в мерной колбе вместимостью 100 см³. Оптическое поглощение полученного раствора в кювете с толщиной слоя 3 см составило 0,675, а ε =4,5∙10⁴.

Ответ: 3,2∙10^-3%.

. Оптическая плотность стандартного раствора рибофлавина с концентрацией 2,5∙10^-2 мг/мл при толщине кюветы 1 см составила 0,324. Рассчитать концентрацию рибофлавина и его массу в 50 мл анализируемого раствора, если при его фотометрировании в тех же условиях получено значение А=0,486. Чему равны значения массового и молярного коэффициентов поглощения рибофлавина (М=376 г/моль).

. Рассчитайте константу равновесия К реакции Sn²⁺+2Се⁴⁺=Sn⁴⁺+2Ce³⁺, протекающей в водном растворе при комнатной температуре. Стандартные ОВ потенциалы редокс-пар Се⁴⁺/Ce³⁺ и Sn⁴⁺/Sn²⁺ при комнатной температуре соответственно равны 1,77 и 0,15 В.

Ответ: К=8,2∙10⁵³.

. Оцените полноту окисления железа (II) при комнатной температуре двумя разными окислителями: раствором сульфата церия (IV) и раствором азотной кислоты HNO₃. Стандартные ОВ потенциалы редокс-пар Се⁴⁺/Се³⁺; Fe³⁺/Fe²⁺ и NO₃^-,H⁺/NO равны соответственно 1,77, 0,77 и 0,96 В при комнатной температуре.

Ответ: К₁/К₂=8,9∙10¹⁶/4,6∙10⁹=1,9∙10⁷.

. Рассчитайте константу равновесия реакции 2I^-+H₂O₂+2H⁺=I₂+2H₂O при комнатной температуре. Стандартные ОВ потенциалы редокс-пар I₂/2I^- и H₂O₂,H⁺/Н₂O равны 0,621 и 1,77 В соответственно.

Ответ: 10³⁹.

. При определении адипиновой кислоты в продукте гидрокарбоксилирования бутадиена методом бумажной хроматографии полученные пятна проявили метиловым красным, вырезали, высушили и взвесили. Для стандартных смесей с различным содержанием адипиновой кислоты получили данные:

 

Масса кислоты, мкг
Масса бумаги с пятном

 

Навеску анализируемого образца массой 150 мг растворили в 20 мл воды и пробу полученного раствора 0,05 мл хроматографировали. Масса полученного пятна составила 107 мг. Определить массовую долю адипиновой кислоты в анализируемом продукте.

. Вычислите потенциал кадмиевого электрода в 0,05 н. Cd(NO₃)₂ относительно стандартного водородного электрода при 25⁰С.

Ответ: 0,447 В.

. Рассчитайте реальный ОВ потенциал электрода, опущенного в раствор, в котором активности MnO₄^- и Mn²⁺ одинаковы, а рН=1. Стандартный ОВ потенциал редокс-пары MnO₄^-,H⁺/Mn²⁺ равен Е⁰=1,51 В при комнатной температуре.

Ответ: 1,42 В.

. Покажите, можно ли в стандартных состояниях веществ окислить хлорид-ионы Cl^- перманганат-ионами MnO₄^- в кислой среде при комнатной температуре. Стандартные ОВ потенциалы редокс-пар MnO₄^-, H⁺/Mn²⁺ и Cl₂/Cl^- равны соответственно 1,51 и 1,36 В.

Ответ: можно, т.к. ε>0.

. Рассчитать массу рутина (витамин Р, М=610 г/моль), которая содержится в 250 мл раствора, если величина пропускания этого раствора при длине волны 256 нм и толщине кюветы 50 мм равна 16,6%, а стандартного 6,1∙10^-5 М раствора - 28,2%. Чему равны значения молярного и массового коэффициентов поглощения рутина?

. Определите содержание Fe³⁺ (в мг/дм³), если оптическое поглощение его раствора с сульфосалициловой кислотой равно 0,45 в кювете толщиной 2 см, а ε=4∙10³.

Ответ: 3,13 мг/дм³.

. Вычислите молярное поглощение раствора аммиаката меди (II), если оптическое поглощение его, содержащего 9,6 мг/дм³ Cu²⁺, в кювете толщиной 2 см равно 0,127.

Ответ: 423,3.

. Рассчитайте ОB потенциал редокс-пары Fe³⁺/Fe²⁺ при комнатной температуре при следующих условиях: а) активности окисленной и восстановленной форм равны: a(Fe³⁺)=a(Fe²⁺); б) отношение активностей а(Fe³⁺):a(Fe²⁺)=10; в) отношение активностей a(Fe³⁺):a(Fe²⁺)=0,1. Стандартный ОB потенциал данной редокс-пары при комнатной температуре равен Е⁰=0,771 В.

Ответ: 0,771; 0,830; 0,712 В.

. При хроматографировании на пластинках «Силуфол» и при использовании в качестве подвижной фазы смеси хлороформ-метанол (9:1) амидопирин, бутадион и димедрол имеют величины R_f, равные 0,60; 0,05; 0,95 соответственно. Какие из перечисленных лекарственных веществ содержатся в неизвестной смеси, если при ее хроматографировании в тех же условиях получены два пятна на расстоянии 4,8 см и 4 мм от стартовой линии, а растворитель прошел 8,0 см. Нарисовать вид хроматограммы.

. Для определения меди в препарате из навески его массой 0,325 г после растворения и обработки избытком аммиака было получено 250 мл окрашенного раствора, оптическая плотность которого в кювете с толщиной слоя 20 мм при длине волны = 620 нм равна 0,254. Рассчитать массовую долю меди в препарате, если молярный коэффициент поглощения аммиаката меди равен 423 моль^-1∙л∙см^-1.

. На пластинке силуфола после элюирования получили три пятна на расстоянии 24,37 и 49 мм. Растворитель «ушел» на 61 мм. Нарисовать хроматограмму, полученную на фотоденситометре.

. При хроматографировании на бумаге величины R_f составили для фенобарбитала 0,3, для барбитала 0,6, для этаминала натрия 0,85. Какой из указанных барбитуратов присутствует в растворе, если в тех же условиях при пробеге растворителя 14 см пятно оказалось на расстоянии 11,8 см от старта?

. Рассчитать массовую долю меди в препарате, если 1 г препарата растворили в мерной колбе вместимостью 100 мл в присутствии 8-оксихинолина, и оптическая плотность при длине волны 410 нм и толщине поглощающего слоя 30 мм составила 0,675. Молярный коэффициент поглощения комплекса меди с 8-оксихинолином равен 5,2∙10³ моль^-1∙л∙см^-1.

. Определите ОВ потенциал редокс-пары BrO₃^-,H⁺/Br^-, если концентрации c(BrO₃^-)=c(Br^-)=c(H⁺)=0,01 моль/л, а стандартный ОВ потенциал этой редокс-пары при комнатной температуре Е⁰=1,45 В. ОВ-полуреакция может быть представлена в виде: BrO₃^- + 6H⁺ + 6ē = Br^- + 3H₂O.

Коэффициенты активности ионов принять равными единице.

Ответ: 1,33 В.