КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧНЕ ТИТРУВАННЯ

Приклади розв’язання задач.

Приклад 1. Наважку сплаву, що містить цинк та мідь, масою 0,8512 г розчинено й об’єм розчину доведено до 100 мл. При визначенні сумарної кількості цинку та міді на титрування 10 мл одержаного розчину витрачено 20,05 мл розчину з молярною концентрацією трилону Б 0,0512 моль/л. У другій порції розчину об’ємом 20,0 мл мідь замасковано, а на титрування цинку витрачено 10,80 мл того ж розчину трилону Б. Розрахувати масові частки металів у сплаві.

Дано:

m₀ = 0,8512 г; V₀ = 0,100л

V₁ = 10 мл; V₁(ЕДТА) = 20,05 мл

V₂ = 20,0 мл; V₂(ЕДТА) = 10,80

С(ЕДТА) = 0,0512 моль/л

ω(Zn) - ? ω(Сu) - ?

Розвязок:

Титрування з ЕДТА відбувається за стехіометрією 1:1. Загальний об’єм розчину цинку і міді 100 мл. Розрахуємо витрачену кількість речовини ЕДТА на титрування Zn в 20 мл розчину

n(ЕДТА) = c(ЕДТА)·V₂(ЕДТА) = 0,0512·0,0108 = = 5.5310^-4 моль

У 100 мл цинку в 5 раз більше:

n(Zn) = n(ЕДТА) ·5 = 0,002765 моль.

Знайдемо масу цинку у вихідній наважці:

m(Zn) = n(Zn) ·M(Zn)= 0,002765·65,39 = 0,1808 г.

Обчислюємо масову частку цинку:

ω(Zn) = m(Zn)/m₀(сплава) = 0,1808/0,8512·100 % = 21,241 %

При титриметричному визначенні сумарного значення кількості речовини було взято для титрування V₁ = 10 мл розчину.

У 10 мл розчину міститься

n(Zn) = n(Zn)V₁/V₀ = 0,002765 моль·0.1 = 0,0002765 моль.

Розрахуємо кількість речовини ЕДТА, що витрачено на визначення обох металів:

n(ЕДТА) = c(ЕДТА) ·V₂(ЕДТА) = 0,0512·0,02005 = = 0,00102656 моль,

тоді на визначення міді витрачено

n(ЕДТА) = 0,00102656 – 0,0002765 = 0,00075006 моль

У вихідному розчині n(Cu) = n(ЕДТА)·V₀/V₁ = 0,00075006·100/10 = 0,0075006 моль

m(Cu) = n(Cu) ·M(Cu) = 0,0075006·63,546 = 0,4767 г

ω(Сu) = m(Cu)/m(сплава) = 0,4767/0,8512·100 % = 56,00 %.

Відповідь: ω(Сu) = 56,00%, ω(Zn) = 21,241 %

Приклад 2.Іони срібла, що містяться в 50,0 мл розчину, за допомогою реакції Ni(CN)₄^2- + 2Ag⁺ = 2Ag(CN)₂ + Ni²⁺ переведено в ціанідний комплекс. На титрування іонів нікелю, що виділяються, витрачено 21,85 мл розчину трилону Б з молярною концентрацією 0,048 моль/л. Розрахувати молярну концентрацію іонів срібла в вихідному розчині.

Дано:

V(Ag⁺) = 50,0 мл

Ni(CN)₄^2- + 2Ag⁺ = 2Ag(CN)₂ + Ni²⁺

V(ЕДТА)_Ni²⁺= 21,85 мл

______________________________

с(Ag⁺) - ?

Розв’язок:

Враховуючи стехіометрію взаємодії трилону Б (Н₂Y^2-) з іонами ніколу:

Ni²⁺ + Н₂Y^4- = NiY^2- + 2Н⁺, n(Ni²⁺) = n(Y^4-)

обчислюємо кількість речовини, витісненої з ціанідного комплексу іонів Ni²⁺ і визначену титруванням розчином трилону Б

n(Ni²⁺) = c(Y^4-)·V(Y^4-).

Реакція витіснення іонів Ni²⁺ іонами Ag⁺ прохоодить у співвідношенні кількості речовин 1:2.

Ni(CN)₄^2- + 2Ag⁺ = 2Ag(CN)₂ + Ni²⁺

2·n(Ni²⁺) = n(Ag⁺)

З врахуванням цього співвідношення знаходимо кіль кісь речовини іонів срібла і концентрацію

n(Ag⁺) = 2·c(Y^4-)·V(Y^4-);

c(Ag⁺) = 2·V(Y^4-)·c(Y^4-)/V(Ag⁺)=

= 2·21,85мл·0,048моль·л^-1·1000/1000·50 мл = 0,042 моль/л

Відповідь: c(Ag⁺) = 0,042 моль/л.

Приклад 3. На титрування розчину, що містить ферум (ІІ) та ферум (ІІІ), було витрачено розчину трилону Б з молярною концентрацією 0,0552 моль/л 13,70 мл при рН=2, а при рН=6 відповідно – 23,50 мл того ж розчину титранту. Обчислити масу заліза (ІІ) та заліза (ІІІ) в розчині.

Дано:

V₁(ЕДТА) = 13,70 мл при рН = 2

V₂(ЕДТА) = 23,50 мл при рН = 6

С(ЕДТА) = 0,0552 моль/л

m(Fe³⁺) - ?

m(Fe²⁺) - ?

Розв’язок:

Для розв'язання задачі небхідно використати умову: комплексні сполуки феруму (ІІ) з ЕДТА утворюються тільки пр рН = 6,0, а сполуки феруму (ІІІ) з ЕДТА утворюються при і рН = 6,0 і при рН = 2.

Результати титрування при рН = 2 використаємо для обчисленнч кількості речовини і маси іонів феруму (ІІІ):

m(Fe³⁺)/M(Fe) = n(Fe³⁺) = n (ЕДТА) = V₁(ЕДТА)·С(ЕДТА)

m(Fe³⁺) = V₁(ЕДТА)·С(ЕДТА)·M(Fe)=
= 0,0137 л ·0,0552 моль/л ·55,8452 г/моль = 0,04223 г.

Результати титрування розчину при рН = 6.0 відповідають сумі кількості речовини феруму (ІІ і ІІІ).

n(Fe³⁺) + n(Fe2⁺) = m(Fe³⁺)/M(Fe) + m(Fe²⁺)/M(Fe) = n (ЕДТА) = V₂ЕДТА)·С(ЕДТА),
Звідки загальна маса феруму

m(Fe³⁺+ Fe²⁺) = m(Fe³⁺) + m(Fe²⁺) = V₂(ЕДТА)·С(ЕДТА)·M(Fe) = 0,02350л · 0,0552 моль/л ·55,8452 г/моль = 0,0724 г.

Розраховуємо масу феруму (ІІ):

m(Fe²⁺) = m(Fe³⁺+ Fe²⁺) – m(Fe³⁺) = 0.0724 г – 0,04223г = 0,0317 г.

Відповідь: m(Fe²⁺) = 0,0317 г; m(Fe³⁺) = 0,0423 г

Задачі для самостійної роботи.

1. Для стандартизації розчину трилону Б проводять титрування окремих наважок Бісмуту. Обчислити масу наважки бісмуту, на титрування якої витрачалося би близько 20 мл розчину з молярною концентрацією трилону Б близько 0,05 моль/л.

2. На титрування розчину, що містить мідь, витрачено 15,20 мл розчину з молярною концентрацією трилону Б 0,0405 моль/л. Обчислити масу міді в розчині.

3. Наважку солі масою 0,6159 г, що містить MgCl₂, розчинено в мірній колбі місткістю 250 мл. На титрування 25,0 мл одержаного розчину витрачено 27,0 мл розчину з молярною концентрацією трилону Б 0,0250 моль/л. Обчислити масову частку MgCl₂ у розчині.

4. Наважку вапняку масою 1,2512 г розчинено в мірній колбі місткістю 100 мл. При визначенні суми магнію та кальцію та титрування 20 мл одержаного розчину витрачено 19,25 мл розчину з молярною концентрацією трилону Б 0,0514 моль/л. При визначенні кальцію на титрування такого ж об’єму розчину при рН = 12 витрачено 6,25 мл розчину того ж титранту. Визначити масові частки CaCO₃ та MgCO₃ у вапняку.

5. Наважку латуні масою 0,1640 г розчинено в азотній кислоті. Осад метаолов’яної кислоти відфільтровано, а фільтрат та промивні води перенесено в колбу місткістю 250 мл. На титрування суми свинцю, цинку та міді, що містились в 10,0 мл розчину, витрачено 18,75 мл розчину за молярною концентрацією трилону Б 0,0050 моль/л. В іншій порції розчину об’ємом 25,0 мл мідь замасковано тіосульфатом, а на титрування свинцю та цинку витрачено 13,80 мл того ж розчину трилону Б. У третій порції розчину об’ємом 50,0 мл мідь та цинк замасковано ціанідом, а на титрування свинцю витрачено 5,40 мл розчину з молярною концентрацією трилону Б 0,0025 моль/л. Обчислити масові частки компонентів латуні.

6. До 10 мл електролітичного розчину, що містить сульфат натрію Na₂SO₄, додано 50 мл розчину з молярною концентрацією Pb(NO₃)₂ 0,1086 моль/л. На титрування надлишку Pb(NO₃)₂ витрачено 12,5 мл розчину з молярною концентрацією трилону Б 0,0908 моль/л. Яка маса Na₂SO₄ міститься в 1 л електроліту?

7. Наважку сплаву масою 0,2205 г, що містить алюміній, розчинено і вилучено іони, що заважають визначенню алюмінію. До одержаного розчину додано 50 мл розчину з молярною концентрацією трилону Б 0,0502 моль/л. На титрування надлишку трилону Б витрачено 14,50 мл розчину за молярною концентрацією ZnCl₂ 0,1111 моль/л. Обчислити масову частку алюмінію в сплаві.

8. Наважку солі масою 0,5628 г, що містить сульфат магнію MgSO₄, розчинено в мірній колбі місткістю 100 мл. До 20 мл одержаного розчину додали 10,0 мл розчину з молярною концентрацією трилону Б 0,0310 моль/л. На титрування надлишку трилону Б витрачено 9,25 мл розчину з молярною концентрацією ZnSO₄ 0,0102 моль/л. Обчислити масову частку MgSO₄ в солі.

9. Хром, що виділено на поверхні пластини, розчинено в хлороводневій кислоті й об’єм доведено до 250 мл. В одержаному розчині об’ємом 25,0 мл рН доведено до 5 та додано 40 мл розчину з молярною концентрацією трилону Б 0,01062 моль/л. На титрування надлишку трилону Б витрачено 17,36 мл розчину з молярною концентрацією MgSO₄ 0,0104 моль/л. Обчислити масу хрому, що виділилась на пластині.

10. Нікелевий електроліт містить NiSO₄ та Na₂SO₄. На титрування порції електроліту об’ємом 5,0 мл витрачено 15,0 мл розчину з молярною концентрацією трилону Б 0,0450 моль/л. До другої такої ж порції електроліту додано 50,0 мл розчину з молярною концентрацією Pb(NO₃)₂ 0,1200 моль/л. Осад PbSO₄ відокремлено. На титрування іонів нікелю та свинцю, що містить розчин після вилучення осаду, витрачено 20,2 мл того ж розчину трилону Б. Обчислити маси солей в електроліті.

11. Наважку сплаву масою 0,5012 г, що містить свинець, магній та цинк, розчинено в кислоті. Для маскування цинку до одержаного розчину додали ціанід. На титрування свинцю та магнію витрачено 21,10 мл розчину з молярною концентрацією трилону Б 0,0412 моль/л. Потім до цього розчину додано 2,3-димеркаптопропанол, який зв’язує свинець у більш міцний комплекс. На титрування трилону Б, що виділився при цьому, витрачено 9,65 мл розчину з молярною концентрацією MgSO₄ 0,0153 моль/л. Для демаскування цинку до розчину додано формальдегід. На титрування цинку, що виділився, витрачено 21,6 мл розчину з молярною концентрацією трилону Б 0,0206 моль/л. Обчислити масові частки металів у сплаві.