Через 20 см3 раствора HCl с титром 0,0078 г/см3, было пропущено некоторое количество газообразного аммиака. Избыток HCl оттитровали 6,3 см3 раствора NaOH, 1 см3 которого эквивалентен 1,025 см3 раствора HCl. Определить количество NH3, поглощенного раствором HCl.
Дано: VHCl = 20 см3; Т(HCl) = 0,0078 г/см3; VNaOH = 6,3 см3; 1,025 см3 HCl эквив. 1 см3 NaOH.
Найти: т(NH3) - ?
Решение
В ходе анализа проходят следующие реакции:
HCl + NH3 = NH4Cl;
HCl + NaOH = NaCl + H2O.
Анализ выполняется по методу обратного титрования. Согласно закону эквивалентов
п(1/1 NH3) = п(1/1 HCl) – п(1/1 NaOH).
Число молей эквивалентов NH3, поглощённое 20 см3 раствора HCl, равно
п(1/1 NH3) = т(NH3)/М(1/1 NH3),
где п(1/1 NH3) – число молей эквивалентов NH3, поглощенный раствором HCl;
т(NH3) – масса аммиака, поглощенного раствором HCl, г;
М(1/1 NH3) – молярная масса эквивалента аммиака, равна его молярной массе, так как в реакции одна молекула NH3 присоединяет один ион Н+:
М(1/1 NH3) = 14,00 + 1,01∙3 = 17,03 г/моль.
Число молей эквивалентов HCl, содержащихся в 20 см3 раствора, равно
п(1/1 HCl) = Т(HCl)∙VHCl/М(1/1 HCl),
где п(1/1 HCl) – число молей эквивалентов HCl, содержащихся в 20 см3 раствора, моль;
Т(HCl) – титр раствора HCl, равен 0,0078 г/см3;
VHCl – объём раствора HCl, взятый для поглощения аммиака, равен 20 см3;
М(1/1 HCl) – молярная масса эквивалента HCl, равна молярной массе, так как кислота одноосновная, равна 1,01 + 35,45 = 36,46 г/моль.
Число молей эквивалентов NaOH, затраченный на титрование избытка кислоты, равно
п(1/1 NaOH) = С(1/1 NaOH)∙VNaOH∙10-3,
где п(1/1 NaOH) – число молей эквивалентов NaOH, затраченный на титрование избытка HCl, моль;
С(1/1 NaOH) – молярная концентрация эквивалента NaOH, моль/л;
VNaOH – объём раствора NaOH, пошедший на титрование, 6,3 см3;
Молярную концентрацию эквивалента NaOH можно найти из равенства
С(1/1 NaOH)∙VNaOH,1∙10-3 = Т(HCl)∙VHCl,1 /М(1/1 HCl),
где С(1/1 NaOH) – молярная концентрация эквивалента NaOH, моль/л;
VNaOH,1∙- объём раствора NaOH, эквивалентный указанному объёму кислоты, равен 1 см3;
Т(HCl) – титр раствора HCl, равен 0,0078 г/см3;
VHCl,1 – объём раствора HCl, эквивалентный 1 см3 раствора NaOH, 1,025 см3;
М(1/1 HCl) – молярная масса эквивалента HCl, равна молярной массе, так как кислота одноосновная, равна 1,01 + 35,45 = 36,46 г/моль.
Выразим из этого уравнения С(1/1 NaOH):
С(1/1 NaOH) = Т(HCl)∙VHCl,1 /М(1/1 HCl)∙VNaOH,1∙10-3.
Подставим полученное выражение в формулу для обратного титрования
т(NH3)/М(1/1 NH3) = Т(HCl)∙VHCl/М(1/1 HCl) - Т(HCl)∙VHCl,1 VNaOH∙10-3/М(1/1 HCl)∙VNaOH,1∙10-3.
Выразим из полученного уравнения массу аммиака:
т(NH3) = [Т(HCl)∙М(1/1 NH3)/М(1/1 HCl)]∙[VHCl - VHCl,1 VNaOH/VNaOH,1);
т(NH3) = [0,0078∙17,03/36,46]∙[20,0 – 1,025∙6,3/1] = 0,04934 (г).
Ответ: т(NH3) = 0,04934 г.
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
