Для определения титра и молярной концентрации эквивалентов раствора H2SO4 взято 20 см3 раствора Na2B4O7∙10H2O, приготовленного из фиксанала С(1/2 Na2B4O7∙10H2O) = 0,1 моль/л. На титрование расходуется 19,20 см3 раствора H2SO4. Определите Т(H2SO4) и С(1/2 H2SO4).
Дано: V(Na2B4O7∙10H2O) = 20 см3; С(1/2 Na2B4O7∙10H2O) = 0,1 моль/л; V(H2SO4) = 19,20 см3.
Найти: Т(H2SO4); С(1/2 H2SO4) - ?
Ответ
С(1/2 H2SO4) = 0,1042 моль/дм3; Т(H2SO4) = 0,005110 г/см3.
Решение
В ходе титрования идёт химическая реакция:
Na2B4O7∙10H2O + H2SO4 = 4Н3ВО3 + Na2SO4 + 5H2O
Согласно закону эквивалента
п(1/2 Na2B4O7∙10H2O) = п(1/2 H2SO4),
где п(1/2 Na2B4O7∙10H2O) – число молей эквивалентов буры;
п(1/2 H2SO4) – число молей эквивалентов серной кислоты.
п(1/2 Na2B4O7∙10H2O) = С(1/2 Na2B4O7∙10H2O)∙V(Na2B4O7∙10H2O)∙10-3,
где С(1/2 Na2B4O7∙10H2O) – молярная концентрация эквивалентов раствора тетрабората натрия, равна 0,1 моль/дм3;
V(Na2B4O7∙10H2O) – объём раствора тетрабората натрия, взятый для титрования, равен 20 см3;
10-3 – коэффициент пересчета см3 в дм3.
п(1/2 H2SO4) = С(1/2 H2SO4)∙V(H2SO4)∙10-3,
где С(1/2 H2SO4) – молярная концентрация эквивалентов раствора серной кислоты, моль/дм3;
V(H2SO4) – объём раствора серной кислоты, пошедший на титрование 19,20 см3;
10-3 – коэффициент пересчета см3 в дм3.
Приравняем два последних уравнения и выразим из полученного уравнения концентрацию серной кислоты:
С(1/2 Na2B4O7∙10H2O)∙V(Na2B4O7∙10H2O)∙10-3 = С(1/2 H2SO4)∙V(H2SO4)∙10-3,
С(1/2 H2SO4) = С(1/2 Na2B4O7∙10H2O)∙V(Na2B4O7∙10H2O)/V(H2SO4);
С(1/2 H2SO4) = 0,1∙20/19,20 = 0,1042 (моль/дм3).
Титр раствора серной кислоты равен
Т(H2SO4) = С(1/2 H2SO4)∙М(1/2 H2SO4)∙10-3,
где С(1/2 H2SO4) – молярная концентрация эквивалентов раствора серной кислоты, равна 0,1042 моль/дм3;
М(1/2 H2SO4) – молярная масса эквивалента серной кислоты, равна 1/2 молярной массы H2SO4, так как в ходе реакции замещаются два иона Н+:
М(1/2 H2SO4) = (1,01∙2 + 32,06 + 16,00∙4) : 2 = 49,04 г/моль;
10-3 – коэффициент пересчета см3 в дм3.
Т(H2SO4) = 0,1042∙49,04∙10-3 = 0,005110 (г/см3).
Ответ: С(1/2 H2SO4) = 0,1042 моль/дм3; Т(H2SO4) = 0,005110 г/см3.