III. Порядок выполнения работы. Приготовление заданного объема раствора кислоты заданной концентрации и последующее установление его точной концентрации (стандартизация) состоит из следующих

Приготовление заданного объема раствора кислоты заданной концентрации и последующее установление его точной концентрации (стандартизация) состоит из следующих операций:

1. Расчет необходимого количества исходной кислоты.

2. Приготовление заданного объема кислоты с приблизительной
концентрацией.

3. Расчет навески первичного стандарта и приготовление этого
раствора.

4. Титрование раствора первичного стандарта приготовленным
раствором кислоты.

5. Расчет результатов титрования и оценка относительной ошибки
определения.

6. Расчет точной концентрации приготовленного раствора кислоты.

1. Расчет необходимого количества исходной кислоты Рассмотрим этот расчет на примере приготовления 500 мл

хлороводородной кислоты с концентрацией с(НС1) = 0, 2 моль/л.

Требуемое для этого количество хлороводорода равно

w(HCl) = с(НС1) ∙ V(HC1) ∙ М(НС1) = 0, 2 ∙ 0, 5 ∙ 36, 46 = 3, 65 г.

Предположим, что для приготовления используется

концентрированная кислота с плотностью 1, 179 г/см. Массовая доля хлороводорода в ней (см. Приложения, табл. 1) равна 36%.

Рассчитаем, в какой массе концентрированной кислоты содержится требуемая нам масса хлороводорода:

36 г НС1 содержится в 100 г концентрированной кислоты
3, 65 г НС1 -" - хг

х = 3, 65- 100/36 = 10, 14 г.

Пересчитаем эту величину на объем, используя значение величины плотности раствора:

V_{конц.к-ты} = 10, 14/1, 179 = 8, 6 мл.

Следовательно, для приготовления 500 мл хлороводородной кислоты с концентрацией 0, 2 моль/л необходимо отмерить маленьким мерным цилиндром 8, 6 мл концентрированной кислоты с плотностью 1, 179 г/см³, КОЛИЧЕСТВЕННО перенести в мерную колбу вместимостью 500 мл и разбавить дистиллированной водой до метки. Полученный раствор перемешать.

2. Приготовление заданного объема кислоты с приблизительной
концентрацией

Произведя расчет требуемого количества хлороводорода, следует
определить плотность имеющейся концентрированной кислоты. Для
этого выберите ареометр с подходящей шкалой и опустите его в
цилиндр с кислотой. Измерив плотность, по таблицам определите
массовую долю хлороводорода в концентрированной кислоте и рассчитайте требуемый объем этой кислоты. Отмерьте этот объем маленьким мерным цилиндром, количественно перенесите в мерную колбу на 500 мл, доведите до метки дистиллированной водой и тщательно перемешайте.

3. Расчет навески первичного стандарта и приготовление этого
раствора

Реакция между первичным стандартом Na₂CO3 и стандар­тизируемым раствором НС1 протекает по уравнению:

Na₂CO₃ + 2 НС1 = 2 NaCl + Н₂СО₃

Учитывая, что в соответствии с законом эквивалентов вещества реагируют друг с другом в эквивалентных количествах, то есть

количество моль эквивалентов хлороводородной кислоты n (НС1) равно количеству моль эквивалентов установочного вещества - карбоната натрия - n (l/2Na₂CO₃), можно записать, что

n (l/2Na₂CO₃) = n (HCl).

Для расчета количества эквивалентов установочного вещества используем значение величины его массы m (Na₂CO₃) и молярной массы его эквивалента в данной реакции M(l/2Na₂CO₃):

n (l/2Na₂CO₃) = m (Na₂CO₃)/M(l/2Na₂CO₃).

Количество эквивалентов хлороводородной кислоты выражаем через величину молярной концентрации эквивалентов и объем раствора кислоты, требуемый для титрования взятой навески установочного вещества:

n (НС1) = [ с(НС1) / 1000 ] ∙ V(HC1). Следовательно,

m (Na₂CO₃) / M(l/2 Na₂CO₃) = [ с(НС1) /1000 ] ∙ V(HC1).

Поэтому требуемая масса установочного вещества - карбоната натрия - может быть вычислена по формуле

m(Na₂CO₃) = [с(НС1) V(HC1) ∙ M(l/2 Na₂CO₃) ] /1000.

Таким образом, для расчета навески карбоната натрия необходимо учесть примерную концентрацию приготовленного раствора с(НС1) и объем этого раствора, который должен расходоваться на титрование одной пробы (метод отдельных навесок) или аликвотной части раствора первичного стандарта (метод пипетирования).