Для решения этой задачи необходимо пройти несколько шагов, чтобы вычислить среднюю весовую концентрацию меди в растворе медного купороса. Следуем пошагово.
Шаг 1: Определение данных
У нас есть следующие данные:
- Объём анализируемой пробы (V) = 10,00 мл
- Объём титранта, израсходованного на нейтрализацию:
- 14,25 мл
- 14,35 мл
- 14,40 мл
- Концентрация раствора гидроксида натрия (C) = 0,1020 Н
Шаг 2: Средний объём расхода титранта
Для нахождения средней концентрации меди, сначала вычислим средний объём расхода титранта (V_titran).
[
V_{titran_{avg}} = \frac{14,25 + 14,35 + 14,40}{3} = \frac{43,00}{3} = 14,33 , \text{мл}
]
Шаг 3: Конвертация объёма титранта в литры
Переведём объем титранта из миллилитров в литры, так как 1 л = 1000 мл:
[
V_{titran_{avg}} = 14,33 , \text{мл} = 0,01433 , \text{л}
]
Шаг 4: Вычисление количества вещества NaOH
Теперь вычислим количество вещества NaOH, израсходованного на нейтрализацию. Мы знаем, что нормальность раствора (N) связана с количеством вещества (н) по формуле:
[
n = N \times V
]
Следовательно, количество вещества NaOH:
[
n_{NaOH} = 0,1020 , \text{моль/л} \times 0,01433 , \text{л} = 0,00146226 , \text{моль}
]
Шаг 5: Уравнение нейтрализации
Для медного купороса (CuSO₄) реакция с NaOH будет выглядеть так:
[
CuSO₄ + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)₂ + Na₂SO₄
]
Согласно уравнению, на каждый моль CuSO₄ требуется 2 моля NaOH. Поэтому количество меди (Cu) можно найти из количества NaOH:
[
n_{Cu} = \frac{n_{NaOH}}{2} = \frac{0,00146226}{2} = 0,00073113 , \text{моль}
]
Шаг 6: Вычисление массы меди
Теперь нам нужно вычислить массу меди (Cu), используя его молекулярную массу. Молярная масса меди приблизительно равна 63,55 г/моль.
[
m_{Cu} = n_{Cu} \times M_{Cu} = 0,00073113 , \text{моль} \times 63,55 , \text{г/моль} \approx 0,0465 , \text{г}
]
Шаг 7: Средняя весовая концентрация меди
Теперь мы можем вычислить среднюю весовую концентрацию меди в анализируемом растворе. Концентрация определяется как масса вещества на единицу объёма раствора:
[
C_{Cu} = \frac{m_{Cu}}{V_{solution}} = \frac{0,0465 , \text{г}}{10,00 , \text{мл}} = 0,00465 , \text{г/мл} = 4,65 , \text{г/л}
]
Ответ
Средняя весовая концентрация меди в анализируемом растворе составляет 4,65 г/л.
