1. При добавлении в колонку аликвот 10,00 мл анализируемой пробы медного купороса собрали подвижную фазу в конические колбы и на нейтрализацию израсходовали 14,25; 14,35; 14,40 мл…
1. При добавлении в колонку аликвот 10,00 мл анализируемой пробы медного купороса собрали подвижную фазу в конические колбы и на нейтрализацию израсходовали 14,25; 14,35; 14,40 мл титранта (0,1020 Н раствора гидроксида натрия). Вычислить среднюю весовую концентрацию меди в анализируемом растворе. через закон эквивалентов
Для решения задачи необходимо пройти несколько этапов, начиная с определения необходимых величин и заканчивая расчетом средней весовой концентрации меди в анализируемом растворе.
Шаг 1: Определение эквивалентов
Сначала определим, что такое эквивалент. По химии эквивалентная масса - это количество вещества, которое реагирует с 1 молем водорода или принимает участие в реакции.
Для соединений меди, таких как медный купорос \( \text{CuSO}_4 \), более важно учесть количество меди, которое соответствует эквивалентной массе. Медная ион \( \text{Cu}^{2+} \) может взаимодействовать с гидроксид-ион \(\text{OH}^-\).
Шаг 2: Вычисление эквивалентов титранта
Нам даны следующие данные:
- Объем раствора гидроксида натрия (NaOH) использованный в различных экспериментах:
- 14,25 мл
- 14,35 мл
- 14,40 мл
- Нормативность раствора NaOH: 0,1020 Н
Сначала переведем объёмы в литры и найдем количество молей NaOH, использованных в реакции:
\[ \text{n(NaOH)} = C \times V \]
где \( C \) — нормальность, а \( V \) — объем в литрах.
Для 14,25 мл: \[ C = 0,1020 \, \text{моль/л} \quad V = \frac{14,25}{1000} = 0,01425 \, \text{л} \] \[ n_{1} = 0,1020 \times 0,01425 = 0,00145 \, \text{моль} \]
Для 14,35 мл: \[ V = 0,01435 \, \text{л} \] \[ n_{2} = 0,1020 \times 0,01435 = 0,00147 \, \text{моль} \]
Для 14,40 мл: \[ V = 0,01440 \, \text{л} \] \[ n_{3} = 0,1020 \times 0,01440 = 0,00147 \, \text{моль} \]
Шаг 3: Найдем среднее количество молей NaOH
Теперь найдем среднее количество молей NaOH, использованного в реакциях: \[ \text{n} = \frac{n_{1} + n_{2} + n_{3}}{3} = \frac{0,00145 + 0,00147 + 0,00147}{3} \approx 0,00146 \, \text{моль} \]
Шаг 4: Вычисление массы меди
В реакции с медным купоросом каждый моль меди соответствует 1 молю NaOH. Таким образом, количество молей меди также составляет 0,00146 моль.
Теперь рассчитаем массу меди: Молярная масса меди (Cu) = 63,55 г/моль.
\[ m_{\text{Cu}} = n_{\text{Cu}} \times M_{\text{Cu}} = 0,00146 \, \text{моль} \times 63,55 \, \text{г/моль} \approx 0,0928 \, \text{г} \]
Шаг 5: Вычисление веса концентрации меди
Теперь нужно найти весовую концентрацию меди в исходном растворе. У нас есть 10 мл анализируемого раствора, что соответствует 0,01 л.
Весовая концентрация рассчитывается следующим образом:
\[ C = \frac{m}{V} = \frac{0,0928 \, \text{г}}{0,01 \, \text{л}} = 9,28 \, \text{г/л} \]
Ответ
Средняя весовая концентрация меди в анализируемом растворе составляет approximately 9,28 г/л.
