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.
Для решения данной задачи нам необходимо провести несколько шагов:
Шаг 1: Определение количества вещества меди
Реакция нейтрализации: В данном случае мы имеем медный купорос (CuSO₄), который реагирует с гидроксидом натрия (NaOH). Уравнение реакции будет выглядеть следующим образом: \[ \text{CuSO}_4 + 2 \text{NaOH} \rightarrow \text{Cu(OH)}_2 + \text{Na}_2\text{SO}_4 \] Как видно из уравнения, одна молекула медного купороса реагирует с двумя молекулами гидроксида натрия.
Подсчет средних значений из расхода титранта: \[ \text{Средний расход титранта} = \frac{14,25 + 14,35 + 14,40}{3} = \frac{43,00}{3} = 14,33 \text{ мл} \]
Шаг 2: Перевод объёма титранта в литры и расчет количества вещества NaOH
Переведем объем в литры: \[ V = 14,33 \text{ мл} = 0,01433 \text{ л} \]
Расчет количества вещества NaOH: У нас есть нормальность раствора NaOH \( C = 0,1020 \text{ Н} \): \[ n(\text{NaOH}) = C \times V = 0,1020 \, \text{моль/л} \times 0,01433 \, \text{л} = 0,001462 \text{ моль} \]
Шаг 3: Определение количества вещества меди
- Определение количества меди: Из уравнения видно, что 1 моль CuSO₄ реагирует с 2 моль NaOH, следовательно, количество меди будет в два раза меньше: \[ n(\text{Cu}) = \frac{n(\text{NaOH})}{2} = \frac{0,001462}{2} = 0,000731 \text{ моль} \]
Шаг 4: Расчет массы меди
Молярная масса меди (Cu): \[ M(\text{Cu}) = 63,55 \, \text{г/моль} \]
Масса меди в растворе: \[ m(\text{Cu}) = n(\text{Cu}) \times M(\text{Cu}) = 0,000731 \text{ моль} \times 63,55 \text{ г/моль} = 0,0465 \text{ г} \]
Шаг 5: Вычисление средней весовой концентрации меди
Объем анализируемого раствора: У нас 10,00 мл анализируемой пробы, что составляет 0,01000 л.
Расчет средней весовой концентрации: \[ C(\text{Cu}) = \frac{m(\text{Cu})}{V_{\text{пробы}}} = \frac{0,0465 \text{ г}}{0,01000 \text{ л}} = 4,65 \text{ г/л} \]
Итог
Средняя весовая концентрация меди в анализируемом растворе составляет 4,65 г/л.
