Аналитическая химия. Задачи.

[AhmadM]

1. Сколько мл 0.1М  раствора хлорида аммония необходимо добавить к 50 мл раствора аммиака, чтобы получить pH=9.3?

2. В мерной колбе объемом 250 мл из навески 1.500г химически чистой щавелевой кислоты приготовлен раствор. На титрование 25 мл полученного раствора расходуется 23.7 мл раствора перманганата калия. Вычислить нормальность(молярная концентрация), титр и титр по железу раствора титранта. 

[chemdimon]

Пусть концентрация аммиака составляет X (моль/л в дальнейшем опущено) и объём добавленного раствора хлорида аммония составляет Y л.

(i) [NH₄⁺]+[H⁺] = [Cl']+[OH'] -- зарядовый баланс
(ii) [H⁺][OH'] = K_W
α-доля NH₄⁺ в растворе составляет
(iii) [H⁺]/(K_A+[H⁺])
Общий объём раствора составляет 0.05+Y, количество NH₃ в той или иной форме в нём -- 0.1Y+X0.05, концентрация следовательно составит
(iv) [NH₃]+[NH₄⁺] = (0.1Y+0.05X)/(0.05+Y)
Тогда концентрация [NH₄⁺] равна
(v) [H⁺]/(K_A+[H⁺])*(0.1Y+0.05X)/(0.05+Y)
Концентрация хлорида равна концентрации NH₄⁺ в исходном растворе NH₄Cl и составляет очевидно 0.1Y/(0.05+Y)
Забив всё в выражение получаем
(vi) [H⁺]/(K_A+[H⁺])*(0.1Y+0.05X)/(0.05+Y) + [H⁺] = 0.1Y/(0.05+Y) + K_W/[H⁺]
Сюда уже минутное дело подставить нужную концентрацию и найти Y

Изменено 18 Января, 2023 в 00:05 пользователем chemdimon

[AhmadM]

18.01.2023 в 00:46, chemdimon сказал:

Пусть концентрация аммиака составляет X (моль/л в дальнейшем опущено) и объём добавленного раствора хлорида аммония составляет Y л.

(i) [NH₄⁺]+[H⁺] = [Cl']+[OH'] -- зарядовый баланс
(ii) [H⁺][OH'] = K_W
α-доля NH4+ в растворе составляет
(iii) [H⁺]/(K_A+[H⁺])
Общий объём раствора составляет 0.05+Y, количество NH₃ в той или иной форме в нём -- 0.1Y+X0.05, концентрация следовательно составит
(iv) [NH₃]+[NH₄⁺] = (0.1Y+0.05X)/(0.05+Y)
Тогда концентрация [NH₄⁺]
(v) [H⁺]/(K_A+[H⁺])*(0.1Y+0.05X)/(0.05+Y)
Концентрация хлорида равна концентрации NH4+ в исходном растворе NH4Cl и составляет очевидно 0.1Y/(0.05+Y)
Забив всё в выражение получаем
(vi) [H⁺]/(K_A+[H⁺])*(0.1Y+0.05X)/(0.05+Y) + [H⁺] = 0.1Y/(0.05+Y) + K_W/[H⁺]
Сюда уже минутное дело подставить нужную концентрацию и найти Y

Я нифига не понял?. Ka = 5.8*10^-10; Kw = 1.8*10^-14; [H]=10^-9.3. X = 0.1135. Калькулятор мне вообще график выдает.

Изменено 17 Января, 2023 в 20:58 пользователем AhmadM

[chemdimon]

Решение, очевидно, относительно Y. Там будет несколько корней, но только один из них будет адекватным -- популярная вещь в аналитической химии. Графика при зафиксированных остальных константах не будет.
Мне выдало Y = 0.049. A = K_W = 1E-14, B = K_A, C = [H+], D = X, x = Y
При A = 1.8E-14 Y = 0.04897

Изменено 18 Января, 2023 в 00:01 пользователем chemdimon

[cty]

В 17.01.2023 в 21:00, AhmadM сказал:

1. ...к 50 мл раствора аммиака, чтобы получить pH=9.3?

2. Вычислить нормальность(молярная концентрация)...

1. Какого раствора аммиака? Без указания его концентрации задача не имеет решения.

Решается, исходя из pH = pK_a + lg(C_осн/C_к-та).

2. Замечу, что нормальность здесь отличается от молярной концентрации в 5 раз.

[chemdimon]

Задача может иметь решение в общем виде. Понятно, что это не для этого случая, но мне в целом удалось. Перманганат скучный...

[cty]

В 21.01.2023 в 12:24, chemdimon сказал:

решение в общем виде

Если требуется решение в общем виде, т.е. вывод формул, в задачах не пишут конкретные числа. Здесь даны конкретные числа, но не все. Для первой задачи явно не нужны все ваши навороты в решении. Это задача на знание одной формулы, которую я написал, и еще немного арифметики.

[chemdimon]

21.01.2023 в 13:54, cty сказал:

не пишут конкретные числа

Понятно, что конкретно эту задачу просто не дописали, но можно обойтись и без концентрации аммиака. Навороты -- ну, кому как удобнее, я привык работать с альфа-долями. Про Гендерсона-Хассельбаха даже не подумал)