Расчет молярной массы эквивалента (дополнение)

При решении задач по количественному титриметрическому анализу уравнения реакций, лежащие в их основе, чаще всего не даются, и их требуется писать самостоятельно.

 

При определении молярной массы эквивалента окислителей и восстановителей проще всего проводить расчет по ионно-электронному уравнению реакции в зависимости от числа принятых или отданных электронов. При этом смотрят на ту полуреакцию, к которой относится анализируемое вещество.

 

Например,

1. Определить молярную массу эквивалента пероксида водорода при определении его методом перманганатометрии. Mм Н₂О₂ = 34,01 г/моль

 

Решение:

В основе определения пероксида водорода методом перманганатометрии лежит следующее уравнение реакции:

 

5 Н₂О₂ + 2 KMnO₄ + 3 H₂SO₄ → 5 O₂ + 2 MnSO₄ + K₂SO₄ + 8 H₂O

 

Н₂О₂ - 2е → O₂ + 2 Н⁺ ‌‌| 5 окисление, восстановитель

MnO₄ ^- + 8 Н⁺ + 5 е → Mn²⁺ + 4 H₂O | 2 восстановление, окислитель

 

По ионно-электронному уравнению мы видим, что 1 моль Н₂О₂ отдает 2 электрона, следовательно, получается соотношение 1:2. Это и будет фактор эквивалентности.

 

(f_экв.= 1/Z Для восстановителей Z равночислу отданных электронов. Следовательно, f_экв.= ½)

 

f_экв. (Н₂О₂) = ½ M_экв. (Н₂О₂) = Mм (Н₂О₂) • f_экв. (Н₂О₂) = Mм(Н₂О₂) / 2 = 34,01 г/моль: 2 =

 

=17,005 г/моль

 

Ответ: M_экв. (Н₂О₂) =17,005 г/моль

 

2. Определить молярную массу эквивалента щавелевой кислоты при ее определении методом перманганатометрии. Мм _{щав.к-ты} = 126,08 г/моль

 

Решение:

В основе определения щавелевой кислоты методом перманганатометрии лежит следующее уравнение реакции:

 

5 Н₂C₂О₄ + 2 KMnO₄ + 3 H₂SO₄ → 10 CO₂ + 2 MnSO₄ + K₂SO₄ + 8 H₂O

 

C₂О₄^2- - 2е → 2 CO₂ ‌‌ | 5 окисление, восстановитель

MnO₄ ^- + 8 Н⁺ + 5 е → Mn²⁺ + 4 H₂O | 2 восстановление, окислитель

По ионно-электронному уравнению мы видим, что 1 моль оксалат-ионов (С₂О₄^2-) отдает 2 электрона, следовательно, получается соотношение 1:2. Это и будет фактор эквивалентности.

(f_экв.= 1/Z Для восстановителей Z равночислу отданных электронов. Следовательно, f_экв.= ½)

 

f_{экв.щав.к-ты} = ½ M_{экв.щав.к-ты} = Mм _{щав.к-ты} • f_{экв. щав.к-ты} = Mм _{щав.к-ты}: 2 =

 

= 126,08 г/моль: 2 = 63,04 г/моль

 

Ответ: M_{экв.щав.к-ты} = 63,04 г/моль

 

При определении фактора эквивалентности веществ по ионно-обменным реакциям и реакциям присоединения расчет можно сократить, совместив несколько действий в одно.

Под анализируемым веществом указывают число моль, а под титрантом – произведение числа моль вещества на число эквивалентов. Отношение числа моль анализируемого вещества к числу моль-эквивалентов титранта и будет фактор эквивалентности.

 

А. Если титрант (рабочий раствор) готовится с учетом реальных частиц (РЧ):

 

1) прямое и обратное титрование

 

ν (моль) анализируемого вещества

f_экв. = k_стех. • 1 = k_стех. =

ν (моль) титранта

 

2) косвенное титрование (по заместителю)

ν (моль) анализируемого вещества ν (моль) заместителя

f_экв. = k_стех. • 1 = k_стех. = •

ν (моль) заместителя ν (моль) титранта

Б. Если рабочий раствор (титрант) готовится с учетом условных частиц:

 

f_экв. = k_стех. • УЧ _{титранта} = k_стех. • 1/Z _{титранта}

 

1) прямое и обратное титрование

 

ν (моль) анализируемого вещества ν (моль) анализируемого вещества

f_экв = • 1/Z _{титранта=}

ν (моль) титранта ν (моль) титранта • Z _{титранта}

 

 

2) косвенное титрование (по заместителю)

 

ν (моль) анализируемого вещества ν (моль) заместителя

f_экв.= • • 1/Z _{титранта} =

ν (моль) заместителя ν (моль) титранта

 

 

ν (моль) анализируемого вещества • ν (моль) заместителя

=

ν (моль) заместителя • ν (моль) титранта • Z _{титранта}

Например,

 

1. Определить молярную массу эквивалента щавелевой кислоты при ее определении методом алкалиметрии. Мм _{щав.к-ты} = 126,08 г/моль

 

Решение:

В основе определения щавелевой кислоты методом алкалиметрии лежит следующее уравнение реакции:

 

_{анализируемое}

^{вещество титрант}

Н₂C₂О₄ + 2 NaOH → Na₂C₂O₄ + 2 H₂O

1 моль 2моль • 1 экв.=

= 2 моль-экв.

 

f_{экв.щав.к-ты} = ½ M_{экв. щав.к-ты} = Mм _{щав.к-ты} • f_{экв. щав.к-ты} = Mм _{щав.к-ты}: 2 =

 

= 126,08 г/моль: 2 = 63,04 г/моль

 

Ответ: M_{экв. щав.к-ты} = 63,04 г/моль

 

 

2. Определить молярную массу эквивалента антипирина при его определении методом йодометрии по способу обратного титрования. Мм_ант. = 188,23 г/моль

 

 

Решение:

В основе определения антипирина методом йодометрии по способу обратного титрования лежит следующее уравнение реакции:

 

_{анализируе}

^{вещество титрант}

-CH₃ I – – CH₃

N –CH₃ + I₂ → N – CH₃ + HI

// //

O N O N

| |

C₆H₅ C₆H₅

1 моль 1 моль • 2 экв. =

= 2 моль-экв.

 

I₂ + 2 Nа₂S₂О₃ → 2 NаI + Nа₂S₄О₆

 

I₂ + 2 е → 2 I^-

2 S₂О₃ ^2- - 2 е → 2 S₄О₆^2-

 

 

f _{экв. ант}. = ½ M_{экв.ант.}= Мм _ант. • f _{экв. ант} = Мм _ант.: 2 = 188,23 г/моль: 2 =

 

= 94,115 г/моль

 

Ответ: M_{экв.ант.}= 94,115 г/моль