Т А Пальчевська - Аналітична хімія та інструменентальні методи аналізу - страница 40

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46 

2-

Cr2O7 -іонів відбувалося впродовж 25 хв при силі струму 200 мА. Визначте молярну еквівалентну концентрацію розчину калію дихромату.

Розв язання : Розраховуємо кількість електрики, яку витрачено на відновлення C^O^-іонів:   Q = I-t = 25 - 60 - 200 -10 _3 = 300 Кл.

Складаємо пропорцію:     1 моль - екв К2Cr2O7 — 96500 Кл

х                      — 300 Кл

1-300   ^ .

х =-------- = 3,1-10   моль - екв.

96500

В 20 см розчину міститься 0,0031 моль екв, тому молярна еквівалента концентрація калій дихромату:

3140 _3

СН = ------- = 0,155 моль - екв/л.

Н 0,020

Приклад 3. Електроліз підкисленого розчину купруму (ІІ) сульфату проводили в електролітичній комірці при постійному струмі силою 0,800 А впродовж 15,2 хв. Визначте масу (у г) та об'єм (для газів) кожного з продуктів, які утворилися при електролізі.

Розв язання :  Розраховуємо  кількість  електрики,  яку  витрачено на

проведення електролізу: Q = I-t = 15,2 - 60 - 800 -10 _3 = 729,6 Кл.

Під час електролізу на електродах відбуваються електрохімічні реакції:

2+

Cu  + 2ё------- *- Cu (тв) (катод)

2H2O - 4ё —- O2 (газ) + 4H+ (анод)

Розраховуємо маси продуктів, що виділилися на електродах:

M-Q   63,5 - 729,6   0 24
mCu ==--------- =---------------- = 0,24 г,

Cu    n F    2 96500M-Q 32-729,6

mO =            — =                — = 0,061 г.

°2    n - F    4 - 96500

Розраховуємо об'єм кисню, що виділиться на аноді:

V   Q   22 4 - 729 6
V0 =                  = 22,4 729,6 = 0,042 л.

°2    n - F      4 - 96500

Приклад 4. Пробу стічної води об'ємом 250,0 см3, що містить фенол, відтитрували бромом, електролітично генерованим з KBr. Визначити вміст (у мкг/мл) фенолу в стічній воді, якщо електроліз проводили при силі струму 0,035 А впродовж 6 хв 16 с.

Розв'язання: Бром генерується на платиновому аноді:

2Br- - 2ё =*=^ Вг2. Взаємодія фенолу з бромом відбувається за реакцією:

C6H5OH + 3Br2 =й=*= C6H2OHBr3 + 3Br- + 3H+. Отже, для бромування 1моль фенолу буде витрачатися 6 електронів (для генерування 3 моль брому). Молярна маса фенолу M(C6H5OH)=94,12 г/моль. Розраховуємо масу фенолу в зразку:

m = M-I-t = 94,12 - 0,035 - (6 - 60 +16) = 21 10 _3 г

n-F                       6-96500                           ' '

Тоді, концентрація фенолу у стічній воді:

С = т = 2,1-10   = 8,4 -10_3 г/л = 8,4 мкг/мл.

V          0,25

3+ 2+

Приклад 5. Кількість Fe у розчині визначали відновленням до Fe на платиновому електроді. Після припинення пропускання струму в кулонометрі, який було ввімкнено паралельно з робочою коміркою, утворилось 36,5 мл водню і кисню. Розрахуйте масу Fe2(SO4)3 у розчині, якщо вихід за струмом становить 87%.

Розв'язання: В кулонометрі відбуваються наступні реакції:

4H+ + 4 ё               2H2 (газ)

2H2O - 4ё ------ (газ) + 4H+

Таким чином, 4 електрони витрачаються на утворення 3 моль газової суміші, отже на утворення 1 моль газової суміші необхідно проходження через комірку 4/3 електронів. Молярна маса феруму (ІІІ) сульфату M(Fe2(SO4)3)= 400 г/моль.

Розраховуємо кількість електрики, яку витрачено на відновлення Fe(III):

V    n F   0,0365 - 43 - 96500

Q =----------- =                   ^                  = 209,66 Кл.

V                           22 4

Реакція відновлення, що відбувається на платиновому катоді:

Fe3+ + ё          *~ Fe2+.

Розраховуємо  масу  Fe2(SO4)3,  яка  електроперетворюється  під час

M -Q    400 -209,66 -87   0 378

пропускання струму: m =------------------ =---------------------- = 0,378 г.

1.      n-F -100 2-96500-100Кулонометричні методи засновані на:

 

a)      залежності електропровідності розчинів електролітів від їх концентрації;

b)     залежності електрорушійної сили електролітичної комірки від концентрації речовини, що аналізують;

c)      залежності кількості електрики, що витрачено на проведення електрохімічної реакції з досліджуваною речовиною, від її концентрації у розчині;

d)     використанні явища поляризації мікроелектроду і одержанні кривих, які описують залежність сили струму від прикладеної напруги.

2.      Методи, які  відбуваються  з  перебігом  електрохімічної реакції на електродах електрохімічної комірки під дією струму це:

 

a)      високочастотна кондуктометрія;                        с) кулонометрія;

b)      низькочастотна кондуктометрія;                        d) потенціометрія.

3.      Кулонометрична крива описує залежність:

 

a)      електрорушійної сили електрохімічного ланцюга від активності досліджуваного іона;

b)     електропровідності розчину електроліту від його концентрації;

c)      сили струму від прикладеної напруги;

d)     сили струму від часу проведення електролізу.

4.      Кулонометричне титрування проводять при:

 

a)        постійній силі струму;

b)       постійному потенціалі робочого електроду;

c)        постійній електропровідності розчину;

d)       постійному потенціалі робочого електрода та постійній силі струму.

5.      Залежність кількості електричного струму, яку витрачено на електро­хімічне окиснення (відновлення) іонів або елементів описується:

 

a)      рівнянням Нернста;                                   c) законом Фарадея;

b)      рівнянням Ільковича;                                d) рівнянням Кольрауша.

6.      Електроліз на ртутному краплинному електроді проводять для:

 

a)      підвищення швидкості проведення аналізу;

b)      розділення металів, які утворюють і не утворюють амальгами;

c)      розділення металів, які мають близькі значення електродних потенціалів;

d)     виділення металів у більш зручній ваговій формі.

7.      Перевагою кулонометричного титрування при постійній силі струму є:

 

a)      титрування проводиться швидше, ніж інші методи аналізу;

b)      для титрування можна використовувати нестійкі реагенти, а результати аналізу є більш точними;

c)      особливих переваг цей метод не має;

1.    цим методом можна визначати нестійкі сполуки, які швидко окинюються на повітрі.Які закони покладено в основу електрогравіметрії та кулонометрії?

2.    Що таке електрохімічні еквіваленти? Наведіть приклади.

3.    Які можливі випадки відхилень від законів Фарадея? Дайте визначення поняттю «вихід речовини за струмом».

4.    Особливості кулонометричного титрування при постійному потенціалі робочого електрода і при постійній силі струму.

5.    Наведіть методи визначення кінцевої точки кулонометричного титрування.

6.    З розчину, який містить іони тривалентного металу, при електролізі впродовж 3,5 хв і силі струму 3,0 А на катоді виділилось 0,2752 г металу з виходом за струмом 100%. Визначте, який це метал та розрахуйте його електрохімічний еквівалент.

7.    Яка маса (у г) речовини виділиться на катоді при електролізі впродовж 1,42 хвилин і силі струму 1,8 А, якщо електрохімічний еквівалент речовини дорівнює 1,97 г/А год?

8.    Визначте масу (у г) двовалентного металу, яка виділиться на катоді при електролізі впродовж 3,5 хв і силі струму 3,0 А, якщо його електрохімічний еквівалент дорівнює 0,3054 мг/Кл.

9.    Визначте, за який час при електролізі розчину FeCl3 з платиновими електродами виділиться 0,1 г заліза, якщо сила струму дорівнює 4,0 А. Які продукти та в якій кількості виділяться за цей час на аноді?

 

10.    Який час (у хв) необхідний для проведення електролізу при силі струму 15 А, щоб на катоді виділилося 3,78 г тривалентного металу, якщо електрохімічний еквівалент металу дорівнює 0,093 мг/Кл?

11.    З розчину, який містить іони одновалентного металу, при електролізі впродовж 2,35 хв і силі струму 0,35 А на катоді виділилось 0,1037 г металу з виходом за струмом 100%. Визначте, який це метал та розрахуйте його електрохімічний еквівалент.

12.    При електролізі розчину, який містить іони тривалентного металу, за 35 хв при силі струму 1,0 А було одержано на катоді 0,3772 г металу з виходом за струмом 100%. Визначте, який це метал та розрахуйте його електрохімічний еквівалент.

13.    Піридин у розчині визначали кулонометричним титруванням за допомогою іонів Н+, які електролітично генерувалися при електролізі води. Визначте масу піридину (у мг), якщо електроліз проводили впродовж 6,5 хв при силі струму 125,0 мА.

14.    За час повного відновлення іонів Zn2+ в газовому кулонометрі виділилося 35,4 мл суміші водню і кисню. Розрахуйте концентрацію (у моль/л) цинку, якщо об'єм досліджуваного розчину 20 см3.

Який час (у с) необхідний для проведення електролізу розчину ферум (ІІІ) хлориду при силі струму 4 А, щоб на катоді виділилося 0,1 г феруму? Скільки хлору (у мл) виділиться за цей час на аноді?2+

16.     У розчині кальцію хлориду Са -іони відтитрували іонами ЕДТА, які електролітично генерувалися в кулонометричній комірці з відповідного ртутного комплексу (при генеруванні 1 моль ЕДТА брали участь 2 електрони). Визначте масу (у мкг) кальцію в розчині, якщо титрування відбувалось впродовж 120 с при силі струму 6,0 мА.

17.     Для титрування Г-іонів використали іони MnO4", які електролітично генерувалися в анодному просторі кулонометричної комірки у кислому середовищі. Визначте масу (у мг) йодид-іонів в розчині, якщо титрування проводили впродовж 240 с при силі струму 16,0 мА.

18.     При кулонометричному титруванні 30 см   розчину калій дихромату електролітично генерованими іонами Fe  повне відновлення Cr2O7 -іонів відбувалося впродовж 35 хв при силі струму 250 мА. Визначте молярну еквівалентну концентрацію розчину калію дихромату.

19.     Хлороводнева кислота кулонометрично титрується електрогенерованими іонами ОН— при постійному струмі 10,0 мА. Точку еквівалентності при титруванні 5,0 см досліджуваного розчину досягли за 3 хв 10 с. Розрахуйте концентрацію (у моль/) досліджуваного розчину HCl.

20.     При кулонометричному визначенні кобальта в зразку сплава масою 1,5 г кількість електрики визначали гравіметричним кулонометром. За час повного електролізу на катоді срібного кулонометра виділилось 0,0755 г срібла. Визначте вміст кобальту (у %) в зразку.

21.     Пробу стічної води об'ємом 50,0 см3, що містить фенол, відтитрували бромом електролітично генерованим з KBr. Визначити вміст (у мкг/мл) фенолу в стічній воді, якщо електроліз проводили при силі струму 0,025 А впродовж 3 хв 42с.

22.     Слідові кількості аніліну було визначено реакцією з надлишком електролітично генерованого Br2:

C6H5NH2 + 3Br2 =*=^ C6H2Br3NH2 + 3H+ + 3Br- . Полярність  робочого  електроду  потім  змінили  і  надлишок брому визначили кулонометричним титруванням з генерацією Cu(I):

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46 


Похожие статьи

Т А Пальчевська - Аналітична хімія та інструменентальні методи аналізу