Question

Какую массу 2,5-динитрофенола C6H3(OH)(NO2)2 следует взять для определения азота по Кьельдалю, чтобы выделившийся аммиак мог быть поглощен 50,0 мл 0,2 М H2SO4 (fэкв =1/2) и избыток кислоты оттитрован 20,0 мл 0,2 М NaOH?

Answer 1

Объяснение:

Дано:

V(H₂SO₄) = 50 мл

[H₂SO₄] = 0,2 М

f экв = 1/2

V(NaOH) = 20 мл

[NaOH] = 0,2 М

---------------------------------

Найти:

m(C₆H₃(OH)(NO₂)₂) - ?

Решение:

1) Запишем первую формулу реакции, и при помощи мы найдем количество вещества H₂SO₄:

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O

Cн(NaOH) = Cм(NaOH)

Vc (C₆H₃(OH)(NO₂)₂) (H₂SO₄(р-р)) = V(H₂SO₄) - V(NaOH) = 50 мл - 20 мл = 30 мл = 0,03 л

n(H₂SO₄) = fэкв × V(H₂SO₄(р-р)) × [H₂SO₄]

n(H₂SO₄) = 0,03 л × 0,2 М / 2 = 0,003 моль

2) Запишем вторую формулу реакции, и при помощи мы найдем количество вещества 2,5-динитрофенола:

2NH₃ + H₂SO₄ → NH₄SO₄

n(NH₃) = 2n(H₂SO₄) = 2×0,003 моль = 0,006 моль

n(NH₃) = n(N) = 0,006 моль

n(C₆H₃(OH)(NO₂)₂) = n(N)/2 = 0,006 моль / 2 = 0,003 моль

3) Теперь мы найдем массу 2,5-динитрофенола, но нам еще надо найти молекулярную массу 2,5-динитрофенола:

M(C₆H₃(OH)(NO₂)₂) = 12×6+1×3+(16+1)+(14+16×2)×2)) = 72+3+17+(14+32)×2 = 72+3+17+46×2 = 72+3+17+92 = 184 гр/моль

m(C₆H₃(OH)(NO₂)₂) = n(C₆H₃(OH)(NO₂)₂) × M(C₆H₃(OH)(NO₂)₂)

m(C₆H₃(OH)(NO₂)₂) = 0,003 моль × 184 гр/моль = 0,552 гр

Ответ: m(C₆H₃(OH)(NO₂)₂) = 0,552 гр

Answer 2

Для решения данной задачи, давайте разберемся с химическими реакциями, происходящими в процессе определения азота по методу Кьельдаля:

1. Аммиак (NH3), выделившийся из органического вещества (в данном случае, 2,5-динитрофенола), реагирует с серной кислотой (H2SO4):

   NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4

2. Избыток серной кислоты после реакции с аммиаком титруется раствором натрия гидроксида (NaOH):

   H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

Известны объемы используемых реагентов: 50,0 мл 0,2 М H2SO4 и 20,0 мл 0,2 М NaOH.

Давайте начнем с определения количества миллимолей аммиака, который был выделен из 2,5-динитрофенола:

Объем H2SO4 = 50,0 мл = 0,0500 л Концентрация H2SO4 = 0,2 М

Миллимоли H2SO4 = объем × концентрация = 0,0500 л × 0,2 М = 0,010 моль

Так как по уравнению реакции 1 моль NH3 соответствует 1 моль H2SO4, то количество миллимолей NH3 равно 0,010 моль.

Далее, рассмотрим вторую реакцию. Моли NaOH, используемые для титрования избытка H2SO4:

Объем NaOH = 20,0 мл = 0,0200 л Концентрация NaOH = 0,2 М

Миллимоли NaOH = объем × концентрация = 0,0200 л × 0,2 М = 0,004 моль

Согласно уравнению реакции 1 моль H2SO4 соответствует 2 моля NaOH, поэтому количество миллимолей H2SO4, оставшееся после реакции с NH3, равно половине количества миллимолей NaOH, то есть 0,002 моль.

Теперь мы знаем, что количество миллимолей аммиака, выделенного из 2,5-динитрофенола, равно 0,010 моль, и количество миллимолей H2SO4, оставшегося после реакции с NH3, равно 0,002 моль.

Разница между этими количествами миллимолей будет количеством миллимолей аммиака, потребовавшегося для реакции:

0,010 моль - 0,002 моль = 0,008 моль аммиака.

Теперь, зная количество миллимолей аммиака, мы можем рассчитать массу 2,5-динитрофенола:

Масса = количество миллимолей × молярная масса Молярная масса 2,5-динитрофенола (C6H3(OH)(NO2)2) = 183,09 г/моль

Масса = 0,008 моль × 183,09 г/моль = 1,46472 г ≈ 1,46 г

Таким образом, массу 2,5-динитрофенола следует взять примерно 1,46 г для проведения определения азота по методу Кьельдаля.