Question

Для предупреждения коррозии и образования отложений в воду рекомендуется добавлять NaOH в концентрации 0,12% по массе. Соответствует ли норме концентрация, если на титрование 10 мл воды затрачено 5 мл соляной кислоты с концентрацией 0,1 моль-экв/л (плотность принять 1,00 г/см3 ). Записать уравнение реакции; Указать объем аликвоты, рабочий раствор, вид титрования, индикатор. Что такое титрование, до каких пор оно ведется?

Answer 1

1) Если в воду добавили NaOH, то рассматриваем воду как  раствор этой щелочи, хоть и осень слабо концентрированный.  

2) Закон эквивалентов:

Сщ * Vщ  = Cк * Vк

Сщ и Cк - соответственно молярные массы эквивалентов щелочи и кислоты, моль-экв/л.

Vщ и  Vк  - объемы щёлочи и кислоты, потраченные на титрование.

Отсюда:

Сщ  =(Cк * Vк) /  Vщ = (0,1 * 5)/10 = 0,05 моль-экв/л

3) Понятие раствора с концентрацией 0,05 моль-экв/л  означает, что в 1 литре этого раствора содержится 0,05 моль эквивалента NaOH, а так как масса 1 моля эквивалента NaOH равна 40 г/моль-экв, то в 1 литре раствора содержится:

0,05 * 40 = 2 г NaOH

4) Плотность раствора равна 1 г/мл, значит масса 1 л раствора равна 1000г. Составляем пропорцию:

1000 г раствора ---------------- 2 г NaOH

 100 г раствора ---------------- Х г NaOH

Х = 0,2

Значит, концентрация раствора 0,2%, то есть не соответствует норме.

5) Уравнение реакции:

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Объём аликвоты - 10 мл

Рабочий раствор - соляная кислота

Вид титрования - кислотно-основное

Индикатор - я бы взяла фенолфталеин

Титрование проводила бы до исчезновения розовой окраски раствора.

Answer 2

Для определения, соответствует ли концентрация NaOH норме 0,12% по массе, мы можем использовать результаты титрования.

Уравнение реакции между NaOH и соляной кислотой (HCl) выглядит следующим образом:

NaOH + HCl -> NaCl + H2O

Из уравнения видно, что один моль NaOH реагирует с одним молью HCl. Таким образом, количество молей HCl, затраченное на титрование, будет равно количеству молей NaOH в реакции.

Сначала давайте определим количество молей HCl:

Объем HCl = 5 мл = 0,005 л Концентрация HCl = 0,1 моль-экв/л

Количество молей HCl = объем x концентрация = 0,005 л x 0,1 моль-экв/л = 0,0005 моль

Так как моль NaOH и моль HCl взаимно соответствуют, то количество молей NaOH также равно 0,0005 моль.

Теперь мы можем найти массу NaOH, соответствующую этому количеству молей:

Масса NaOH = количество молей x молярная масса NaOH

Молярная масса NaOH = 23 (масса Na) + 16 (масса O) + 1 (масса H) = 40 г/моль

Масса NaOH = 0,0005 моль x 40 г/моль = 0,02 г

Теперь мы знаем, что 0,02 г NaOH было использовано для титрования 10 мл воды. Мы можем выразить концентрацию NaOH в воде как:

Концентрация NaOH (%) = (Масса NaOH / Масса воды) x 100%

Масса воды = объем воды x плотность воды Масса воды = 10 мл x 1,00 г/см³ = 10 г

Концентрация NaOH (%) = (0,02 г / 10 г) x 100% = 0,2%

Таким образом, концентрация NaOH в воде составляет 0,2%, что больше чем 0,12%, поэтому данная концентрация NaOH соответствует норме.

Теперь о титровании: Титрование - это химический метод анализа, который используется для определения концентрации одного раствора путем добавления другого раствора с известной концентрацией до достижения химической реакции эквивалентности. В данном случае была проведена кислотно-основная титрование, где соляная кислота (HCl) использовалась для определения концентрации натрия гидроксида (NaOH). Титрование продолжается до тех пор, пока количество добавленной кислоты не будет равно количеству базы в реакции.

Индикаторы часто используются в титровании для определения момента эквивалентности. Один из известных индикаторов для кислотно-основного титрования - это фенолфталеин, который обычно становится видимым при переходе из кислой среды в щелочную среду.