Найти компоненты смеси + объемные доли компонентов из титра. При анализе производственной жидкости были получены следующие данные: объем образца - 25,00 мл; используемый раствор щелочи - 0,09789 моль/л; расход его при титровании с фенолфталеином - 34,60 мл, а с метиловым оранжевым - 11,40 мл. Какие компоненты содержатся в смеси: фосфорная и серная кислоты или фосфорная кислота и дигидрофосфат кальция? Найти объемную долю каждого компонента в анализируемой жидкости и их молярную концентрацию.
Для начала определим, какой из индикаторов (фенолфталеин или метиловый оранжевый) указывает на тот или иной компонент в смеси.
Для фосфорной кислоты: Молярная масса H3PO4 = 13 + 11 + 16*4 = 98 г/моль Кислотность H3PO4 = 3H+ Таким образом, для нейтрализации всех молей фосфорной кислоты требуются 3 моля NaOH.
Для серной кислоты: Молярная масса H2SO4 = 21 + 321 + 16*4 = 98 г/моль Кислотность H2SO4 = 2H+ Таким образом, для нейтрализации всех молей серной кислоты также требуются 3 моля NaOH.
Для дигидрофосфата кальция: Молярная масса Ca(H2PO4)2 = 40 + 12 + 31 + 164*2 = 234 г/моль Кислотность Ca(H2PO4)2 = 2H+ Таким образом, для нейтрализации всех молей дигидрофосфата кальция требуется 1 моль NaOH.
Теперь рассчитаем количество молей NaOH, затраченных при титровании с фенолфталеином: 0,09789 моль/л 0,0346 л = 0,003381 моль NaOH Также рассчитаем количество молей NaOH, затраченных при титровании с метиловым оранжевым: 0,09789 моль/л 0,0114 л = 0,001117 моль NaOH
Сравнивая количество молей NaOH, затраченных на каждый компонент по индикаторам, можно сделать вывод, что в исследуемой жидкости содержится фосфорная кислота и дигидрофосфат кальция.
Рассчитаем объемные доли и молярные концентрации компонентов:
Для начала определим, какой из индикаторов (фенолфталеин или метиловый оранжевый) указывает на тот или иной компонент в смеси.
Для фосфорной кислоты:
Молярная масса H3PO4 = 13 + 11 + 16*4 = 98 г/моль
Кислотность H3PO4 = 3H+
Таким образом, для нейтрализации всех молей фосфорной кислоты требуются 3 моля NaOH.
Для серной кислоты:
Молярная масса H2SO4 = 21 + 321 + 16*4 = 98 г/моль
Кислотность H2SO4 = 2H+
Таким образом, для нейтрализации всех молей серной кислоты также требуются 3 моля NaOH.
Для дигидрофосфата кальция:
Молярная масса Ca(H2PO4)2 = 40 + 12 + 31 + 164*2 = 234 г/моль
Кислотность Ca(H2PO4)2 = 2H+
Таким образом, для нейтрализации всех молей дигидрофосфата кальция требуется 1 моль NaOH.
Теперь рассчитаем количество молей NaOH, затраченных при титровании с фенолфталеином: 0,09789 моль/л 0,0346 л = 0,003381 моль NaOH
Также рассчитаем количество молей NaOH, затраченных при титровании с метиловым оранжевым: 0,09789 моль/л 0,0114 л = 0,001117 моль NaOH
Сравнивая количество молей NaOH, затраченных на каждый компонент по индикаторам, можно сделать вывод, что в исследуемой жидкости содержится фосфорная кислота и дигидрофосфат кальция.
Рассчитаем объемные доли и молярные концентрации компонентов:
Фосфорная кислота:
Объемная доля = (0,003381 моль + 0,001117 моль) 98 г/моль / (25,00 мл 0,09789 моль/л) = 0,536 или 53,6%
Молярная концентрация = (0,003381 моль + 0,001117 моль) * 98 г/моль / 25,00 мл = 0,02562 моль/л
Дигидрофосфат кальция:
Объемная доля = (0,003381 моль + 0,001117 моль) 234 г/моль / (25,00 мл 0,09789 моль/л) = 1,329 или 132,9%
Молярная концентрация = (0,003381 моль + 0,001117 моль) * 234 г/моль / 25,00 мл = 0,0602 моль/л
Итак, анализируемая жидкость содержит фосфорную кислоту и дигидрофосфат кальция, их объемные доли и молярные концентрации рассчитаны выше.