Ćwiczenia rachunkowe 1

 I. Pisanie jonowych reakcji chemicznych:

a) zobojętniania kwas zasada (HCl-NaOH, HCOOH-KOH, HNO₃-NH₃, CH₃COOH-NH₃)

b) strącania: BaCl₂ + H₂SO₄, BaCl₂ + Na₂SO₄, Ba(NO₃)₂ + (NH₄)₂SO₄

c) wydzielania gazu: węglan, siarczyn + kwas, sól amonowa + KOH

d) redoks z reakcjami połówkowymi: Zn + HCl, K₂Cr₂O₇ + FeSO₄, KMnO₄ + H₂O₂ + H⁺, KMnO₄ + H₂C₂O₄, Cu₂I₂ + HNO₃

e) kompleksowania: CuSO₄ + NH₃, FeCl₃ + KSCN

II. Mol ‑ jednostka liczności materii, 6,023×10²³ (liczba  Avogadro) atomów lub cząsteczek.

Masa molowa ‑ masa 1 mola atomów lub cząsteczek

n=m/M (lub proporcje), M=[g/mol]=[mg/mmol];

m=[mg] ‑> n=[mmol];  m=[g] ‑> n=[mol]

Stężenie procentowe: c =[m_subst/m_roztw]×100%, m_roztw=m_subst + m_rozp

Stężenie molowe: c =[n/V], n ‑ w molach, V ‑ w dm³; albo n ‑ w milimolach, V ‑ w cm³; jednostką stężenia molowego jest  mol/dm³, zapisywane też jako "M", c=[mol/dm³]=[mmol/cm³]

Przeliczanie stężeń, procentowe na molowe i odwrotnie

Rozcieńczanie roztworów: C×V=C₁×V₁ + C₂×V₂ ; V=V₁ + V₂

1. Ile gramów węglanu sodu trzeba zważyć aby otrzymać 250 cm³ 1,50 % roztworu? Jakie będzie stężenie molowe tego roztworu? Zał. ρ= 1,00 g/cm³, kiedy go robimy?

2. Zmieszano 100 cm³ 2,0 M roztworu KOH z taką samą objętością 0,20 M roztworu KOH. Jakie jest stężenie otrzymanego roztworu?

3. Zmieszano 100 cm³ 2,0 M roztworu KOH z taką samą objętością 0,20 M roztworu HCl. Jakie jest stężenie otrzymanego roztworu?

(proszę pokazać pełne obliczenia pod reakcją (przed r., reaguje, zostaje), dodatkowo policzyć co i w jakim czasie zostaje)

4. Jakie jest stężenie procentowe stężonego, 12,1 molowego (12,1 mol/dm³) kwasu solnego. Jego  gęstość  wynosi 1,19  g/cm³. Odp. 37,1 %

5. Zmieszano 250 cm³ 20 % roztworu H₂SO₄ (ρ=1,15 g/cm³) ze 150 cm³ 50 % H₂SO₄ (ρ=1,40 g/cm³). Jakie jest stężenie procentowe i molowe końcowego roztworu? Odp. 32.6 %; 4,15 mol/l.

6. Jak otrzymać 1 dm³ 1,00 M roztworu kwasu ortofosforowego(V) mając do dyspozycji stężony kwas (85,5  %, σ =1,70 g/cm³). Odp. c_M(85,5 %)=14,8 M; 67,5 cm³ stężonego H₃PO₄ wlać do wypełnionej częściowo wodą kolby miarowej, wymieszać, uzupełnić wodą do 1 dm³ i wymieszać.

7. Zmieszano 100 cm³ 0,30 M roztworu chlorku sodu i 200 cm³ 0,20 M roztworu siarczanu sodu. Oblicz stężenie molowe jonów sodu w otrzymanej mieszaninie. Odp. 0,37 M

Zadania domowe 1

1. Oblicz masę molową:  a) NaBr×2H₂O, b) benzenu

2. Należy odmierzyć 2,50 mola benzenu. Ile to gramów?, ile to cm³?, ρ=0,88 g/ml .

3. Roztwór o masie 120 g zawiera 30 g LiOH. Jakie jest stężenie procentowe tego roztworu?

4. Ile gramów NaOH należy zważyć aby otrzymać 300 cm³ roztworu o stężeniu 1,5 mol/dm³?

5. Stężony, 65 % kwas azotowy(V) ma gęstość 1,32  g/cm³. Oblicz jego stężenie molowe.

6. Odważono 0,4960 g szczawianu diamonu. Oblicz ile to moli?, ile to milimoli? Odp. 0,004000 mola = 4,000 mmole

7. Jakie jest stężenie molowe roztworu, który w 1,2 dm³ zawiera 0,6 mola mocznika? 0dp. 0,5 mol/l

8. W 450 g wody rozpuszczono 50 g sacharozy. Jakie jest stężenie procentowe tego roztworu? Odp. 10 %

9. Ile gramów octanu sodu znajduje się w 324 g roztworu o stężeniu 5,30 % ? Odp. 17,2 g.

10. W wodzie rozpuszczono 26 g sześciowodnego chlorku wapnia i dopełniono wodą w kolbie miarowej do 100 cm³. Oblicz stężenie molowe CaCl₂ w otrzymanym roztworze. Odp. 1,2 M

11. Lodowaty kwas octowy składający się praktycznie z czystego kwasu octowego ma gęstość 1,05 g/cm³. Oblicz jego stężenie molowe. Odp. 17,5 M

12. Ile moli wodorotlenku sodu trzeba dodać aby zobojętnić 150 cm³ 0,2 M kwasu ortofosforowego(V). Odp. 0,09 mola NaOH

13. Do 50 cm³ 0,10 M siarczanu sodu dodano 10 cm³ 0,20 M chlorku baru. Ile gramów osadu wytrąci się? Odp. 0,47 g BaSO₄

Ćwiczenia rachunkowe 2

LOGARYTMY: logarytmem liczby b przy podstawie a nazywamy liczbę n spełniającą równanie  aⁿ=b, gdzie a>0 i a¹1 oraz b>0;     log b=n

Własności logarytmów: log(a×b)=log a + log b, log aⁿ = n×log a

log(a/b)=log a ‑ log b, log Va= (1/n)×log a

DEFINICJA pH

ILOCZYN JONOWY WODY

H₂O + H₂O = H₃O⁺ + OH^‑

w uproszczonym zapisie: (*) H₂O = H⁺ + OH^‑,   K=[H⁺]×[OH^‑]/[H₂O]=1,8×10^-16, ponieważ [H₂O]=1000/18=55,5, mamy K_W = [H⁺]×[OH^‑]=10^-14, jony H⁺ i OH^‑ niekoniecznie muszą pochodzić od wody, np. w idealnej wodzie [H⁺]=[OH^‑] (z reakcji), dodawanie do takiej wody mocnego kwasu będzie powodowało wzrost [H⁺] i równocześnie cofanie się reakcji (*) tak, aby iloczyn K_W był stały.

1. Oblicz pH 0,001 mo/l HCl

2. Stężenie jonów OH^‑ w roztworze wynosi 5*10^‑3 M. Oblicz stężenie jonów H⁺ w tym roztworze.

3. Jak przygotować 500 cm³ roztworu kwasu solnego o pH=1,00 mając do dyspozycji stężony, 12,1M kwas? Odp. 4,13 ml stężonego kwasu solnego dopełnić w kolbie miarowej do 500 ml.

4. Po rozcieńczeniu roztworu mocnego kwasu pH wzrosło o 2 jednostki. Ile razy rozcieńczono ten roztwór? Odp. 100 razy

5. Mamy dwa roztwory: 0,10 M Ba(OH)₂ i 0,10 M KOH. pH którego z roztworów jest wyższe? Odp. pH(Ba(OH)₂)=13,3; pH(KOH)=13, wyższe Ba(OH)₂

6. Zmieszano 150 cm³ 0,030 M roztworu kwasu azotowego i 250 cm³ roztworu zawierającego 1,60 g HNO₃. Oblicz pH otrzymanego roztworu. Odp. pH=1,12

STĘŻENIE I AKTYWNOŚĆ

Stężenie i aktywność; wzajemne oddziaływanie naładowanych cząstek, zwłaszcza w roztworach stężonych, powoduje, że ruch jonów jest ograniczony. Aktywność (a) jonów jest mniejsza niż analityczne stężenie (c): a_i=f_i ×c_i

Współczynnik aktywności: f_i

Siła jonowa roztworu: I=1/2 ×S c_i z_i², (z_i ładunek jonu)

Współczynnik aktywności można obliczyć stosując prawo Debye’a - Hückela

Jeśli I<0,01      wzór uproszczony:       log (fi)= -0,5 z_i² ù/I

Jeśli I=< 0,05   wzór:                           log (fi)= (-0,5 z_i² ù/I)/(1+ù/I)

Jeśli I> 0,05     wzór:                           log (fi)= [(-0,5 z_i² ù/I)/(1+Baù/I)] + C×I

w którym: B= 0,328 (25°C, w wodzie), „a” i „C” stałe dopasowania zależności teoretycznej z wartościami wyznaczonymi doświadczalnie (do znalezienia w tablicach), dla jonu wodorowego a= 4,3; C=0,12.

1. Oblicz silę jonową 0,1 mol/l H₂SO₄

2. Oblicz silę jonową 0,2 mol/l HCl oraz aktywność jonu wodorowego w 0,2 mol/l HCl.

3. Oblicz pH roztworu 0,2 mol/l HCl posługując się a) stężeniem, (pH) b) aktywnością, (pH_a) oraz różnicę pomiędzy wartością stężeniową pH i wartością aktywnościową pH_a (termodynamiczną, niezależną od siły jonowej)

Stałe stężeniowe i aktywnościowe (termodynamiczne, niezależne od siły jonowej) dysocjacji kwasowej i zasadowej, wyrażenia

K_a×K_b = K_W  (wyprowadzić) oraz pK_a +pK_b = pK_W .

W dalszych obliczeniach będziemy stosować stałe stężeniowe oraz pH stężeniowe.

Zadania domowe 2

1. Do 200 cm³ kwasu solnego o pH=0,5 dodano taką samą objętość 2 % roztworu wodorotlenku sodowego. Obliczyć pH powstałego roztworu. Odp. pH=13

2. Jakie jest pH roztworu, w którym stężenie jonów wodorotlenowych wynosi 0,00680 g/l, jaki jest jego odczyn? Odp. pH=10,6, odczyn zasadowy

3. Do kolby miarowej wprowadzono 1,00 cm³ 91,11 % roztworu kwasu siarkowego o ρ=1820 g/l i rozcieńczono wodą do objętości 5,00 l. Zakładając gęstość roztworu ρ=1000  g/l i całkowitą  dysocjację kwasu obliczyć pH tego roztworu. Odp. pH=2,17

Ćwiczenia rachunkowe 3 i 4

STAŁA RÓWNOWAGI: definicja

 CH₃COOH+H₂O = CH₃COO^-+H₃O⁺;  K’=[CH₃COO^‑]×[H₃O⁺]/([CH₃COOH]×[H₂O])

Stężenie [H₂O] jako wielkość stała w roztworach wodnych przechodzi do stałej; stąd:

CH₃COOH = CH₃COO^‑ + H⁺    K=[CH₃COO^‑]×[H⁺]/[CH₃COOH]

ogólnie:            A_nB_m  = nA + mB   K=[A]ⁿ×[B]^m/[A_nB_m]

SPRZĘŻONE KWASY I ZASADY

OBLICZANIE pH SłABYCH KWASÓW I ZASAD

HA = H⁺ + A^‑;      K_a =[H⁺]×[A^‑]/[HA]

z reakcji [H⁺]=[A^‑]; c=[HA]+[A^‑], stąd: K_a =[H⁺]²/(c_a-[H⁺]); jeżeli c_a»[H⁺] ([H⁺]/c_a <0,05), to K_a =[H⁺]²/c_a Þ [H⁺]= VK_a×c_a, pH=‑1/2×log(K_a ×c_a)=1/2(pK_a-logc_a).

stopień dysocjacji α=[ilość molekuł zdysocjowanych]/[ilość molekuł wprowadzonych]= [H⁺]/c_a

1. Obliczyć stałą dysocjacji kwasowej, jeśli stała dysocjacji zasadowej (sprzężonej z kwasem zasady) wynosi 5×10^‑5 M.

2. Obliczyć pH i α dla 2,5 M kwasu mrówkowego. pK_a=3,8

3. Jak zmieni się pH następujących roztworów po 100‑krotnym rozcieńczeniu wodą:

a) 0,1 M mocna zasada           b) 0,1 M słaba zasada pK_a =9,8

 4. W 100 cm³ wody rozpuszczono 2,24 dm³ gazowego amoniaku. Oblicz pH powstałego roztworu. pK_a (NH₄⁺)=9,20

5. Do 100 cm³ 0,150 M roztworu kwasu solnego dodano 1,367 cm³ aniliny (ρ=1,0221 g/cm³) i  mieszaninę dopełniono do 200 cm³. Oblicz pH powstałego roztworu. pK_a(jonu anilinowego)=4,60 Odp. pH= 2,86

6. Do 100 cm³ 10% (ρ=1,012 g/cm³) kwasu octowego dodano 50,0 cm³ roztworu tego samego kwasu o stężeniu 4,00 M. Oblicz stężenie jonów wodorotlenowych i pH tego roztworu. Jakie były pH  wyjściowych roztworów? pK_a=4,80 Odp. pH(10%)=2,28; pH(4,0M)=2,10, pH(końc.)=2,20; [OH^‑]=1,60*10^-12 mol/l

7. W roztworze słabej zasady B o stężeniu 0,1 M zmierzono pH=11. Oblicz pK_a(BH⁺). (BH⁺ jest kwasem sprzężonym z zasadą B)  Odp. pK_a =9

8. Stopień dysocjacji kwasu HA wynosi 1 % przy stężeniu całkowitym kwasu równym 0,1 M. Oblicz  pH roztworu i pK_a tego kwasu. Odp. pK_a=5, pH=3

Zadania domowe 3 i 4

1. Oblicz pH i stopień dysocjacji 0,010 M kwasu chlorowego(I). pK_a =7,50 Odp. pH=4,75, α=1,78*10^‑3

2. Zmieszano po 50 cm³ roztworów: 1,0 M NaCl i 0,2 M NH₄Cl. Oblicz pH powstałej mieszaniny. pK_a(NH₄⁺)=9,2. Nie uwzględniać zmian mocy jonowej. Odp. pH=5,1

3. Do kolby miarowej na 250 cm³ wlano 5,00 cm³ stężonego amoniaku (25,0 %, ρ=0,900 g/cm³) i dopełniono do kreski. Oblicz pH powstałego roztworu. pK_a(NH₄⁺)=9,20 Odp. pH=11,31

4. Oblicz pH 0,50 M roztworu benzoesanu sodu. pK_a (kwasu benzoesowego)=4,12 Odp. pH=8,9

5. Obliczyć pH 0,20 M roztworu fenolanu sodowego. pK_a=10,0  Odp. pH=11,7

6. Obliczyć pH 3,00 % roztworu amoniaku (ρ=0,991 g/cm³). pK_a=9,20 Odp. pH=11,7

7. Jak przygotować 1 dm³ roztworu kwasu benzoesowego o pH=3,0? pK_a=4,12 Odp. Rozpuścić w wodzie 1,61 g kw. benzoesowego i dopełnić do 1 l.

Ćwiczenia rachunkowe 5a

Pojęcie buforu pH

pH=pK_a +log[c_b/c_a]=pK_a +log[n_b/n_a]

Zadania:

1. Oblicz pH buforu, który w 100 cm³ zawiera 3,0 g kwasu octowego i 2,05 g octanu sodu. pK_a =4,80

2. Oblicz jak zmieni się pH jeśli 1,0 cm³ 10,0 M kwasu solnego dodamy do:

            a)  750 cm³ wody destylowanej

            b)  750 cm³ 0,020 M roztworu wodorotlenku sodu

            c)  750 cm³ buforu zawierającego 0,010 mola kwasu octowego i 0,020 mola octanu sodu. pK_a=4,80

3. Jak przygotować 1 dm³ buforu amonowego o pH=9,50 mając do dyspozycji 13,2 M roztwór  amoniaku i stały chlorek amonu. Stężenie jonów amonu w buforze ma wynosić 0,20 M. pK_a=9,20

4. W kolbie miarowej na 500 cm³ zmieszano 10 cm³ stężonego amoniaku (25 %, ρ=0,90 g/cm³) ze 100 cm³ roztworu chlorku amonu o stężeniu 4,0 M. Kolbę dopełniono do kreski wodą destylowaną. Oblicz pH otrzymanego roztworu. pK_a(jonu amonowego)=9,2   Odp. pH=8,7

5. Należy przygotować 250 cm³ buforu o pH=0,80 i sumarycznym stężeniu (formy kwasowej i zasadowej) 0,400 M. Mamy do dyspozycji kwasy trójchlorooctowy, dwuchlorooctowy i chlorooctowy  w postaci stałej oraz 5,00 M roztwór wodorotlenku sodu. Który z kwasów wybierzesz? Podaj dokładny  opis przygotowania buforu. pK_a(kw.trójchlorooctowego)=0,70, pK_a(kw. dwuchlorooctowego)=1,30,  pK_a(kw. chlorooctowego)=2,90; Odp. wybierzemy kw. trójchlorooctowy, M(kw. trójchlorooctowego)=163,5 g/mol, 16,4 g kwasu + 11,2 cm³ NaOH dopełnić w kolbie miarowej na 250 cm³ do kreski.

Zadania domowe 5a

1. Oblicz pH buforu, który w 500 cm³ zawiera 2,00 g azotanu amonu i 1,00 g amoniaku. pK_a(NH₄⁺)=9,20 Odp. pH=9,57

2. Ile gramów stałego octanu sodu należy rozpuścić w 250 cm³ 0,20 M kwasu octowego aby   otrzymać bufor o pH=4,50. pK_a(kw. octowego)=4,80   Odp. 2,06 g

3. Do kolby miarowej na 250 cm³ wlano 5 cm³ kwasu octowego o stężeniu 4,0 M oraz 10 cm³ 0,5M  roztworu wodorotlenku baru. Oblicz pH powstałego roztworu. pK_a(kw. octowego)=4,8 Odp. pH=4,8

4. Do 50 cm³ buforu mrówkowego o pH=4,00 zawierającego kwas mrówkowy o stężeniu 0,500 M dodano: a) 1,00 cm³ wody, b) 1,00 cm³ 1,00 M kwasu siarkowego(VI), c) 1,00 cm³ 1,00 M wodorotlenku  potasu. Oblicz pH w każdym z trzech przypadków. pK_a(kw. mrówkowego)=3,80  Odp.  a) pH=4,00 b) pH=3,94, c) pH=4,03

5. Do 100 cm³ 0,200 M kwasu octowego dodano 0,800 g wodorotlenku sodu. Oblicz pH roztworu. pK_a(kw. octowego)=4,80 Odp. pH=9,05

Ćwiczenia rachunkowe 5b

Krzywe miareczkowania kwas‑zasada

1. Ile cm³ 0,020 M wodorotlenku sodu trzeba zużyć na zmiareczkowanie 100 cm³ próbki zawierającej 0,01702 mmola kwasu octowego. Czy poprawne jest używanie do tego miareczkowania biurety na 50 cm³?

2. Z kolby miarowej na 100,0 cm³ zawierającej kwas mrówkowy pobrano 20,00 cm³ i przeniesiono do kolby stożkowej. Zawartość kolbki stożkowej rozcieńczono do ok. 60 cm³. Roztwór ten zmiareczkowano zużywając 29,95 cm³ 0,1001 M wodorotlenku sodu. Oblicz ile miligramów kwasu było w kolbie miarowej.

3. Twoim zadaniem jest nastawienie miana 0,25 M kwasu solnego na węglan sodu. Jaką odważkę węglanu trzeba przygotować, jeśli masz do dyspozycji kolbę miarową na 100 cm³, pipetę jednomiarową na 20 cm³ i biuretę na 50 cm³ . 

4. Z dopełnionej do kreski kolbki miarowej na 250,0 cm³ zawierającej wodorotlenek baru pobrano 5 próbek po 25,00 cm³. Próbki te zmiareczkowano za pomocą 0,1013 M kwasu solnego zużywając: 41,51; 45,23; 45,34; 45,19; 45,30 cm³. Ile gramów wodorotlenku baru znajdowało się w kolbie? Odp. wynik 41,51 cm³ odrzucamy, V_{_r}=45,27 cm³, 4,585 mmola HCl, 2,292 mmola Ba(OH)₂ w 25 cm³ próbki, 22,92 mmola Ba(OH)₂ w kolbie 3,919g Ba(OH)₂.

5. Z odważki 0,5000 g kamienia wapiennego strącono, po uprzednim rozpuszczeniu, wapń w postaci szczawianu. Przemyty osad rozpuszczono w kwasie siarkowym
i zmiareczkowano roztworem KMnO₄ zawierającym 0,0056 g KMnO₄ w 1,00 ml. Oblicz procentową zawartość CaO w kamieniu wapiennym, jeśli zużyto 45,40 ml titranta. Odp. 45,1 %

Zadania domowe 5b

1. W kolbce miarowej na 100 cm³ znajduje się roztwór kwasu siarkowego o nieznanym stężeniu. Z kolbki pobrano próbkę 25,0 cm³ i zmiareczkowano ją za pomocą 0,2023 M roztworu wodorotlenku sodu zużywając 42,51 cm³ . Oblicz stężenie kwasu i pH w PR. Odp. 0,172 M, pH =7,00

Ćwiczenia rachunkowe 6

Kompleksometria

1. Oblicz stężenia wszystkich jonów w 0,010 M roztworze K₃Fe(CN)₆. lgß₆=35,4

2. Oblicz stężenie wolnych jonów cynku, jeśli do 1000 ml buforu amonowego o pH=10,0 i stężeniu jonów amonu równym 0,10 M; dodano 1,0 ml 0.010M roztworu chlorku cynku. lgß₄ =9,06, pK_a jonu amonu=9,20 

3. W 100 ml 0,0100 M roztworu chlorku cynku(II) rozpuszczono 4,48 Ndm³ gazowego amoniaku. Oblicz stężenie wolnych jonów Zn(II) w powstałej mieszaninie.  logβ₄ = 9,06.  

4. Zmieszano 10 ml 0,001 M roztworu chlorku żelaza(III) i 40 ml 2 M rodanku sodu. Oblicz stężenia wolnych jonów Fe(III) w powstałej mieszaninie. lgß₄=6,4. Odp. 1,2*10^‑11 M

5. Do kolby o pojemności 100,2 ml wsypano pewną ilość tlenku cynku. Tlenek rozpuszczono następnie w kwasie solnym i kolbę dopełniono do kreski wodą. Z kolbki tej odpipetowano 4 próbki po 10,02 ml i zmiareczkowano je w środowisku buforu amonowego 0,05001 M roztworem EDTA. Uzyskano wyniki: 35,32; 36,19; 35,35; 35,29 ml. a) oblicz, ile mg tlenku cynku odważono do kolbki b) napisz jonowo wszystkie reakcje jakie przebiegają podczas tego oznaczenia. (Minimum 4 reakcje).

Spektrofotometria

Obowiązują wzory i znaczenie symboli: T=I/I₀×100%, A=lg(1/T), prawo Lamberta‑Beera A=εcl, najmniejszy błąd w oznaczeniu popełnia się, gdy 0,3<A<0,7.

6. Oblicz stężenie jonów nadmanganianowych w roztworze, jeśli warstwa tego roztworu o grubosci 0,1 cm wykazuje absorbancję 0,31. Molowy współczynnik absorpcji wynosi 2400 M^-1×cm^-1.

7. Nikiel można oznaczyć spektrofotometrycznie w postaci kompleksu z dimetyloglioksymem. O jakiej grubości kuwetę wybierzesz: 0,1; 1,0; czy 2,0 cm do dokładnego oznaczenia ok. 10^-5 M roztworu niklu(II).  ε=15000 M^-1×cm^-1

Zadania domowe 6

1. W trzech zlewkach znajdują się 0.01 M roztwory a) Ag(CN)₂^-, lgß₂=21,1, b) Ag(NH₃)₂⁺, lgß₂=7,40; c) Ag(S₂O₃)₂^3- , lgß₂=14,15. Oblicz stężenie wolnych jonów srebra w tych roztworach. Odp. a) 1,3*10^‑8 , b) 4,6*10^‑4 , c) 2,6*10^-6 M

2. Oblicz stężenie wolnych jonów miedzi po zmieszaniu 100 ml 0,01 M roztworu siarczanu miedzi z 400 ml 5,0 M amoniaku. lgß₄=12,59. Odp. 2*10^‑18 M

4. W 100 ml roztworu znajduje się 10 g azotanu(III) sodu i 10 mg azotanu(V) rtęci(II). Oblicz stężenie wolnych jonów rtęci w tym roztworze. lgß₄=13,54. Odp. 2,0*10^‑18 M

5. Aby wyznaczyć molowy współczynnik absorbancji jonów dwuchromianowych zmierzono przy λ=400 nm, w kuwecie 1 cm, absorbancję roztworów zawierających następujące stężenia dwuchromianów: 0,00050 M (A=0,081); 0,0010 M (A=0,159); 0,0020 M (A=0,320); 0,0040 M (A=0,635); 0,0080 M (A=1,28). Ile wynosi molowy współczynnik absorbancji dwuchromianów? Odp ε=160 M^-1cm^-1

6. Jaką absorbancję będzie miał roztwór zawierający w 1,00 ml 0.25 μg wapnia, jeśli oznaczamy wapń w postaci kompleksu z mureksydem w kuwecie 5,00 cm? ε=14000 (λ=500 nm) Odp. A=0,438

7. Z kolbki miarowej zawierającej 100,1 ml roztworu Cd(II) pobrano dwie próbki po 10,03 ml. Do każdej próbki dodano około 3 ml buforu amonowego o pH = 10 oraz po 60 ml wody i zmiareczkowano wobec czerni eriochromowej  T zużywając 42,57 i 42,53 ml 0,05043 mol/l roztworu EDTA. Ile mg kadmu było w kolbce na 100 ml?  Odp. 2406 mg

Ćwiczenia rachunkowe 7

Równanie Nernsta (E=E_f⁰+[RT/(nF)ln[Ox]/[Red], E(V)=E_f⁰(V)+0.059/n*log[Ox]/[Red], E(mV)=E_f⁰(mV)+59/n*log[Ox]/[Red]. {E_PR=(n₁E₁+n₂E₂)/(n₁+n₂)}.

1. Oblicz potencjał, jaki przyjmuje elektroda platynowa zanurzona w roztworze o pH=2,00 zawierającym 0,0010 M Cr³⁺ i 0,010 M Cr₂O₇^2-. E_f^o(Cr₂O₇^2-/Cr³⁺)=1,33V. Proszę wyjaśnić wpływ pH na potencjał układu redoks.

2. Roztwór zawiera jony MnO₄^- (0.1 M), Mn²⁺ (10^-5 M), H⁺ (10^-3 M) oraz Ce⁴⁺ (10^-4 M) i Ce³⁺ (0,1 M). Czy możliwe będzie w tych warunkach utlenienie Ce³⁺ nadmanganianem? Czy kierunek reakcji ulegnie zmianie jeśli [H⁺]=5 M? E_f⁰(MnO₄^-/Mn²⁺)=1.51 V, E_f⁰(Ce⁴⁺/Ce³⁺)=1.61 V (przy tej okazji proszę wyjaśnić przewidywanie kierunku przebiegu reakcji na podstawie wartości potencjałów E_f^o)

3. Do 20 ml 0,10 M roztworu Fe³⁺ dodano 80 ml 0,0050 M roztworu SnCl₂. Obliczyć potencjał redoks układu. E_f^o (Sn⁴⁺/Sn²⁺)=150 mV, E_f^o (Fe³⁺/Fe²⁺)=770 mV

4. Obliczyć, jaki będzie potencjał po dodaniu do 40,00 ml 0,100 M roztworu jodu w jodku potasu o stężeniu 0,050 M: a) 36,00, b) 40,00, c) 44,00 ml 0,2000 M Na₂S₂O₃  E(I₂/I^‑)=0,535 V,
E(S₄O₆^2-/S₂O₃^2-)=0,080 V. Odp. a) 522 mV, b)308 mV, c)160 mV

5. Jaka jest procentowa zawartość Fe₂O₃ w rudzie, jeśli na zmiareczkowanie Fe (po rozpuszczeniu 0,4500 g próbki rudy i redukcji do Fe²⁺) zużyto 45,09 ml 0,1000 M Ce⁴⁺. M=55,85 g/mol Odp. 80,00 %

Zadania domowe 7

1. 1,155 g roztworu H₂O₂ rozcieńczono wodą, a następnie dodano nadmiar KI. Po zakończeniu reakcji wydzielony jod zmiareczkowano tiosiarczanem sodu zużywając 30,56 ml 0.05625 M roztworu. Oblicz procentową zawartość H₂O₂   w wodzie. Odp. 2,530 %

2. Oblicz wartość potencjału układu podczas miareczkowania 5,00 ml 0,100 M roztworu soli ceru(IV) w punktach odpowiadających dodaniu: a) 2,50; b) 4,80; c) 4,99; d) 5,00; e) 5,01 ml 0,100 M roztworu soli  Mohra  (NH₄)₂Fe(SO₄)₂. E(Fe³⁺/Fe²⁺)=0,77 V; E(Ce⁴⁺/Ce³⁺)=1,61 V Odp. a) 1,61; b) 1,53; c) 1,45; d) 1,19; e) 0,929 V

3. Jaki jest potencjał w punkcie końcowym miareczkowania 50,0 ml roztworu zawierającego 2,00 milimole Sn²⁺, jeśli dodano 39,00 ml 0,100 M roztworu Fe³⁺? E(Sn⁴⁺/Sn²⁺)=150 mV, E(Fe³⁺/Fe²⁺)=770 mV. Odp. 0,197 V