Как найти нормальность раствора hcl

Определите нормальную концентрацию (молярная концентрация эквивалента) раствора соляной кислоты (HCl), если на нейтрализацию 250 миллилитров ее потребовалось 100 миллилитров 0,15 н раствора гидроксида натрия (NaOH).

Решение задачи

Напомню, что под нормальной концентрацией понимают количество грамм-эквивалентов данного вещества, содержащегося в 1 л раствора. Нормальную концентрацию выражают в моль-экв/л или используют сокращение «н», «N»

По условию задачи протекает реакция нейтрализации соляной кислоты (HCl) раствором гидроксида натрия (NaOH):

Существует правило: растворы разной нормальности реагируют между собой в объемах обратно пропорциональных их нормальностям:

Введем обозначения:

C_H1 – нормальная концентрация раствора соляной кислоты (HCl);

V₁ – объем раствора соляной кислоты (HCl);

C_H2 – нормальная концентрация раствора гидроксида натрия (NaOH);

V₂ – объем раствора гидроксида натрия (NaOH).

Запишем формулу расчета нормальной концентрации раствора соляной кислоты (HCl):

Таким образом, получаем:

Ответ: нормальная концентрация раствора соляной кислоты равна 0,06 н.

Была ли эта статья полезной?

Normality of a solution determines the concentration of solutes in the solution. It is expressed as number of equivalents per litre. (Normality = gram equivalents/ litres solution). The easiest way to find normality is from molarity. All you need to know are how many moles of ions dissociate. Normality can also be calculated by multiplying molarity with gram equivalent Normality (N) = Molarity(M) x Equivalent (N/M).

First, determine the equivalent of HCl. An equivalent is the number of moles of hydrogen ions one molecule of an acid will donate or one mole of base will accept.

Equivalent of HCl= 1 (as each molecule of HCl will donate only one mole of hydrogen ion)

For example, let’s consider 2M solution of HCl.

Gram equivalent of HCl is 1 Normality (N) = Molarity(M) x Equivalent(N/M) Normality = 2 x 1= 2N

For all solutions which have gram equivalent value of 1, the normality of the solution is always equal to the molarity of the solution.

Tips

• Normality is not an appropriate unit of concentration in all situations. It requires a defined equivalence factor and is not a set value for a chemical solution. The value of normality can change according to the chemical reaction under examination.

Расчет концентрации, объема и процентного содержания определяемого вещества

Задача 116.
42. Какой объём 0,15 Н. раствора NaOH пойдёт на титрование:  
а) 21,00 см³ 0,1133 СН раствора HCl;  
б) 21,00 см³ раствора HCl с титром 0,003810 г/см³? 
Решение:
Уравнение реакции:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

NaOH – определяемое вещество (А); HCl – титрант (В). 

а)
V(HCl) = 21,00 см³;
Э(NaОН) =  40 г/моль;
C_Н(HCl) = 0,1133 Н;
C_Н(NaОН) = 0,15 Н;
V(NaOH) = ?

Определяемое вещество – NaОН; титрант – HCl.

1. Рассчитаем массу гидроксида натирия

Массу NaОН рассчитаем по формуле:

m = (С_Н · V · Э)/1000, где

C_H – нормальность раствора; V – объем раствора, см³; Э – эквивалентная масса определяемого вещества.

Тогда

Объем раствора NaOH определим по формуле:

V = (m · 1000)/(CH · Э), где

m – масса определяемого вещества; С_Н – нормальность раствора определяемого вещества; Э – эквивалентная масса определяемого вещества.

Тогда

V(NaOH) = [m(NaОН) · 1000]/[C_Н(NaОН) · Э(NaОН)] = (0,095172 · 1000)/(0,15 · 40) = 95,172/6 = 15,862 см³.

б)
V(HCl) = 21,00 см³;
Э(NaОН) =  40 г/моль;
T(HCl) = 0,003810 г/см³;
C_Н(NaОН) = 0,15 Н;
V(NaOH) = ?

1. Рассчитаем нормальность раствора HCl

Нормальность раствора HCl рассчитаем по формуле:

Т(В) = [C_H(B) · Э(B)]/1000, где

C_H(B) – нормальность раствора; Т(В) – титр раствора; Э(B) – масса эквивалента вещества.

Тогда

С_Н(А) = [Т(B) · 1000]/Э(B) = С_Н(HCl) = [Т(HCl) · 1000]/Э(HCl) = (0,095172 · 1000)/36,5 = 0,1044 H.

2. Рассчитаем массу гидроксида натирия

Массу NaОН рассчитаем по формуле:

m = (С_Н · V · Э)/1000, где

C_H – нормальность раствора; V – объем раствора, см³; Э – эквивалентная масса определяемого вещества.

Тогда

Объем раствора NaOH определим по формуле:

V = (m · 1000)/(C_H · Э), где

m – масса определяемого вещества; С_Н – нормальность раствора определяемого вещества;  Э – эквивалентная масса определяемого вещества.

Тогда

V(NaOH) = [m(NaОН) · 1000]/[C_Н(NaОН) · Э(NaОН)] = (0,087682 · 1000)/(0,15 · 40) = 14.614 см₃.

Ответ: а) 15,862 см³.; б) 14,614 см³.  
 

---

Задача 117.
На титрование 20,00 см³ HNO₃ затрачено 15,00 см³ 0,12 М раствора NaOH. Вычислите нормальную концентрацию, титр раствора HNO₃ и массу HNO₃ в 250 см³ раствора. 
Решение:
V₁(HNO₃) = 20,00 см³;
V₂(HNO₃) = 250,00 см³;
V(NaOH) = 15,00 см3;
М(HNO₃) = Э(HNO₃) =  63 г/моль;
C_М(NaOH) = C_Н(NaOH) = 0,12 моль/дм³;
C_Н(HNO₃) = ?
Т(HNO₃) = ?
m(HNO₃) = ?

Уравнение реакции имеет вид:

HNO₃ + NaOH > NaNO₃ + H₂O 

HNO3 – определяемое вещество (А); NaOH – титрант (В). 

1. Определение нормальности раствора 

Нормальность HNO₃ определяем по формуле: 

С_Н(А) = [С_Н(В) · V(B)]/V(A), где

С_Н(А) – нормальность раствора определяемого вещества; С_Н(В) – нормальность раствора титранта; V(A) – объем раствора определяемого вещества; V(B) – объем раствора титранта.

Тогда

C_Н(HNO₃) = [C_Н(NaOH) · V(NaOH)]/V₁(HNO₃) = (0,12 · 15,00)/20,00 = 0,09 Н.

2. Определение титра раствора HNO₃

Титр раствора определяемого вещества рассчитаем по формуле:

Т(А) = [С_Н(А) · Э(А)]/1000, где

С_Н(А) – нормальность раствора определяемого вещества; Э(А) – масса эквивалента определяемого вещества.

Тогда

Т(HNO₃) = [С_Н(HNO3) · Э(HNO₃)]/1000 = (0,09 · 63)/1000 = 0,005670 г/см³.

3. Определение массы азотной кислоты в 250 см³ раствора

Массу кислоты рассчитаем по формуле:

m(A) = [V(A) · С_Н(А) · Э(А)]/1000, где

С_Н(А) – нормальность раствора определяемого вещества; Э(А) – масса эквивалента определяемого вещества; V(A) – объем раствора определяемого вещества.

Тогда

 m(HNO3) = [V₂(HNO₃) · С_Н(HNO₃) · Э(HNO₃)]/1000 = (250 · 0,09 · 63)/1000 = 1,4175 г.

Ответ: 0,09 моль/дм³; 0,005670 г/см³; 1,4175 г. 
 

---

Задача 118.
На титрование образца технической соды массой 0,2240 г в присутствии метилового оранжевого израсходовано 18,00 см³ стандартного раствора HCl с титром 0,003646 г/см³. Рассчитайте содержание Na₂CO₃ в исходном образце соды (w, %). 
Решение:
а = 0,2240 г;
V(HCl) = 18,00 см³;
T(HCl) = 0,003646 г/см³;
Э(HCl) = 36,46 г/моль;
М(Na₂CO₃) = 106 г/моль; 
Э(Na₂CO₃) = 53 г/моль; 
w%(Na₂CO₃) = ?

Уравнение реакции имеет вид:

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂

А – определяемое вещество; NaC1

1. Рассчет массы определяемого вещества (Na₂CO₃), участвующего в реакции

Массу Na₂CO₃ рассчитаем по формуле:

m(А) = [Э(A) · T(В) · V(B)]/Э(B), где

m(А) – масса определяемого вещества; Э(A) – эквивалентная масса определяемого вещества; Э(В) – эквивалентная масса титранта; V(B) – объём раствора титранта; Т(В) – титр раствора титранта.

Тогда

m(Na₂CO₃) = [Э(Na₂CO₃) · T(HCl) · V(HCl)]/Э(HCl) = (53 · 0,003646 · 18,00)/36,46 = 0,0954 г.

2. Рассчет содержания определяемого вещества в образце навески

Искомую величину w, %, находим по формуле:

w% = [m(А) · 100%]/a, где

m(А) – масса определяемого вещества; a – масса навески определяемого вещества.

Тогда

w% = [0,0954 · 100%]/0,2240 = 42,589%.

Ответ: 42,589%. 

---

Цель работы:
изучить способы выражения концентрации
растворов, научиться рассчитывать
концентрацию растворов.

Задание:
приготовить приблизительно 0,1 н раствор
соляной кислоты и установить нормальность
и титр кислоты. Выполнить требования к
результатам работы, оформить отчет,
решить задачу.

Теоретическое введение

Один из методов
определения концентрации растворов –
объемный анализ. Он сводится к измерению
объемов реагирующих веществ, концентрация
одного из которых известна.

Такое измерение
производится постепенным прибавлением
одного раствора к другому до окончания
реакции. Этот процесс называется
титрованием. Окончание реакции
определяется с помощью индикатора.

При определении
объемов растворов целесообразно
использовать следующие способы выражения
концентрации растворов:

Молярная
концентрация эквивалентов вещества В
или нормальность
(
(В)
или н) – отношение
количества эквивалентов растворенного
вещества к
объему
раствора:

,
моль/л,

где n_эк(В)
– количество эквивалентов вещества В,
моль; m_B
– масса вещества В, г; М_эк(В)
– молярная масса эквивалентов вещества
В, г/моль; V_р
– объем раствора, л.

Массовая доля
растворенного вещества В (ω_В)
– отношение
(обычно –
процентное)
массы
растворенного
вещества к
массе раствора:

,

где m_B
– масса вещества В, г; m_р
– масса раствора, г.

Если выражать
массу раствора через его плотность (ρ)
и объем (V_р),
то

Титр раствора
вещества В (Т_В)
показывает массу
растворенного
вещества,
содержащегося в 1 мл (см³)
раствора:

,
г/мл,

где
m_B
– масса растворенного вещества В, г;
V_p
– объем раствора, мл.

Титр также можно
рассчитать по формуле:

,
г/мл,

где М_эк(В)
– молярная масса эквивалентов вещества
В, г/моль;

(В)
– молярная концентрация эквивалентов,
моль/л.

Выполнение работы Опыт 1. Приготовление приблизительно 0,1 н раствора соляной кислоты

Налить (под тягой)
в цилиндр концентрированный раствор
соляной кислоты и ареометром определить
его плотность. По измеренной плотности
по таблице 1 найти массовую долю (%)
кислоты в растворе. Рассчитать массу
кислоты, необходимую для приготовления
250 мл 0,1 н раствора HCl по
формуле:

,
откуда m = с_эк ·
М_эк(HCl) · V,

где m
– масса кислоты, г; М_эк(HCl)
– молярная масса эквивалентов кислоты,
г/моль; с_эк – молярная концентрация
эквивалентов, моль/л; V –
объем кислоты, л.

Полученную величину
(m) пересчитать на объем,
который требуется для приготовления
250 мл 0,1 н раствора кислоты по формуле:

,
откуда V =

,

где V
– объем кислоты, мл; m –
масса кислоты, г; ω – массовая доля
в % HCl, найденная по таблице
1; ρ – плотность
кислоты, г/см³, измеренная ареометром.

Пипеткой отобрать
рассчитанный объем раствора кислоты,
перенести его в мерную колбу, разбавить
водой до метки и хорошо перемешать.

Опыт 2. Установление нормальности и титра кислоты

Отмерить пипеткой
10 мл приготовленного раствора кислоты,
перенести его в коническую колбу,
добавить 1-2 капли фенолфталеина.

В бюретку налить
0,1 н раствор NaOH. Оттитровать
раствор кислоты. Для этого медленно
приливать из бюретки щелочь в колбу с
раствором кислоты, непрерывно перемешивая
его в процессе титрования. Место, в
которое падают капли щелочи, окрашивается
в розовый цвет, исчезающий при взбалтывании.
Титрование проводить до тех пор, пока
от одной капли щелочи раствор примет
неисчезающую окраску. Титрование
повторить. Результаты не должны отличаться
более чем на 0,1 мл.

Требования к
результату опыта:

Данные опыта
занести в таблицу:

№ п/п	V (HCl) (объем кислоты)	V (NaOH) (объем щелочи)	Vср (NaOH) (среднее значение объема щелочи)
1
2
3

Вычислить:

1. Молярную
концентрацию эквивалентов раствора
кислоты по закону эквивалентов:

с_эк (HCl)∙V(HCl)
= с_эк (NaOH)∙V(NaOH),
откуда

,
моль/л

где с_эк
(HCl) и с_эк (NaOH)
– молярные концентрации эквивалентов
растворов; V(HCl)
и V(NaOH) –
объемы реагирующих растворов.

2. Титр раствора
НСl по формуле:

,
г/мл

Таблица 1.

Плотность раствора
соляной кислоты

Плотность ρ, г/см3	Массовая доля кислоты, %
1,100	20,01
1,105	20,97
1,110	21,92
1,115	22,86
1,120	23,82
1,125	24,78
1,130	25,75
1,135	26,70
1,140	27,66
1,145	28,61
1,150	29,57
1,155	30,55
1,160	31,52
1,165	32,49
1,170	33,46
1,175	34,42
1,180	35,39
1,185	36,31
1,190	37,23
1,195	38,16
1,200	39,11

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #