Как найти титр все формулы

Титр раствора. Формула для его расчета достаточно проста и чем-то напоминает формулу для расчета плотности раствора, так как выражается в тех же единицах.

Титр раствора: формула для расчета

Титр – один из способов выражения количественного состава раствора.  Является основной концентрацией в титриметрическом анализе.

Титр (Т) – это масса вещества (в граммах), которая  содержится в 1 мл (1 см³) раствора.

Например, титр раствора азотной кислоты равен 0,005672 г/мл. Это означает, что в каждом одном миллилитре раствора содержится 0,005672 г азотной кислоты.

Переход от титра раствора к другим видам концентраций

В титриметрическом анализе применяются и другие концентрации: молярная  (С_м) и нормальная (С_н). Между ними и титром существует взаимосвязь: можно от одной концентрации перейти к другой. Например, взаимосвязь титра и молярной концентрации.

Для С_м объем измеряется в литрах (л) , для Т – в миллилитрах (мл), то есть в 1000 раз меньше. Учтем это и получим:

Аналогичные преобразования можно провести и с нормальной концентрацией (С_н). В результате получим:

Титр связан и с массовой долей растворенного вещества:

 Титр раствора: формула и примеры расчетов

Приведем конкретные примеры вычисления титра раствора и других концентраций, связанных с ним.

Пример 1. Какая масса азотной кислоты содержится в 500 мл раствора, если его титр равен 0,00630 г/мл?

Пример 2. В 1 кг воды растворили 250 г NaOH. Плотность полученного раствора равна 1,219 г/мл. Какова массовая доля NaOH, титр, молярная и нормальная концентрации раствора щелочи.

Пример 3. Титр раствора HCl равен 0,003592 г/мл. Вычислите его нормальную концентрацию.

Пример 4. Нормальная концентрация раствора H₂SO₄ составляет 0,1205 н. Определите его титр.

Пример 5. Какова нормальная концентрация раствора H₂C₂O₄·2H₂O, полученного растворением 1,7334 г ее в мерной колбе вместимостью 250 мл?

Пример 6. Питьевую соду массой 4,2 г растворили в дистиллированной воде. Объем раствора составил 200 мл. Каковы титр и молярная концентрация полученного раствора?

Пример 7. В 100 г раствора (ρ = 1г/мл) хлорида цинка ZnCl₂ содержится 5 г соли. Определите титр, массовую долю, молярную и нормальную концентрации раствора.

Таким образом, зная титр раствора, формулу для вычисления его значения, можно перейти к другим видам концентрации раствора, и наоборот.

Чтобы самыми первыми узнавать о новых публикациях на сайте, присоединяйтесь к нашей группе ВКонтакте.

Пожалуйста, оцените публикацию. Большая просьба, если вы оцениваете публикацию от 1 до 3 звезд, обязательно оставьте свой комментарий с указанием того, что не так с этой публикацией. Мы постараемся устранить недостатки.

Ваше мнение для нас важно!

Концентрацию
растворов, применяемых в титриметрии,
выражают не только через моль-экв/л
(нормальность), но и через титр раствора
(
)
и титр по определяемому веществу
(
).
Эти концентрации более удобны, так как
непосредственно позволяют вычислять
массу определяемого компонента по
результатам титрования. Формулы,
приведенные в стандартных методиках
титриметрического анализа, предназначенных
для большого числа однотипных измерений,
содержат значение титра по определяемому
веществу

.

Титр вещества


или простой

Титр вещества

показывает содержание компонента
А, выраженное в граммах, в 1
мл его раствора и вычисляется по
формуле:

=



(4.8)

где

– масса вещества А (г) в растворе с
объемом

(мл),

– его титр в г/мл.

Иногда титр для
удобства в расчетах выражают в мг/мл.
Через простой титр легко рассчитать
молярную концентрацию (молярность) или
молярную концентрацию эквивалента
(нормальность) раствора, подставив туда
выражение массы вещества через титр.

и

(4.9)

Пример. Пусть
в растворе соли, объемом 250 см³
содержится 0,5 г

.
Определить титр и нормальность такого
раствора.

Исходя из формул
(4.8) и (4.9), Т(Na₂CO₃)
= 0,005/250 =

(г/мл),
а нормальность:

=

1000/53
=

(моль-экв/л), где 53 – молярная масса
эквивалента

(г-экв/моль).

Титр по
определяемому веществу

(условный)

Титр по определяемому
веществу

или условный показывает какое
количество вещества А (г)
эквивалентно массе титранта В,
которая содержится в 1 мл раствора
титранта В. Так как масса
титруемого вещества А и объем раствора
В относятся к разным веществам, то
размерность такого титра не указывается.
Титр по определяемому веществу

(условный) позволяет вычислить какое
количество вещества А в
граммах титруется 1-м миллилитром
титранта В.

=

(4.10)

Между титрами Т(В)
и

существует простая связь, вытекающая
из закона эквивалентов. Ее легко получить,
учитывая, что

m(В)
=


и m(А) =
,

где V(B)
в мл – объем раствора В, пошедший
на реакцию (титрование) с веществом А;
m(В) – масса вещества
реагента В (титранта), m(А)
– масса вещества А, эквивалентная
массе реагента В в его растворе
объемом V(B).

или

(4.11)

Тогда молярная
концентрация эквивалента (нормальность)
раствора В через значение

может быть определена как:

(4.12)

Если для рабочего
раствора В известно значение

,
то масса определяемого компонента А
(г) в пробе объемом

легко вычисляется по объему раствора
титранта

,
израсходованному на титрование аликвоты

:

(4.13)

4.4. Классификация растворов, применяемых для титрования и способы их приготовления.

В титриметрии
используют растворы, концентрация
которых установлена каким-либо способом
с высокой степенью точности. Такие
растворы называют стандартными
титрованными или просто
титрованными. Растворы
классифицируют по назначению и по
способу установления их концентрации.

По назначению
их условно делят на рабочие растворы
и растворы стандартов (первичные
и вторичные).

Рабочими
называют растворы, которые используются
непосредственно в анализе при определении
содержания вещества. Если рабочий
раствор не относится к стандартным, то
его необходимо отстандартизировать
непосредственно перед выполнением
анализа, так как концентрация в
процессе хранения могла существенно
измениться. Точную концентрацию рабочего
раствора находят путем титрования
стандартного раствора или установочных
веществ (метод точных навесок). Это
касается, например, таких рабочих
растворов, как: NaOH,
Na₂S₂O₃5H₂O.

Под стандартным
раствором понимают такой титрованный
раствор, который устойчиво сохраняет
свою концентрацию при длительном
хранении. Основное назначение
стандартных растворов 
определение точной концентрации рабочих
и иных растворов, применяемых в титровании.

Процесс установления
точной концентрации раствора путем его
титрования по стандарту называется
стандартизацией.

По способу
определения концентрации различают
первичные стандарты или
растворы с приготовленным титром и
стандартизированные растворы.

Стандартизированные
растворы  это
такие растворы, концентрация которых
устанавливается по стандарту и заранее
не может быть точно определена. К ним
относятся растворы кислот, щелочей,
гидролизующихся и гигроскопичных солей,
а также веществ, которые могут реагировать
с атмосферным кислородом и углекислотой.
Известно множество способов
приготовления стандартизированных
растворов. Наиболее часто для этой цели
применяют: приготовление по приближенной
навеске (щелочи, соли), методы разбавления
или смешения растворов (кислоты, соли),
методы ионного обмена (растворы солей).

Стандартные
растворы классифицируют по
способу определения их концентрации.
Различают: первичные стандарты
или растворы с приготовленным титром
и вторичные стандарты 
растворы с установленным титром.

Первичные
стандарты  это
растворы, которые готовят либо по
точной навеске вещества (рис. 4.10),
либо путем разведения специально
приготовленных стандартизированных
реагентов – фиксаналов (рис. 4.11).
Фиксанал представляет собой стеклянную
запаянную ампулу, выпускаемую
промышленностью и содержащую строго
нормированное количество реагента,
обычно рассчитанного на 1 л 0,1 н. раствора.

Приготовление
раствора по точной навеске
начинают с расчета ее массы по заданной
концентрации (титру или нормальности)
и объему колбы. Навеску стандартного
вещества взвешивают на аналитических
весах с точностью до 110^4
г и количественно переносят в мерную
колбу, где ее растворяют при перемешивании
(рис. 4.10).

Рисунок 4.10 –
Порядок операций при приготовлении
раствора первичного

стандарта по точной
навеске: 1 – мерная колба Мора; 2 –
воронка;

3 – бюкс с навеской
вещества; 4 – промывалка с дистиллированной
водой;

5 – пипетка или
капельница.

а – перенос навески
вещества в мерную колбу; б – ополаскивание
воронки;

в – доведение
объема раствора стандарта до метки.

Этим методом обычно
готовят растворы солей, таких как бура
(Na₂B₄O₇10H₂O),
K₂Cr₂O₇.
Количество вещества в растворе находят
или по значению точно взятой массы
навески (при ее переносе необходимо
тщательно промыть бюкс), или рассчитывают
методом разности, определяя точную
массу бюкса сначала с навеской, а затем
– пустого, уже после переноса вещества
в колбу. В случае необходимости 
концентрацию раствора заново пересчитывают
с учетом фактически взятой массы навески.

Порядок приготовления
раствора методом разведения из
фиксанала показан на рисунке 4.11. Чтобы
стандарт, полученный этим методом, был
качественным и отвечал всем требованиям,
необходимо исключить потери вещества
при вскрытии ампулы и переносе его в
колбу, а также следить, чтобы осколки
ампулы не попали в раствор. Это во многом
зависит от правильности обращения с
ампулой.

Рисунок 4.11 – Способ
приготовления растворов первичного
стандарта

методом разведения
из фиксанала: 1 – мерная колба Мора на
1л;

2 – нижний боек; 3
– воронка; 4 – ампула фиксанала; 5 –
верхний боек.

Перед использованием,
ампулу следует ополоснуть дистиллированной
водой и только затем ее вскрывать
специальным бойком. Сразу же после
переноса вещества в колбу, нужно тщательно
промыть ампулу дистиллированной водой,
не менее, чем 6-ти кратным ее объемом.
Этот метод приготовления первичного
стандарта проще, чем по точным навескам,
но уступает ему в точности. Его используют
не только для получения растворов солей,
но и различных кислот.

Так как для
приготовления раствора первичного
стандарта пригодны только точная
мерная посуда и аналитические весы,
то и к веществам, применяемым для этой
цели, предъявляют ряд обязательных
требований. В качестве первичного
стандарта можно использовать только
такие реактивы, которые характеризуются:

• высокой чистотой
  (обычно не хуже, чем 99,99 – 99,999% 
  квалификации ч.д.а. и о.с.ч.);

• точным соответствием
  формульному составу и относительно
  высокой молекулярной массой;

• устойчивостью
  при хранении как в твердом виде,
  так и в растворе (отсутствие процессов
  гидратации, гидролиза, окисления и
  карбонизации);

• простотой в
  приготовлении и хорошей растворимостью;

• необратимостью
  реакции при стандартизации, селективностью;

• возможностью
  точной фиксации Т. Э. каким-либо методом.

Вторичным
стандартом называют такие
стандартизированные растворы,
которые устойчивы при хранении и могут
быть использованы для стандартизации
других растворов.

Вторичные стандарты
готовят как растворы приблизительной
концентрации любым известным методом,
а перед употреблением 
определяют их точную концентрацию
путем стандартизации по
первичному стандарту. Поэтому при
приготовлении вторичных стандартов не
требуется высокая точность измерения
массы вещества или объема раствора, как
в случае первичных стандартов. Для этой
цели вполне пригодны технохимические
весы и неточная мерная посуда
(цилиндры, мензурки, градуированные
пробирки).

Примером раствора,
обладающего свойствами вторичного
стандарта, является соляная
кислота. Ее разбавленные растворы
могут храниться длительное время, до
1-го месяца и более, без заметного
изменения концентрации. Бура,
используемая в протолитометрии для
стандартизации HCl, относится
к первичным стандартам и готовится
по точной навеске. Тогда, как рабочий
раствор NaOH –
свойствами стандарта не обладает вообще
и его концентрацию приходится
устанавливать заново при каждом
использовании.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

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

Как вычислить титр

Очень часто в химическом анализе вместо массовой концентрации используется титр раствора, который показывает содержание любого вещества в одном миллилитре раствора. Для записи титра принято условное обозначение в виде заглавной латинской буквы t. А единицей его измерения является г/мл .

Вам понадобится

• – бумага;
• – ручка;
• – калькулятор.

Инструкция

Для нахождения титра по растворенному веществу (простой титр) воспользуйтесь формулой:T = m/V,где T – титр; m – масса вещества, растворенного в жидкости, V – объем раствора в миллилитрах или кубических сантиметрах.

Кроме этого, титр вы сможете вычислить по определяемому веществу. Эту величину еще называют условным титром. Для этого понадобится формула: T (a/b) = mb/ Va,где Т (a/b) – титр раствора вещества a по веществу b; mb – масса вещества b(в граммах), которое взаимодействует с данным раствором; Va – объем раствора вещества a (в миллилитрах).

Например, нужно найти титр раствора фосфорной кислоты массой 18 г, полученного при растворении Н3РО4 в 282 миллилитрах воды. Плотность раствора равна 1,031 г/мл. Для начала найдите массу, приготовленного раствора, учитывая при этом, что 282 мл воды будут равны 282 г: 28+282 = 300 (г). Затем, посчитайте его объем: 300/ 1,031 = 291 (мл). Теперь подставьте в формулу и найдите титр: 18/291 = 0,0619(г/мл).

Помимо выше описанных методов, вы также можете вычислить титр, зная эквивалентную массу и нормальность (эквивалентную концентрацию).T = Сн*Mэкв/1000,где T – титр, Cн – нормальность, Mэкв – эквивалентная масса.

Нередко вы столкнетесь с задачами, в которых потребуется выразить титр одного вещества через другое. Например, дано условие: на титрование 20 мл раствора соляной кислоты с титром 0,0035 г/мл было потрачено 25 мл раствора гидроксида натрия. Надо вычислить титр NaOH по HCl.

Сначала запишите уравнение реакции: NaOH + HCl = NaCl + H2O. Затем вычислите титр раствора щелочи по формуле: T (NaOH) =T(HCl)*V(HCl)*M(NaOH) / M(HCl)*V(NaOH). Подставив цифровые значения, получите титр гидроксида натрия равный 0,0031 г/мл. Осталось вычислить необходимое для решения задачи значение:T (NaOH/HCl) = T(NaOH)* Мэкв(HCl) / Мэкв(NaOH) =0,0028 г/мл

Полезный совет

Не смотря на одинаковые единицы измерения, никогда не путайте титр раствора с его плотностью. Ведь величина плотности показывает массу одного кубического сантиметра раствора, а не массу растворенного вещества в нем.

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

Определение титра, эквивалентной концентрации (нормальности) и титра раствора по определяемому веществу.

Титр раствора – отношение массы растворённого вещества к объёму раствора, T = ; (г/мл).

Титр раствора по определяемому веществу – отношение массы определяемого вещества к объёму раствора, пошедшего на титрование данной массы, показывает массу вещества, титруемую 1 мл раствора. Например, титр раствора соляной кислоты по карбонату натрия равен:

T HCl/Na2CO3 = ; г/мл.

Эквивалентная концентрация раствора (Сэ), или нормальность (N) равна:

Сэ = N = ; моль/л; Сэ = N = ;

См = ; моль/л

(молярная концентрация)

Пример 1. Определить титр раствора перманганата калия по железу и пероксиду водорода, если нормальность (Сэ) этого раствора 0,025 моль/л.

Решение. При окислении железа и пероксида водорода перманганатом калия протекают реакции:

А) Fe2+ – e- ® Fe3+; Мэ(Fe) = М(Fe) = 55,85 г/моль.

Б) H2O2 – 2e – ® 2H+ + O2­ ® Мэ(H2O2) = М(H2O2) = 17,01 г/моль.

(В точке эквивалентности nэ(KMnO4) = nэ(Fe));

Сэ(KMnO4) = 0,025 ® 0,025 моль содержится в 1000 мл раствора перманганата калия.

В точке эквивалентности nэ(H2O2) = nэ(KMnO4) = 0,025 моль в 1000 мл раствора перманганата калия.

Пример 2. Образец массой 0,1182 г с массовой долей марганца 0,84% растворили и оттитровали 22,27 мл раствора арсенита натрия. Определить титр раствора арсенита натрия по марганцу, если марганец присутствует в виде марганцовой кислоты (HMnO4).

Решение. Находим массу марганца в образце:

M(Mn) =

® Т NaAsO2/Mn = .

Пример 3. Определить нормальность (Сэ) раствора азотной кислоты с массовой долей азотной кислоты 30,1% и плотностью 1,185 г/мл в реакции:

NO3- + 4H+ + 3e – ® NO + 2H2O.

Решение.

Сэ = ;

M(HNO3) = ; если масса раствора равна 100 г, то m(HNO3) = w(HNO3) = 30,1 г; Vр-ра=;

Мэ(HNO3) = М(HNO3) = · 63 г/моль = 21,01 г/моль;

Сэ(HNO3) =

Существует множество способов измерить концентрацию раствора. Это так называемые способы выражения концентрации раствора.

Концентрация раствора — это количество вещества, находящегося в единице объема или массы раствора.

Что такое раствор

Среди окружающих нас веществ, лишь немногие представляют собой чистые вещества. Большинство являются смесями, состоящими из нескольких компонентов, которые могут находиться в одном или различных фазовых состояниях.

Смеси, имеющие однородный состав являются гомогенными, неоднородный состав – гетерогенными.

Иначе, гомогенные смеси, называют растворами, в которых одно вещество полностью растворяется в другом (растворителе). Растворитель – это тот компонент раствора, который при образовании раствора сохраняет свое фазовое состояние. Он обычно находится в наибольшем количестве.

Существуют растворы газовые, жидкие и твердые. Но более всего распространены жидкие растворы, поэтому, в данном разделе, именно на них мы сосредоточим свое внимание.

Концентрацию раствора можно охарактеризовать как:

• качественную
• количественную.

Качественная концентрация характеризуется такими понятиями, как разбавленный и концентрированный раствор.
С этой точки зрения растворы можно классифицировать на:

• Насыщенные – растворы с максимально возможным количеством растворенного вещества. Количество растворяемого вещества, необходимое для получения насыщенного раствора определяет растворимость этого вещества.
• Ненасыщенные – любые растворы, которые все еще могут растворять введенное вещество.
• Пересыщенные – растворы, в которых растворено больше вещества, чем максимально возможное. Такие растворы очень нестабильны и в определенных условиях растворенное вещество будет выкристаллизовываться из него, до тех пор, пока не образуется насыщенный раствор.

Количественная концентрация выражается через молярную, нормальную (молярную концентрацию эквивалента), процентную, моляльную концентрации, титр и мольную долю.

Способы выражения концентрации растворов

Молярная концентрация растворов (молярность)

Наиболее распространенный способ выражения концентрации растворов –  молярная концентрация или молярность. Она определяется как количество молей n растворенного вещества в одном литре раствора V. Единица измерения молярной концентрации моль/л или моль ·л^-1:

С_м = n/V

Раствор называют молярным или одномолярным, если в 1 литре раствора растворено 1 моль вещества,  децимолярным – растворено 0,1 моля вещества, сантимолярным — растворено 0,01 моля вещества, миллимолярным — растворено 0,001 моля вещества.

Термин «молярная концентрация» распространяется на любой вид частиц.

Вместо обозначения единицы измерения — моль/л, возможно такое ее обозначение – М, например, 0,2 М HCl.

Молярная концентрация эквивалента или нормальная концентрация растворов (нормальность).

Понятие эквивалентности мы уже вводили. Напомним, что эквивалент – это условная частица, которая равноценна по химическому действию одному иону водорода в кислотоно-основных реакциях или одному электрону в окислительно – восстановительных реакциях.

Например, эквивалент KMnO₄ в окислительно – восстановительной реакции в кислой среде равен 1/5 (KMnO₄).

Еще одно необходимое понятие — фактор эквивалентности – это число, обозначающее, какая доля условной частицы реагирует с 1 ионом водорода в данной  кислотоно-основной реакции или с одним электроном в данной окислительно – восстановительной реакции.

Он может быть равен 1 или быть меньше 1. Фактор эквивалентности, например, для KMnO₄ в окислительно – восстановительной реакции в кислой среде составляет  f_экв(KMnO₄) = 1/5.

Следующее понятие – молярная масса эквивалента вещества х. Это масса 1 моля эквивалента этого вещества, равная произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества х:

М_э = f_экв· М(х)

Молярная концентрация эквивалента (нормальность) определяется числом молярных масс эквивалентов на 1 литр раствора.

Эквивалент определяется в соответствии с типом рассматриваемой реакции. Единица измерения нормальной концентрации такая же как и у молярной концентрации — моль/л или моль·л^-1

С_н = n_э/V

Для обозначения нормальной концентрации допускается сокращение  «н» вместо «моль/л».

Процентная концентрация раствора или массовая доля

Массовая концентрация показывает сколько единиц массы растворенного вещества содержится в 100 единицах массы раствора.

Это отношение массы m(х) вещества x к общей массе m раствора или смеси веществ:

ω(х) = m(х)/m

Массовую долю выражают в долях от единицы или процентах.

Моляльная концентрация раствора

Моляльная концентрация раствора b(x) показывает количество молей n растворенного вещества х в 1 кг. растворителя m. Единица измерения моляльной концентрации — моль/кг :

b(x) = n(x)/m

Титр раствора

Титр раствора показывает массу растворенного вещества х, содержащуюся в 1 мл. раствора. Единица измерения титра — г/мл:

Т(х) = m(х)/V,

Мольная или молярная доля

Мольная или молярная доля α(х) вещества х в растворе равна отношению количества данного вещества n(х) к общему количеству всех веществ, содержащихся в растворе Σn:

α(х) = n(х)/Σn

Между приведенными способами выражения концентраций существует взаимосвязь, которая позволяет, зная одну единицу измерения концентрации  найти (пересчитать) ее в другие единицы. Существуют формулы, позволяющие провести такой пересчет, которые, в случае необходимости, вы сможете найти в сети.  В разделе задач показано, как произвести такой пересчет, не зная формул.

Пример перевода процентной концентрации в молярную, нормальную концентрацию, моляльность, титр

Дан раствор объемом 2 л с массовой долей FeSO₄  2% и плотностью 1029 кг/м³. Определить молярность, нормальность, моляльность и титр этого раствора раствора.

Решение.

1. Рассчитать молярную массу FeSO₄:

M (FeSO₄) =
56+32+16·4 = 152 г/моль

2. Рассчитать молярную массу эквивалента:

М_э = f_экв·
М(FeSO₄) = 1/2·152
= 76 г/моль

3. Найдем m раствора объемом 2 л

m = V·ρ = 2·10^-3 ·1029
= 2,06 кг

4. Найдем массу 2 % раствора по формуле:

m(FeSO₄) = ω(FeSO₄) · m_р-ра 

m(FeSO₄) =
0,02·2,06 = 0,0412 кг = 41,2 г

5. Найдем молярность, которая определяется как количество молей растворенного вещества в одном литре раствора:

n = m/М

n = 41,2/152 = 0,27 моль

С_м = n/V

С_м  = 0,27/2 = 0,135 моль/л

6. Найдем нормальность:

n_э = m/М_э

n_э = 41,2/76 = 0,54 моль

С_н = n_э/V

С_н = 0,54/2 = 0,27 моль/л

7. Найдем моляльность раствора. Моляльная концентрация равна:

b (x) = n(x)/m

Масса растворителя, т.е.
воды в растворе равна:

m_H2O = 2,06-0,0412
=  2,02 кг

b
(FeSO₄) = n(FeSO₄)/m = 0,27/2,02 = 0,13 моль/кг

8. Найдем титр раствора, который показывает какая масса вещества содержится в 1 мл раствора:

Т(х) = m (х)/V

Т(FeSO₄) = m (FeSO₄)/V = 41,2/2000 = 0,0021 г/мл

Еще больше задач приведены в разделе Задачи: Концентрация растворов, Правило креста