Три задачи в одном вопросе - явный перебор. Решу только первую и попутно третью.
V(KOH) = 100 мл = 0,1 л
Сн (KOH) = 0,35н
Сн (HNO3) = 0,2н
Титрование сильного основания сильной кислотой
HNO3 + KOH = KNO3 + H2O
По закону эквивалентов для растворов объем азотной кислоты, необходимый для полной нейтрализации 100 мл 0,35н раствора гидроксида калия
Сн (HNO3)*V(HNO3) = Сн (KOH)*V(KOH)
V(HNO3) = Сн (KOH)*V(KOH)/Сн (HNO3) = 0,35*100/0,2 = 175 мл = 0,175 л
При ручном титровании из бюретки или пипетки объем одной капли в зависимости от диаметра наконечника составляет от 0,025 до 0,05 мл. Примем объем капли 0,05 мл.
V(капли) = 0,05 мл
Пусть при ручном титровании до момента достижения точки эквивалентности не хватило одной капли азотной кислоты, тогда объем прилитой азотной кислоты в начале скачка титрования.
V(HNO3)н. с. = V(HNO3) – V(капли) = 175 – 0,05 = 174,95 мл = 0,17495 л
В результате в момент предшествующий точке эквивалентности не оттитрованной оказалась одна капля гидроксида калия.
Количество вещества эквивалента неоттитрованного гидроксида калия.
Δn(1/z KOH) = Сн (KOH)*V(KOH) - Сн (HNO3)*V(HNO3)н. с. = 0,35*0,1 – 0,2*0,17495 = 0,00001 моль-экв
Нормальная концентрация гидроксида калия в начале скачка титрования.
Сн (KOH) н. с. = Δn(1/z KOH)/(V(KOH) + V(HNO3)н. с. ) = 0,00001/(0,1 + 0,17495) = 3,637*10^(-5) моль-экв/л
Поскольку гидроксид калия – однокислотное основание, то его эквивалентное число равно 1.
z(KOH) = 1
Тогда молярная концентрация гидроксида калия в начале скачка титрования.
См (КОН) н. с. = Сн (KOH)н. с. /z(KOH) = 3,637*10^(-5) моль/л
Гидроксильный показатель раствора в начале скачка титрования.
рОН н. с. = – lg[OH(-)] = – lgСм (KOH)н. с. = – lg 3,637*10^(-5) = 4,44
Водородный показатель раствора в начале скачка титрования.
рН н. с. = 14 – рОН н. с. = 14 – 4,44 = 9,56
В точке эквивалентности водородный показатель рН = 7. Пусть после достижения точки эквивалентности была прилита одна дополнительная капля азотной кислоты, тогда объем прилитой азотной кислоты в конце скачка титрования.
V(HNO3)к. с. = V(HNO3) + V(капли) = 175 + 0,05 = 175,05 мл = 0,17505 л
Количество вещества эквивалента избыточной азотной кислоты.
Δn(1/z HNO3) = Сн (HNO3)*V(HNO3)к. с. – Сн (KOH)*V(KOH) = 0,2*0,17505 – 0,35*0,1 = 0,00001 моль-экв
Нормальная концентрация азотной кислоты в конце скачка титрования.
Сн (HNO3) к. с. = Δn(1/z HNO3)/(V(KOH) + V(HNO3)к. с. ) = 0,00001/(0,1 + 0,17505) = 3,636*10^(-5) моль-экв/л
Поскольку азотная кислота – одноосновная кислота, то её эквивалентное число равно 1.
z(HNO3) = 1
Тогда молярная концентрация азотной кислоты в конце скачка титрования.
См (HNO3)к. с. = Сн (HNO3)к. с. /z(HNO3) = 3,636*10^(-5) моль/л
Водородный показатель раствора в конце скачка титрования.
рН к. с. = - lg[H(+)] = - lg См (HNO3)к. с. = - lg 3,636*10^(-5) = 4,44
Скачок титрования находится в интервалах рН от 9,56 до 4,44
При объеме капли
V(капли) = 0,025 мл
V(HNO3)н. с. = 0,174975 л
Δn(1/z KOH) = 0,000005 моль-экв
См (КОН) н. с. = 1,818*10^(-5) моль/л
рН н. с = 9,26
V(HNO3)к. с. = 0,175025 л
Δn(1/z HNO3) = 0,000005 моль-экв
См (HNO3)к. с. = 1,818*10^(-5) моль/л
рН к. с. = 4,74
Скачок титрования находится в интервалах рН от 9,26 до 4,74
При титровании сильного основания сильной кислотой скачок титрования находится в области рН от 10 до 4. При титровании индикатор выбирают таким образом, чтобы интервал перехода окраски включал то значение pH, которое раствор должен иметь в точке окончания титрования. Наилучший результат анализа дает индикатор меняющий свою окраску в точке эквивалентности, однако применим также индикатор, меняющий окраску в области скачка титрования. Этим требованиям удовлетворяет лишь один из предложенных индикаторов – тимоловый синий, который имеет интервал рН перехода 8,0 – 9,6. В начале скачка титрования тимоловый синий будет иметь синюю окраску, а в конце скачка титрования – желтую.
⇢