Первую и третью задачу я решила раньше, поэтому отвечаю на второй вопрос.
V(HCOOH) = 50 мл = 0,05 л
Сн (НСООН) = 0,2н
Сн (NaOH) = 0,2н
Кd(НСООН) = 2*10^(-4)
HCOOH + NaOH ↔ HCOONa + H2O
При титровании слабой кислоты сильным основанием точка эквивалентности не совпадает с точкой нейтральности на кривой титрования, точка эквивалентности в данном случае располагается в щелочной области.
Точка нейтральности – момент титрования, когда молярные концентрации ионов Н (+) и ОН (-) в растворе равны (рН = 7).
Точка эквивалентности – момент титрования, когда число эквивалентов добавляемого титранта равно числу эквивалентов определяемого вещества в образце. Другими словами, в точке эквивалентности выполняется закон эквивалентов.
n(1/z HCOOH) = n(1/z NaOH)
Сн (НСООН) *V(HCOOH) = Сн (NaOH)*V(NaOH)
Отсюда эквивалентный объем гидроксида натрия.
V(NaOH) = Сн (НСООН) *V(HCOOH)/Сн (NaOH) = 0,2*0,05/0,2 = 0,05 л = 50 мл
Точка эквивалентности при титровании будет достигнута тогда, когда к муравьиной кислоте будет прилит эквивалентный объем гидроксида натрия, в результате чего вся муравьиная кислота будет нейтрализована.
В точке эквивалентности в результате реакции нейтрализации образуется формиат натрия HCOONa – соль, образованная сильным основанием NaOH и слабой кислотой HCOOH, гидролизуемая в водном растворе по аниону.
HCOONa + H2O ↔ HCOOH + NaOH
HCOO(-) + H2O ↔ HCOOH + OH(-) (рН > 7 – среда щелочная)
По закону эквивалентов количество вещества эквивалента формиата натрия.
n(1/z HCOONa) = n(1/z HCOOH) = Сн (НСООН) *V(HCOOH) = 0,2*0,05 = 0,01 моль/экв
Нормальная концентрация формиата натрия в растворе в точке эквивалентности
Сн (HCOONa) = n(1/z HCOONa)/[V(NaOH) + V(HCOOH)] = 0,01/(0,05 + 0,05) = 0,1н
Эквивалентное число формиата натрия HCOONa
z(HCOONa) = z(Na)*x(Na) = 1*1 = 1
z(Na) = 1 – валентность натрия в формиате натрия HCOONa
x(Na) = 1 – число атомов натрия в формиате натрия HCOONa
Молярная концентрация формиата натрия в точке эквивалентности
См (HCOONa) = Сн (HCOONa)/z(HCOONa) = 0,1/1 = 0,1М
Водородный показатель раствора в точке эквивалентности.
pH = 7 – 0,5*lg[Kd(HCOOH)/См (HCOONa)] = 7 – 0,5*lg[2*10(-4)/0,1] = 8,35 > 7 – среда щелочная
Как видим, точка эквивалентности не совпадает с точкой нейтральности (рН = 7) и лежит в области щелочной среды (рН > 7).
Концентрация ионов водорода в точке эквивалентности.
[H(+)] = 10^(– pH) = 10^(– 8,35) = 4,47*10^(-9) моль/л
Нормальную концентрацию формиата натрия в растворе в точке эквивалентности можно найти, не вычисляя количество вещества эквивалента формиата натрия. Можно воспользоваться законом эквивалентов для растворов.
Сн (HCOONa)*[V(NaOH) + V(HCOOH)] = Сн (НСООН) *V(HCOOH) = Сн (NaOH)*V(NaOH)
Тогда нормальная концентрация формиата натрия в точке эквивалентности
Сн (HCOONa) = Сн (НСООН) *V(HCOOH)/[V(NaOH) + V(HCOOH)] = Сн (NaOH)*V(NaOH)/[V(NaOH) + V(HCOOH)] = 0,2*0,05/(0,05 + 0,05) = 0,1н
⇢