Примеры решения задач по дисциплине "Аналитическая химия"

Московский государственный технический университет 
имени Н. Э. Баумана 

Ж.Н. Медных, В.Н. Горячева,   
С.Л. Березина, А.М. Голубев 
 
 
 
Примеры решения задач 
по дисциплине «Аналитическая химия» 

Учебное пособие 
 
 
  
 
 
 
 
 
 
 
 

 

УДК 943 
ББК 24.1 
        П76 
 
Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru 
по адресу: http://www.ebooks.bmstu.ru/catalog/111/book1431.html 
 
Факультет «Фундаментальные науки» 
Кафедра «Химия» 

Рекомендовано Редакционно-издательским советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебного пособия 

 
 
Медных, Ж. Н. 
Примеры решения задач по дисциплине «Аналитическая химия» : учебное пособие / Ж. Н. Медных, В. Н. Горячева,  
С. Л. Березина, А. М. Голубев. — Москва : Издательство МГТУ 
им. Н. Э. Баумана, 2016. — 39, [5] с. : ил. 

ISBN 978-5-7038-4386-4 

Рассмотрены основные единицы измерения, применяемые в аналитической химии. Приведены краткие теоретические сведения по разделам 
«Равновесия в растворах кислот и оснований», «Равновесия в растворах 
малорастворимых электролитов», «Равновесия в растворах комплексных 
соединений», «Выбор индикатора в методе нейтрализации. Построение 
кривых титрования». 
 Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, обучающихся по специальностям «Техносферная безопасность / Безопасность жизнедеятельности в 
техносфере» и «Техносферная безопасность / Инженерная защита окружающей среды». 
 
 УДК 943 
 ББК 24.1 
 
 
 
 

 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016 
 Оформление. Издательство  
ISBN 978-5-7038-4386-4                             
 
      МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016 

П76 

 

Предисловие 

Аналитическая химия — одна из фундаментальных наук, знание которой определяет общий уровень подготовки инженеровэкологов. Изучение курса способствует развитию у студентов логического химического мышления, что является непременным 
условием в подготовке специалистов, способных творчески решать практические задачи.  
Качество знаний в области химии в настоящее время приобретает особое значение в связи с использованием новых материалов, 
необходимостью снижения энергозатрат и защиты окружающей 
среды. Перед студентами ставится задача прочного усвоения основных законов химии, овладения техникой важнейших физикохимических расчетов, что возможно только при последовательном 
и основательном обучении. 
Предлагаемое учебное пособие по решению задач является составной частью учебно-методического комплекса по аналитической химии для студентов технических специальностей. Пособие 
охватывает основные разделы темы «Равновесия в растворах электролитов»: способы выражения состава раствора, растворы сильных электролитов, ионная сила раствора и активность ионов, диссоциация слабых электролитов, буферные растворы, произведение 
растворимости труднорастворимых электролитов, гидролиз солей, 
комплексные соединения, а также построение кривых титрования 
и выбор индикатора для фиксирования точки эквивалентности в 
методе нейтрализации. 
 По каждой из перечисленных тем кратко дан теоретический 
материал, приведены примеры основных расчетных формул и решения задач с их использованием. 
Настоящее пособие позволит студентам приобрести навыки 
проведения расчетов, обработки результатов анализа, работы со 
справочной литературой. 
 

1. ОСНОВНЫЕ ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ 

Моль — количество вещества, которое содержит столько 
структурных единиц (молекул, атомов, электронов, радикалов и 
др.), сколько атомов содержится в 0,012 кг изотопа 12С. Число частиц в 1 моль вещества приблизительно равно 6,022·1023 (число 
Авогадро). Количество вещества обозначают символом n. 
Запись nA = 0,05 означает, что взято 0,05 моль вещества  
A (6,02 · 1023 · 0,05 условных частиц А). Массу 1 моль называют 
молярной массой, обозначают M. Так, для вещества A 

  
МA = 
A

A
,
m
n
 
(1.1)  

где m — масса вещества, г.  
Молярная масса имеет размерность г/моль. 
В практике химического анализа исследования чаще всего 
проводят с растворами. Основной характеристикой раствора является его концентрация. Концентрация — это содержание вещества в растворе. В аналитической химии используют следующие 
виды концентрации: 
1) молярная доля (X ) — отношение количества молей данного компонента к сумме молей всех компонентов в системе: 

 
 
;
i
i
i

n
X
n
 
 
 (1.2)  

2) массовая доля () — безразмерная или выраженная в процентах величина, равная отношению массы mi компонента к общей 
массе m образца, раствора, смеси веществ: 

  
;
i
i
m
m
 
 
 (1.3) 

3) массовая концентрация (Смасс, г/л) — отношение массы 
растворенного вещества к объему раствора: 

  
Смасс =

р-ра
 
;
i
m
V
  
(1.4) 

4) титр (T) — массовая концентрация, характеризующая массу 
вещества в граммах, содержащегося в 1 см3 раствора:  

 

р-ра
;
m
T
V

  
(1.5) 

5) молярная концентрация (C, моль/л) характеризует количество вещества в единице объема раствора:  

  

р-ра
,
n
C
V

 
(1.6) 

где n — количество молей растворенного вещества.  
Количество молей в 1 дм3 называют молярностью (M), а растворы с молярной концентрацией обозначают, например, 

 
0,5 M HCl;  2,5 M Na2CO3; 

6) молярная концентрация эквивалентов (Сэ, моль/л):  

 
 Сэ = 
э

р-ра

 ,
n
V
 
(1.7) 

где nэ — количество молей эквивалентов растворенного вещества.  
Количество молей эквивалентов в 1 дм3 раствора называют 
нормальностью (N), а растворы с молярной концентрацией эквивалентов обозначают, например, 

 
0,5 н. HCl; 2,5 н. Na2CO3. 

Все расчеты в аналитической химии, основанные на проведении химических реакций, связаны с понятием эквивалента. Эквивалентом называют реальную или условную частицу, равноценную (эквивалентную) в кислотно-основной реакции одному иону 
водорода, а в окислительно-восстановительной реакции — одному 
электрону. Количество молей химических эквивалентов частицы: