сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Иодо­мет­ри­че­ское опре­де­ле­ние меди ос­но­ва­но на ре­ак­ции вос­ста­нов­ле­ния двух­ва­лент­ной меди иоди­дом калия до од­но­ва­лент­ной (ре­ак­ция 1). Вы­де­лив­ший­ся при этом иод тит­ру­ют рас­тво­ром тио­суль­фа­та на­трия (ре­ак­ция 2). Для про­ве­де­ния ана­ли­за руды ука­зан­ным ме­то­дом её не­об­хо­ди­мо пе­ре­ве­сти в рас­твор. Для этого на­вес­ку руды рас­тво­ря­ют при на­гре­ва­нии в со­ля­ной кис­ло­те с до­бав­ле­ни­ем азот­ной кис­ло­ты. Как пра­ви­ло, од­но­вре­мен­но с медью в руде при­сут­ству­ет же­ле­зо. Если пробу раз­ла­га­ют азот­ной кис­ло­той, то же­ле­зо пе­ре­хо­дит в ис­сле­ду­е­мый рас­твор (ре­ак­ция 3) и ме­ша­ет иодо­мет­ри­че­ско­му опре­де­ле­нию меди, так как тоже вза­и­мо­дей­ству­ет с иоди­дом калия (ре­ак­ция 4). Чтобы сде­лать воз­мож­ным иодо­мет­ри­че­ское опре­де­ле­ние меди в при­сут­ствии же­ле­за, к ана­ли­зи­ру­е­мо­му рас­тво­ру до­бав­ля­ют фто­рид калия или ам­мо­ния, ко­то­рый свя­зы­ва­ет же­ле­зо в ком­плекс­ный ион, не ре­а­ги­ру­ю­щий с иоди­дом калия (ре­ак­ция 5).

1)  На­пи­ши­те урав­не­ния ре­ак­ций 1–5 (в ре­ак­ции 3 в ка­че­стве ис­ход­но­го ве­ще­ства ис­поль­зуй­те Fe_3$O_4$ пра­вая круг­лая скоб­ка

2)  Со­глас­но окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ным свой­ствам ионов, ре­ак­ция (1) долж­на про­те­кать спра­ва на­ле­во  — как окис­ле­ние меди(I) до меди(II). Од­на­ко этого не про­ис­хо­дит, ре­ак­ция пол­но­стью идёт слева на­пра­во. Как это можно объ­яс­нить?

3)  При про­ве­де­нии ре­ак­ции ис­сле­ду­е­мой руды с иоди­дом калия в рас­тво­ре сле­ду­ет из­бе­гать дли­тель­но­го кон­так­та рас­тво­ра с кис­ло­ро­дом воз­ду­ха. По­че­му? Обос­нуй­те свой ответ.

4)  Об­ра­зец руды мас­сой 10,0 г пе­ре­ве­ли в со­ля­но­кис­лый рас­твор объ­е­мом 250,0 см3, ото­бра­ли 25,0 см3 этого рас­тво­ра, и при­ба­ви­ли к нему 10 см3 рас­тво­ра иоди­да калия с кон­цен­тра­ци­ей 0,5 моль/дм3. Колбу по­ме­сти­ли в тёмное место до окон­ча­ния ре­ак­ции, а затем до­ба­ви­ли не­сколь­ко ка­пель крах­ма­ла и про­ве­ли тит­ро­ва­ние рас­тво­ром Na_2$S_2$O_3$ с кон­цен­тра­ци­ей 0,05 моль/дм3. На тит­ро­ва­ние из­рас­хо­до­ва­но 2,5 см3 рас­тво­ра Na_2$S_2$O_3$. Опре­де­ли­те мас­со­вую долю меди (в расчёте на Cu пра­вая круг­лая скоб­ка в руде.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1.  Урав­не­ния ре­ак­ций:

ре­ак­ция 1: 2CuCl_2$ плюс 4KI = 2CuI плюс I_2$ плюс 4KCl;

ре­ак­ция 2: I_2$ плюс 2Na_2$S_2$O_3$ = 2NaI плюс Na_2$S_4$O_6$;

ре­ак­ция 3: Fe_3$O_4$ плюс 10HNO_3$ = 3Fe левая круг­лая скоб­ка NO_3$ пра­вая круг­лая скоб­ка _3$ плюс NO_2$ плюс 5H_2$O;

ре­ак­ция 4: 2Fe левая круг­лая скоб­ка NO_3$ пра­вая круг­лая скоб­ка _3$ плюс 2KI = 2Fe левая круг­лая скоб­ка NO_3$ пра­вая круг­лая скоб­ка _2$ плюс I_2$ плюс 2KNO_3$ либо 2Fe левая круг­лая скоб­ка NO_3$ пра­вая круг­лая скоб­ка _3$ плюс 6KI = 2FeI_2$ плюс I_2$ плюс 6KNO_3$;

ре­ак­ция 5: Fe левая круг­лая скоб­ка NO_3$ пра­вая круг­лая скоб­ка _3$ плюс 6KF = K_3$ левая квад­рат­ная скоб­ка FeF_6$ пра­вая квад­рат­ная скоб­ка плюс 3KNO_3$.

2.  CuI вы­па­да­ет в оса­док, по­это­му рав­но­ве­сие ре­ак­ции 1 сдви­га­ет­ся впра­во и об­рат­ной ре­ак­ции не про­ис­хо­дит.

3.  Кис­ло­род окис­ля­ет иодид в кис­лой среде, по­лу­ча­ет­ся до­пол­ни­тель­ный иод, он тоже всту­па­ет в ре­ак­цию с тио­суль­фа­том на­трия, в ре­зуль­та­те метод дает за­вы­шен­ные ре­зуль­та­ты (со­дер­жа­ние меди, по­лу­чен­ное дан­ным ме­то­дом, может ока­зать­ся выше, чем ре­аль­ное).

4.  Иодид калия взят в из­быт­ке и для расчёта не ис­поль­зу­ет­ся. На тит­ро­ва­ние из­рас­хо­до­ва­но 0,000125 моль Na_2$S_2$O_3$. Так как аликво­та со­ста­ви­ла 0,1 от всего рас­тво­ра (25 мл от 250 мл), то на весь рас­твор по­тре­бо­ва­лось бы 0,00125 моль тио­суль­фа­та на­трия. Из двух пер­вых урав­не­ний ре­ак­ций (ре­ак­ции 1 и 2) видно, что ко­ли­че­ство моль меди равно ко­ли­че­ству моль тио­суль­фа­та. Умно­же­ние на 64 даёт 0,08 г, или (от на­вес­ки в 10 г) 0,8 %.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

ПунктБаллы
1) Ре­ак­ции (2 за каж­дую ре­ак­цию. Если в ре­ак­ции не

рас­став­ле­ны ко­эф­фи­ци­ен­ты, то 1 балл за ре­ак­цию)

10
2) по­яс­не­ние2
3) по­яс­не­ние2
4) расчёт6
ИТОГО:20