Решение. 1.В процессе нейтрализации протекает следующая химическая реакция:

1.В процессе нейтрализации протекает следующая химическая реакция:

НСООН+КОН=НСООК+Н₂О

НСООН+ОН^-=НСОО^-+Н₂О

2.В момент, когда нейтрализовано 90% муравьиной кислоты, в растворе присутствуют следующие компоненты: муравьиная кислота НСООН, ее соль НСООК и вода.

Поскольку данная смесь представляет собою буферный раствор, содержащий слабую кислоту НСООН и ее соль НСООК, рассчитаем рН раствора по формуле:

,

где рК- отрицательный десятичный логарифм от константы диссоциации слабой кислоты, [А^-]- молярная концентрация образовавшейся соли, [НА]- молярная концентрация непрореагировавшей кислоты.

Кд(НСООН)= 4, 6*10^-4, рК=3, 75.

2.1Найдем концентрацию образовавшейся соли:

Согласно уравнению реакции

n(образовавшейсяНСООК)= n(прореагировшей НСООН)=0, 9*С(НСООН)*V(НСООН), где 0, 9- доля нейтрализованной кислоты, С(НСООН)-ее концентрация, V(НСООН) – объем раствора НСООН, л

[НСОО^-]= n(образовавшейсяНСООК)/V(полученного раствора)

V(полученного раствора)= V(НСООН)+ V(КОН, затраченный на нейтрализацию 90% кислоты.)

Так как концентрации кислот ы и щелочи одинаковые, то, согласно закону эквивалентов

V(КОН, затраченный на нейтрализацию 90% кислоты)=0, 9* V(НСООН)

Т.о. V(полученного раствора)= V(НСООН)+ 0, 9* V(НСООН)=1, 9* V(НСООН)

Тогда [НСОО^-]= n(образовавшейсяНСООК)/V(полученного раствора)= 0, 9*С(НСООН)*V(НСООН)/ 1, 9* V(НСООН)=0, 9*0, 05/1, 9=0, 023684 моль/л

2.2.Найдем концентрацию оставшейся кислоты:

[НСООН]= n(оставшейсяНСООН)/V(полученного раствора)=0, 1*С(НСООН)*V(НСООН)/1, 9* V(НСООН)=0, 1*0, 05/1, 9=0, 002632

Найдем рН раствора:

рН =рК+lg([НСОО^-]/ НСООН])=3, 75+ lg(0, 023684 / 0, 002632)=4, 7

3.В момент, когда нейтрализовано 100% муравьиной кислоты, в растворе присутствуют соль НСООК и вода. Поскольку данная смесь представляет собою раствор, содержащий гидролизующуюся по аниону соль слабой кислоты НСООН и сильного основания КОН, рассчитаем рН раствора по формуле:

,

где рК- отрицательный десятичный логарифм от константы диссоциации НСООН, [НСОО^-]- молярная концентрация образовавшейся соли.

Кд(НСООН)= 4, 6*10^-4, рК=3, 75.

3.1.Найдем концентрацию образовавшейся соли:

Согласно уравнению реакции

n(образовавшейсяНСООК)= n(прореагировшей НСООН)=1*С(НСООН)*V(НСООН), где 1- доля нейтрализованной кислоты, С(НСООН)-ее концентрация, V(НСООН) – объем раствора НСООН, л

[НСОО^-]= n(образовавшейсяНСООК)/V(полученного раствора)

V(полученного раствора)= V(НСООН)+ V(КОН, затраченный на нейтрализацию 100% кислоты.)

Так как концентрации кислот ы и щелочи одинаковые, то, согласно закону эквивалентов

V(КОН, затраченный на нейтрализацию 100% кислоты)=1* V(НСООН)

Т.о. V(полученного раствора)= V(НСООН)+ 1* V(НСООН)=2* V(НСООН)

Тогда [НСОО^-]= n(образовавшейсяНСООК)/V(полученного раствора)= С(НСООН)*V(НСООН)/ 2 V(НСООН)= 0, 05/2=0, 025 моль/л

3.2. Найдем рН раствора:

рН =7+0, 5рК+0, 5lg[НСОО^-] =7+ 0, 5*3, 75+ 0, 5*lg 0, 025 =8, 07

4.В момент, когда нейтрализовано 110% муравьиной кислоты, в растворе присутствуют гидролизующаяся соль НСООК и сильный электролит КОН. Поскольку основной вклад в кислотно-основное равновесие водного раствора вносит сильный электролит, рассчитаем рН раствора по формуле:

рН= 14+lg[ОН^-],

где[ОН^-] – концентрация щелочи в полученной растворе.

Рассчитаем величину [ОН^-]:

[ОН^-]= n(избыточной КОН)/V(полученного раствора)

n(избыточной КОН)=0, 1* С(НСООН)*V(НСООН)=0, 1*0, 05* V(НСООН)=0, 005* V(НСООН)

V(полученного раствора)= V(НСООН)+ V(КОН, затраченный на нейтрализацию 110% кислоты.) Так как концентрации кислоты и щелочи одинаковые, то, согласно закону эквивалентов

V(КОН, затраченный на нейтрализацию 110% кислоты)=1, 1* V(НСООН)

Т.о. V(полученного раствора)= V(НСООН)+ 1, 1* V(НСООН)=2, 1* V(НСООН)

Тогда [ОН^-]= n(избыточной КОН)/V(полученного раствора)= 0, 005* V(НСООН)/ 2, 1* V(НСООН)=0, 005/2, 1=0, 002381 моль/л

рН= 14+lg[ОН^-]=14+lg0, 002381=11, 38.

Ответ: В момент нейтрализации 90% кислоты рН = 4, 7, в момент нейтрализации 100 % кислоты рН=8, 07, в момент нейтрализации 110 % кислоты рН=11, 38.

_________________________________________________________________________________----

40. Для стандартизации раствора перманганата калия навеску оксалата натрия массой 1, 3444 г растворили в мерной колбе объемом 200 мл. На титрование 20 мл полученного раствора затратили 20, 04 мл раствора КМnО₄. Рассчитать:

А) молярную концентрацию эквивалента КМnО₄

Б)титр КМnО₄

В) титр раствора КМnО₄ по Nа₂С₂О₄

Г) поправочный коэффициент раствора КМnО₄