Решение. Из уравнения (14.1) выразим массу навески руды:

Из уравнения (14.1) выразим массу навески руды:

;

;

.

Ответ: масса навески должна составлять 0, 114 г.

(Массу навески рассчитывают с точностью трех знаков после запятой, а взвешивают образец с обычной аналитической точностью до четвертого знака после запятой.)

Титриметрический метод анализа основан на измерении объёма титранта, израсходованного на реакцию с анализируемым веществом. В процессе титрования к точно отмеренному объёму (V_A) раствора анализируемого вещества А небольшими порциями приливают раствор титранта В с концентрацией С_В. Уравнение реакции в общем виде:

mA + nB = pC + qD,

где А – анализируемое вещество;

В – титрант;

С и D – продукты реакции;

m, n, p, q – стехиометрические коэффициенты.

По мере протекания реакции равновесные концентрации анализируемого вещества А и титранта В уменьшаются, а равновесные концентрации продуктов реакции С и D увеличиваются. Реакция закончится, когда будет израсходовано количество титранта В, эквивалентное количеству титруемого вещества А. Этот момент титрования называют точкой эквивалентности (Т.Э.). В химических методах точку эквивалентности фиксируют визуально по заметному аналитическому эффекту (резкому изменению окраски раствора или специально введенного индикатора, выпадению осадка и т. д.). В физикохимических методах анализа точку эквивалентности определяют по резкому изменению измеряемого физического параметра (рН, потенциала, электропроводности раствора и т. д.). Определив объем титранта В в точке эквивалентности (V_В), можно рассчитать неизвестную концентрацию анализируемого вещества (С_А) по закону эквивалентов: вещества реагируют в количествах, пропорциональных их эквивалентам. Для реакций в растворах закон эквивалентов имеет вид:

.

(14.2)

Отсюда концентрация анализируемого вещества равна:

.

(14.3)

Физико-химические методы анализа основаны на проведении аналитических реакций, окончание которых определяется с помощью приборов. Поэтому такие методы относят к инструментальным. Приборы фиксируют изменение физического свойства анализируемого вещества или его раствора (оптической плотности, электропроводности, тока поляризации катода, количества электричества, израсходованного на электролиз, и т. д.).

К физико-химическим методам относятся электрохимические методы (потенциометрия, полярография, кондуктометрия, электрогравиметрия и т. д.), оптические методы (колориметрия, фотоколориметрия, спектрофотометрия и т. д.), хроматография и т. д.

При потенциометрическом титровании определение точки эквивалентности основано на измерении потенциала индикаторного электрода относительно электрода сравнения в ходе титрования, например, сильной кислоты сильным основанием. Для определения точки эквивалентности достаточно следить только за концентрацией ионов водорода (Н⁺). В качестве индикаторного электрода часто используют стеклянный электрод, потенциал которого зависит от концентрации Н⁺ и не зависит от присутствия в растворе других ионов. Электродом сравнения обычно является хлорсеребряный электрод, потенциал которого постоянен и не зависит от концентрации Н⁺.

Графическим представлением изменения рН в процессе титрования является кривая титрования, которая отражает зависимость рН анализируемого раствора от объема добавленного титранта. По кривой титрования определяют объем добавленного титранта в точке эквивалентности. Для этого к плечам кривой титрования проводят касательные, при пересечении которых образуются точки А и В (рис. 14.1). При делении расстояния АВ пополам получают точку С, из которой опускают перпендикуляр на ось абсцисс. Найденный объём равен объему титранта в точке эквивалентности.

Рис. 14.1. Определение точки эквивалентности

Полученный объем подставляют в уравнение закона эквивалентов (14.2) и рассчитывают концентрацию раствора анализируемого вещества.