Олимпиада по биологии

Олимпиада школьников Московской области по химии – 2016 год.

Экспериментальный тур

10 класс

Решение экспериментального тура

Справка:

Молярная масса тетрабората натрия: М(Na₂B₄O₇10H₂O) = 381,37 г/моль

Молярная масса эквивалента тетрабората натрия: M(1/2Na₂B₄O₇10H₂O) = 190,68 г/моль

Молярная масса безводного тетрабората натрия М(Na₂B₄O₇) = 201,37 г/моль

Методика выполнения работы

 Бюретку промыть и заполнить раствором соляной кислоты.

 Мерную пипетку ополоснуть раствором тетрабората натрия. С помощью мерной пипетки перенести в коническую колбу для титрования 10,0 (или 15,0) мл раствора тетрабората натрия, добавить одну или две капли индикатора метилового оранжевого и оттитровать раствором соляной кислоты до изменения окраски раствора из желтой в оранжевую (возможен чуть розоватый оттенок). Титруют не менее 3-х раз. Результаты титрований не должны отличаться друг от друга более чем на 0,10 (0,02) мл. Находят среднее значение объема титранта.

По результатам анализа проводят вычисления.

При титровании с метиловым оранжевым удобно пользоваться раствором - свидетелем, т.е. раствором, который имеет окраску, до которой следует титровать исследуемый раствор. Для приготовления раствора-свидетеля в коническую колбу для титрования вместимостью 100 мл вносят ~ 20 или 30 мл дистиллированной воды, одну или две капли метилового оранжевого и 2-3 капли раствора соляной кислоты из бюретки до появления оранжевой окраски раствора.

1	Раствор № 1- соляная кислота: молярная концентрация С = 0,10 моль/л
2	В результате реакции тетрабората натрия с соляной кислотой образуются соль NaCl, которая гидролизу не подвергается, и, слабая ортоборная кислота придающая раствору слабо-кислую реакцию (рН
3	Уравнение реакции: Na2B4O7 + 2HCl + 5H2O = 4H3BO3 + 2NaCl
4	Вычисление среднего объема HCl, затраченного на титрование 10,0 мл раствора тетрабората натрия: (HCl) = (V1 + V2 + V3):3. Цифра должна содержать 2 знака после запятой.
5	Далее вычисления могут быть различными: через молярную или эквивалентную концентрацию тетрабората натрия или через количество вещества. Пример расчета: При титровании 10 мл раствора тетрабората натрия: n(HCl) = (HCl)∙C(HCl)∙10-3, где (HCl) – средний объем соляной кислоты, затраченный не титрование, мл; C(HCl) – молярная концентрация, моль/л; 10-3 – переводной коэффициент из мл в л: n(HCl) = 10 мл ∙0,1 моль/л∙10-3 = 0,001 моль; По уравнению реакции: n(HCl) = ½ n(Na2B4O7). В 10 мл раствора содержится n(Na2B4O7) = 0,0005 моль. В 1 л раствора: n(Na2B4O7)∙100 = 0,0005∙100 = 0,05 моль
6	Масса безводного тетрабората натрия в 1 л раствора: m(Na2B4O7) = М(Na2B4O7)∙n(Na2B4O7) = 201,37∙0,05 = 10,067 г. Ответ должен содержать 3 знака после запятой.
7	Вычисление формулы кристаллогидрата: m(Н2О) = m(навески) – m(Na2B4O7) = 19,069 - 10,067 = 9,00 г. n(Н2О) = m(Н2О) :М(Н2О) = 9,00 : 18 = 0,5 n(Н2О): n(Na2B4O7) = 0,5 : 0,05 = 10 : 1.
8	Ответ 1: формула кристаллогидрата соли тетрабората натрия Na2B4O710H2O, x = 10
9	Ответ 2: другим способом определения кристаллизационной воды в кристаллогидрате тетрабората натрия может быть гравиметрическое определение: навеску соли высушивают при температуре 100˚С (172˚С) до постоянной массы, и по разности определяют содержание кристаллизационной воды.

Система оценивания: