Какую навеску вещества, содержащего по массе около 5 % азота, необходимо взять для анализа,

Какую навеску вещества, содержащего по массе около 5 % азота, необходимо взять для анализа, чтобы на титрование аммиака, полученного из азота, расходовалось 20 мл 0,15 М раствора H2SO4? Дано: ω(N) = 5 %; V(H2SO4) = 20 мл; СМ(H2SO4) = 0,15 М. Найти: тН - ?

В ходе титрования идёт химическая реакция:
2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4.
Согласно закону эквивалентов, число молей эквивалентов аммиака равно числу молей эквивалентов серной кислоты, пошедшей на титрование:
п(1/1 NH3) = п(1/2 H2SO4),
где п(1/1 NH3) – число молей эквивалентов NH3;
п(1/2 H2SO4) – число молей эквивалентов H2SO4.
Для NH3 фактор эквивалентности равен f(NH3) = 1/1, так как при образовании катиона NH4+ к молекуле аммиака присоединяется один ион Н+.
Для H2SO4 фактор эквивалентности равен f(H2SO4) = 1/2, так как в реакции два иона Н+ замещаются двумя ионами NH4+.
Число молей эквивалентов аммиака равно числу молей эквивалентов азота, который содержался в навеске:
п(1/1 NH3) = п(1/1 N).
Число молей эквивалентов азота равно
п(1/1 N) = т(N)/М(1/1 N),
где т(N) – масса азота, содержащаяся в навеске препарата, г;
М(1/1 N) – молярная масса эквивалента азота, равна его молярной массе: 14 г/моль.
Число молей эквивалентов H2SO4 равно
п(1/2 H2SO4) = С(1/2 H2SO4)∙V(H2SO4)∙10-3,
где С(1/2 H2SO4) – молярная концентрация эквивалента серной кислоты, равна произведению молярной концентрации на фактор эквивалентности:
С(1/2 H2SO4) = СМ(H2SO4)∙f(H2SO4) = 0,15∙1/2 = 0,30 (моль/л);
V(H2SO4) – объём раствора H2SO4, затраченный на титрование, 20 мл;
10-3 – коэффициент перевода мл в л.
С учетом всех приведённых формул получим
т(N)/М(1/1 N) = С(1/2 H2SO4)∙V(H2SO4)∙10-3.
Выразим из полученного уравнения массу азота:
т(N) = М(1/1 N)∙С(1/2 H2SO4)∙V(H2SO4)∙10-3.
Масса навески препарата равна
тН = т(N)∙100/ω(N),
где т(N) – масса азота в навеске, г;
ω(N) – массовая доля азота в навеске, равна 5 %;
100 – коэффициент для перевода доли в проценты.
Подставим в последнюю формулу выражение для т(N):
тН = М(1/1 N)∙С(1/2 H2SO4)∙V(H2SO4)∙10-1/ω(N);
тН = 14∙0,3∙20∙10-1/5 = 1,68 (г).
Ответ: тН = 1,68 г.