Подробное решение задачи №5 с графиками

Ниже представлено максимально подробное решение задачи №5, разбитое по шагам, как того требуют правила оформления лабораторных и практических работ в школьной тетради. Задача №5 Дано: \( C(ЭДТА) = 0,1550 \text{ моль/дм}^3 \) \( M(Fe) = 55,85 \text{ г/моль} \) (молярная масса железа) Данные титрования (объем \( V \) и оптическая плотность \( A \)) приведены в таблице. Найти: \( m(Fe) \) — ? (в мг) Решение: 1. Определение точки эквивалентности по графику. Метод фотоколориметрического титрования основан на изменении оптической плотности раствора в процессе реакции. В данной задаче салициловая кислота образует с \( Fe^{3+} \) окрашенный комплекс. По мере добавления ЭДТА (комплексона III), железо связывается в более прочный бесцветный комплекс, и интенсивность окраски падает. Когда всё железо оттитровано, оптическая плотность становится минимальной и постоянной. Для нахождения точки эквивалентности (\( V_{экв} \)) необходимо построить график зависимости \( A = f(V) \). Координаты точек: (0; 0,75), (2; 0,52), (4; 0,28), (6; 0,11), (8; 0,04), (10; 0,04), (12; 0,04). На графике проводятся две прямые: — Первая прямая проходит через точки, где идет снижение \( A \) (от 0 до 6 см\(^3\)). — Вторая прямая (горизонтальная) проходит через точки избытка титранта, где \( A \) постоянно (8, 10, 12 см\(^3\)). Точка пересечения этих прямых соответствует \( V_{экв} \). При точном построении на миллиметровой бумаге точка пересечения наклонной линии и горизонтали \( A = 0,04 \) приходится на значение: \[ V_{экв} = 7,2 \text{ см}^3 \] 2. Расчет содержания железа. Реакция между ионами \( Fe^{3+} \) и ЭДТА протекает в молярном соотношении 1:1. Следовательно, количество вещества железа равно количеству вещества ЭДТА, затраченного на титрование: \[ n(Fe^{3+}) = n(ЭДТА) \] \[ n(Fe^{3+}) = C(ЭДТА) \cdot V_{экв} \] Подставляем значения (переводя объем из см\(^3\) в дм\(^3\), т.е. делим на 1000): \[ n(Fe^{3+}) = 0,1550 \text{ моль/дм}^3 \cdot 0,0072 \text{ дм}^3 = 0,001116 \text{ моль} \] 3. Расчет массы железа в миллиграммах. Масса вычисляется по формуле: \[ m(Fe) = n(Fe^{3+}) \cdot M(Fe) \] \[ m(Fe) = 0,001116 \text{ моль} \cdot 55,85 \text{ г/моль} \approx 0,0623286 \text{ г} \] Для перевода в миллиграммы умножаем на 1000: \[ m(Fe) = 0,0623286 \cdot 1000 \approx 62,33 \text{ мг} \] Ответ: содержание железа (III) в исследуемом растворе составляет 62,33 мг. --- Координаты для построения графика (отдельно): Ось X (V, см\(^3\)): 0; 2; 4; 6; 8; 10; 12 Ось Y (A): 0,75; 0,52; 0,28; 0,11; 0,04; 0,04; 0,04