Дигидрат щавелевой кислоты (H₂C₂O₄•2H₂O) является важным химическим реагентом, широко используемым в качестве первичного стандарта в аналитической химии. Его точная молекулярная масса необходима для приготовления стандартных растворов и проведения количественных анализов. В этой статье подробно описывается метод расчета молекулярной массы дигидрата щавелевой кислоты и рассматриваются его применения в стандартном титровании.
Молекулярная масса представляет собой сумму атомных масс всех атомов в молекуле, выраженную в граммах на моль (г/моль). Для дигидрата щавелевой кислоты (H₂C₂O₄•2H₂O) расчет включает следующие шаги:
- Определение атомов и их количества: Молекулярная формула показывает, что каждая молекула содержит 2 атома водорода (H), 2 атома углерода (C) и 6 атомов кислорода (O). Две молекулы воды (2H₂O) вносят 4 атома водорода и 2 атома кислорода, в то время как щавелевая кислота (H₂C₂O₄) предоставляет 2 атома водорода, 2 атома углерода и 4 атома кислорода.
- Справочные атомные массы: Водород (H) имеет относительную атомную массу ~1,008 а.е.м., углерод (C) ~12,01 а.е.м. и кислород (O) ~16,00 а.е.м.
-
Расчет молекулярной массы:
Умножьте массу каждого атома на его количество в формуле и сложите произведения:
Молекулярная масса (H₂C₂O₄•2H₂O) = (2 × 1,008) + (2 × 12,01) + (6 × 16,00) = 2,016 + 24,02 + 96,00 = 126,036 г/моль
Таким образом, молекулярная масса дигидрата щавелевой кислоты составляет приблизительно 126,07 г/моль. Обратите внимание, что значения атомных масс с большей точностью дают более точные результаты—небольшое расхождение с теоретическими 126 г/моль возникает из-за округления атомных масс.
Дигидрат щавелевой кислоты служит первичным стандартом для калибровки щелочных растворов, таких как гидроксид натрия (NaOH). Стандартное титрование количественно определяет неизвестные концентрации посредством стехиометрических реакций со стандартизированными растворами.
- Точное взвешивание: Точно измерьте дигидрат щавелевой кислоты с помощью аналитических весов и растворите его в дистиллированной воде.
- Титрование: Постепенно добавляйте раствор щавелевой кислоты из бюретки в раствор NaOH. Индикаторы, такие как фенолфталеин (бесцветный в кислоте, розовый в щелочи), сигнализируют о конечной точке, когда нейтрализация завершена.
- Расчет концентрации: Объем израсходованного раствора щавелевой кислоты и его масса определяют точную концентрацию NaOH.
Нейтрализация кислоты и основания следует этому уравнению:
H₂C₂O₄(aq) + 2NaOH(aq) → Na₂C₂O₄(aq) + 2H₂O(l)
Один моль щавелевой кислоты реагирует с двумя молями NaOH, что позволяет точно определить концентрацию.
- Храните дигидрат щавелевой кислоты в сухих, прохладных условиях, чтобы предотвратить поглощение влаги, что ухудшает чистоту.
- Контролируйте скорость титрования вблизи конечной точки, чтобы избежать перестрела.
- Проведите повторные титрования для повышения точности.
Как универсальный первичный стандарт, дигидрат щавелевой кислоты играет жизненно важную роль в химических анализах. Освоение расчета его молекулярной массы и применений титрования обеспечивает надежные количественные результаты, формируя основу для точных лабораторных измерений.