Какова нормальная концентрация сероводорода в воде, если к 10,00 мл сероводородной воды добавлено 50,00 мл

Для решения данной задачи используется метод титрования окислитель-восстановительных реакций. Заводим уравнение реакции между сероводородом (H2S) и йодом (I2):

$$H2S+I2\to 2HI+S$$

Из уравнения видно, что реакция между сероводородом и йодом происходит в соотношении 1:1, то есть на одну молекулу сероводорода приходится одна молекула йода. Также известно, что для титрования избытка йода используется раствор тиосульфата натрия с коэффициентом эквивалентности 1,1120.

Титрование проводится в следующей последовательности:

1. К 10,00 мл сероводородной воды добавлено 50,00 мл 0,1 м раствора йода. Общий объем реагентов становится равным 60,00 мл.

2. Избыток йода титруется с помощью раствора тиосульфата натрия. Для нейтрализации 1 моль йода необходимо 1,1120 моль тиосульфата натрия.

3. Для титрования избытка йода потребовалось 32,90 мл 0,1 м раствора тиосульфата натрия.

Теперь решим задачу пошагово:

1. Найдем количество молей йода, добавленного в сероводородную воду. Поскольку объем раствора йода равен 50,00 мл и его концентрация составляет 0,1 моль на литр, то количество молей йода равно:

$$n_{I_2}=\frac{V_{I_2}\times C_{I_2}}{1000}=\frac{50,00\times 0,1}{1000}=0,005\text{моль}$$

2. Поскольку реакция между сероводородом и йодом происходит в соотношении 1:1, то количество молей сероводорода, присутствующего в растворе, также составит 0,005 моль.

3. Титрование избытка йода проводится с использованием раствора тиосульфата натрия с коэффициентом эквивалентности 1,1120. Таким образом, количество молей тиосульфата натрия, необходимых для нейтрализации избытка йода, можно вычислить следующим образом:

$$n_{{\text{Na}}_2{\text{S}}_2{\text{O}}_3}=n_{I_2}\times \text{коэффициент эквивалентности}=0,005\times 1,1120=0,00556\text{моль}$$

4. Известно, что для титрования избытка йода потребовалось 32,90 мл 0,1 м раствора тиосульфата натрия. Рассчитаем количество молей тиосульфата натрия по этим данным:

$$n_{{\text{Na}}_2{\text{S}}_2{\text{O}}_3}=\frac{V_{\text{тиосульфат}}\times C_{\text{тиосульфат}}}{1000}=\frac{32,90\times 0,1}{1000}=0,00329\text{моль}$$

5. Так как тиосульфат натрия полностью реагирует с избытком йода, то количество молей йода, присутствующего в системе после титрования, равно:

$$n_{I_2,\text{оставшийся}}=n_{I_2}-n_{{\text{Na}}_2{\text{S}}_2{\text{O}}_3}=0,005-0,00329=0,00171\text{моль}$$

6. Чтобы найти концентрацию сероводорода, разделим количество молей сероводорода на объем сероводородной воды:

$$C_{{\text{H}}_2\text{S}}=\frac{n_{{\text{H}}_2\text{S}}}{V_{\text{вода}}}=\frac{0,005}{10,00\text{мл}}=0,5\text{моль/л}$$

Таким образом, нормальная концентрация сероводорода в воде составляет 0,5 моль на литр (0,5 М). Тип титрования: титрование окислитель-восстановительных реакций.