Для определения формулы неизвестной кислоты, образованной элементом V группы, можно воспользоваться данными о титровании. После проведения титрования известно, что отобранная 1/20 часть раствора неизвестной кислоты была оттитрована 0,05 M раствором гидроксида натрия. Израсходовано 19,05 см³ раствора щелочи.
Рассчитаем количество миллимолей гидроксида натрия, израсходованных при титровании:
V(NaOH) = 0,05 mol/L * 0,01905 L = 0,0009525 mol
Так как отобрана 1/20 часть оригинального раствора, то миллимольные экиваленты кислоты в 200 г оригинального раствора будут:
n(HX) = 20 * 0,0009525 mol = 0,01905 mol
Таким образом, в 200 г оригинального раствора содержится 0,01905 моль кислоты. Учитывая, что кислота образована элементом V группы, предположительно, это ациклическая тетраосновная кислота.
Формула такой кислоты может быть выражена как H₄X, где элемент V группы занимает позицию X в формуле. Поскольку кислота образована элементом V, который образует многозначные кислоты счетверенным священником, предположим, что V имеет степень окисления +4.
Таким образом, формула кислоты будет H₄X, что указывает на простую тетраосновную кислоту с элементом V в формуле.
Относительно второй части вопроса о выборе индикатора для титрования, необходимо применять индикаторы с pKa значениями, близкими к pH конечной точки титрования. Для слабых кислот и оснований можно использовать следующие индикаторы в соответствии с их pKa значением и цветовыми изменениями при изменении pH:
1. тропеолин00 - pKa ≈ 3,7-5,0, подходит для титрования слабых кислот;
2. бромтимоловый синий - pKa ≈ 3,6-4,8, подходит для титрования слабых кислот в кислом среде;
3. метиловый оранжевый - pKa ≈ 3,1-4,4, подходит для титрования слабых кислот и слабых оснований;
4. фенолфталеин - pKa ≈ 8,3-10,0, подходит для титрования сильных кислот с сильными основаниями;
5. Конго - показывает переход от кислой к щелочной среде, не самый подходящий для данного случая.
Исходя из этой информации, наиболее подходящим индикатором для данного титрования тетраосновной кислоты (H₄X) станет метиловый оранжевый с рекомендованным диапазоном работы.
Номер выбранного индикатора: метиловый оранжевый.
