Тема приготування розчинів заданої концентрації

Мета. формування умінь приготування розчинів різної концентрації з сухої солі або більш концентрованого розчину.

Час виконання. 2 години

Розчини відіграють важливу роль в живій і неживій природі, а також в науці і техніці.

Більшість фізіологічних процесів в організмах людини, тварин і в рослинах, різних промислових процесів, біохімічних процесів в грунтах і т.п. протікають в розчинах.

Розчин - це гомогенна багатокомпонентна система, в якій одна речовина розподілено в середовищі іншого або інших речовин.

Розчини можуть бути в газоподібному (повітря), рідкому і твердому (сплави, кольорові скла) агрегатних станах. Найчастіше доводиться працювати з рідкими розчинами.

1. Масова частка - відношення маси даного компонента в розчині до загальної маси цього розчину. Масова частка може бути виражена в частках одиниці, відсотках (%), проміле (тисячна частина%) і в мільйонних частках (млн # 713; 1). Масова частка даного компонента, виражена у відсотках, показує, скільки грамів даного компонента Містить в 100 г розчину.

2. Масова концентрація - відношення маси компонента, що міститься в розчині, до обсягу цього розчину. Одиниці виміру масової концентрації # 8209; кг / м 3. г / л.

3. ТітрТ - число грамів розчиненої речовини в 1 мл розчину. Одиниці виміру титру - г / мл, кг / см 3.

4. Молярна концентраціяс - відношення кількості речовини (в молях), що міститься в розчині, до об'єму розчину. Одиниці виміру - моль / м 3. (моль / л). Розчин, що має концентрацію 1 моль / л, позначають 1 М; 0,5 моль / л, позначають 0,5 М.

5. Молярна концентрація еквівалентовсек (нормальна концентрація) - це відношення кількості речовини еквівалентів (моль) до об'єму розчину (л). Одиниця виміру нормальної концентрації моль / л. Наприклад, СЕК (KOH) = 1 моль / л, СЕК (1 / 2H2 SO4) = 1 моль / л, СЕК (1/3 AlCl3) = 1 моль / л. Розчин в 1 л якого міститься 1 моль речовини еквівалентів, називають нормальним і позначають 1 н.

6. Моляльностьb - це відношення кількості розчиненої речовини (в молях) до маси m розчинника. Одиниця виміру молекулярний - моль / кг. Наприклад, b (HCl / H2 O) = 2 моль / кг.

7. Молярная частка - відношення числа молей розчиненої речовини до загальної кількості молей речовини і розчинника. Молярна частка може бути виражена в частках одиниці, відсотках (%), проміле (тисячна частина%) і в мільйонних частках (млн -1).

Для приготування розчинів певної концентрації, для точного вимірювання обсягів застосовують мірний посуд: мірні колби. піпетки і бюретки.

Досвід 1. Приготування розчину хлориду натрію із заданою масовою часткою солі (%) розведенням концентрованого розчину.

Як відомо, щільність - це маса речовини в одиниці об'єму, # 961; = M / v. Знаючи щільність, можна по таблиці визначити масову частку (%) розчину.

Визначити щільність розчину можна багатьма способами. З них найбільш простий і швидкий - за допомогою ареометра.

Його застосування засноване на тому, що плаває тіло занурюється в рідину до тих пір, поки маса витісненої ним рідини не стане, дорівнює масі самого тіла (закон Архімеда). У розширеній нижній частині ареометра поміщений вантаж, на вузькій верхній частині - шийці - нанесені поділки, що вказують щільність рідини, в якій плаває ареометр. Концентрацію досліджуваного розчину знаходять, користуючись табличними даними про щільність в залежності від концентрації розчину. Щільність водних розчинів хлориду натрію приведена в таблиці 1.

Виконання досвіду. У мірний циліндр наливають розчин хлориду натрію і ареометром визначають його щільність. По таблиці 1 знаходять концентрацію вихідного розчину [в% (мас)].

Щільність * 10 -3. кг / м 3. при температурі

Розраховують, скільки мілілітрів вихідного розчину і води слід взяти для приготування 250 мл 5% розчину. Воду відміряти циліндром і вилити в мірну колбу об'ємом 250 мл. Вихідний розчин кухонної солі відміряють циліндром на 100 мл і вливають в колбу з водою. Розчин в колбі перемішують. Циліндр споліскують невеликим об'ємом розчину з колби, який потім приєднують до загальної маси розчину в колбі. Перевірити щільність і концентрацію отриманого розчину. Розрахувати відносну помилку # 948; отн

де С - задана концентрація, С1 - отримана концентрація.

Зробіть розрахунок молярної концентрації молярної концентрації еквівалентів і титру, приготованого розчину. Результати запишіть в таблицю 2.

Таблиця 2 - Досвідчені дані

Задана масова частка, (%)

Густина, # 961 ;, кг / м 3

Розраховані маси компонентів, г

Щільність експериментальна, # 961 ;, кг / м 3

Приготувати 0,5 л 20% розчину H2 SO4. виходячи з концентрованого розчину, щільність якого 1,84 г / см 3.

Обчислимо кількості вихідної кислоти і води, що вимагаються для отримання заданого обсягу розчину.

Обчислимо, в якому обсязі вихідної 96% кислоти міститься 114 г H2 SO4:

1 мл вихідної кислоти містить г H2 SO4

х мл вихідної кислоти містить 114 г H2 SO4

Таким чином, для приготування 500мл 20% розчину H2 SO4 необхідно взяти 64,6 мл 96% розчину.

Кількість води визначається як різниця ваг отриманого вихідного розчину, а саме мл

Досвід 2. Приготування розчину заданої концентрації змішуванням розчинів вищою і більш низької концентрації.

Розчин можна готувати, безпосередньо вводячи розраховану кількість речовини в розчинник, або шляхом розбавлення більш концентрованих розчинів до необхідного значення концентрації.

Приготувати 100г 36% розчину H3 PO4. змішавши 44% і 24% розчини цієї кислоти.

Позначимо через х кількість грамів 44% розчину, яке слід додати до (100-х) грамам 24% розчину для отримання 100г 36% розчину H3 PO4. Складемо рівняння:

Отже, необхідно взяти 60г 44% розчину і 100 - х = 40г 24% розчину.

Виконання досвіду. Приготувати 250 мл 10% розчину хлориду натрію, маючи в своєму розпорядженні 15% і 5% розчин NaCl.

З огляду на щільності готується і вихідних розчинів розрахувати обсяги 15% і 5% розчину (див. Приклад 2). Відміряти обчислені обсяги вихідних розчинів, злити в колбу на 250 мл, закрити колбу пробкою і ретельно перемішати розчин, перевернувши колбу кілька разів догори дном. Відлити частина розчину в циліндр, виміряти ареометром щільність приготовленого розчину і по табл.1 знайти його концентрацію (в%). Встановити розбіжність фактично одержаного концентрації із заданою. Розрахувати відносну помилку # 948; отн.

Досвід 3. Приготування водного розчину хлориду натрію. визначення масової частки і розрахунок навішування.

Отримати навішення солі хлориду натрію у викладача. За допомогою воронки перенести дану навішення в мірну колбу ємністю 250 мл. Промивалки обмити внутрішню частину воронки невеликою кількістю води. Розчинити сіль у воді. Потім, додаючи воду невеликими порціями, довести рівень води в колбі до мітки, закрити колбу пробкою і ретельно перемішати, перевертаючи догори дном. Заміряти щільність отриманого розчину ареометром. Для цього розчин перелити в мірний циліндр. Рівень рідини повинен бути нижче краю циліндра на 3-4 см. Обережно опустіть ареометр в розчин. Ареометр не повинен торкатися стінок циліндра. Відлік щільності за рівнем рідини робите зверху вниз. По таблиці 1 знайдіть і запишіть масову частку (у%) розчину, що відповідає цій щільності. Розрахувати кількість хлориду натрію взятого для приготування 250 мл розчину.

Нехай щільність приготовленого розчину хлориду натрію # 961; = 1,0053г / см 3. Це відповідає 1% концентрації розчину. Отже, в100г розчину міститься 1г NaCl. Визначимо масу 250 мл розчину

Виходячи з того, що в 100г розчину міститься 1г NaCl, дізнаємося, скільки грам NaCl міститься в 201,315г розчину:

100 г розчину - 1 г NaCl

201,315 г розчину - х г NaCl

Таким чином, була взята навішування NaCl масою 2,0131 р

1. Що таке розбавлений розчин; концентрований розчин?

2. Що називається масовою часткою розчиненої речовини? За якою формулою розраховується?

3. Що показує молярна концентрація розчину? За якою формулою розраховується?

Рекомендована література: 1.1 - 1.5, 2.1 -2.9

Лабораторне заняття №2