X-PDF

Приготовление растворов заданной концентрации

Поделиться статьей

Цель работы: приготовить растворы заданной концентрации различными способами.

Оборудование и реактивы: аналитические весы, наборы разновесов, ареометр, стеклянные стаканы, мерный цилиндр, пипетка, резиновая груша, стеклянная палочка, дистиллированная вода, концентрированный раствор щёлочи NaOH, раствор хлорида натрия NaCl 2Н и 0,1Н, кристаллогидрат сульфата меди (II) СuSO4∙5H2O.

Теоретическая часть:

Раствор – гомогенная (однородная) смесь, образованная не менее чем двумя компонентами, один из которых называется растворителем, а другие растворимы в нём, это также система переменного состава, находящаяся в состоянии химического равновесия

Существует несколько способов классификации растворов. Так, основываясь на величине электрической проводимости, различают растворы электролитов и неэлектролитов. Можно классифицировать растворы по агрегатному состоянию системы и тех частиц, из которых она состоит.

Возможна классификация раствора по количеству растворенного вещества в нем присутствующего. Если молекулярные или ионные частицы, распределённые в жидком растворе, присутствуют в нём в таком количестве, что при данных условиях не происходит дальнейшего растворения вещества, раствор называется насыщенным. (Например, если поместить 50 г NaCl в 100 г H2O, то при 20ºC растворится только 36 г соли). Насыщенным называется раствор, который находится в динамическом равновесии с избытком растворённого вещества. Поместив в 100 г воды при 20ºC меньше 36 г NaCl мы получим ненасыщенный раствор. При нагревании смеси соли с водой до 100○C произойдёт растворение 39,8 г NaCl в 100 г воды. Если теперь удалить из раствора нерастворившуюся соль, а раствор осторожно охладить до 20ºC, избыточное количество соли не всегда выпадает в осадок. В этом случае мы имеем дело с перенасыщенным раствором. Перенасыщенные растворы очень неустойчивы. Помешивание, встряхивание, добавление крупинок соли может вызвать кристаллизацию избытка соли и переход в насыщенное устойчивое состояние.

Количественный состав раствора чаще всего выражается с помощью понятия «концентрации», под которым понимается содержание растворенного вещества (в определенных единицах) в единице массы или объема.

Договорились растворенное вещество обозначать через X, а растворитель — через S.

Чаще всего для выражения состава раствора используют массовую долю, молярную концентрацию (молярность) и мольную долю.

Массовая доля — это отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора. Для бинарного раствора:

(1)

где ω(Х) — массовая доля растворенного вещества X . m(Х) масса растворенного вещества X, г . m(S) — масса растворителя S, г . m= [m(Х) + m(S)] — масса раствора, г.

Массовую долю выражают в долях единицы или в процентах (например: ω = 0,01 или ω = 1%).

Молярная концентрация (молярность) показывает число молей растворенного вещества, содержащегося в 1 литре раствора:

С(Х) = v(Х) / V (2)

где С(Х) — молярная концентрация растворенного вещества X, моль/л . v(Х) — количество растворенного вещества X, моль . V — объем раствора, л.

Как следует из (2), молярная концентрация выражается в моль/л. Эта размерность иногда обозначается М, например: 2М NаОН.

Мольная доля растворенного вещества — безразмерная величина, равная отношению количества растворенного вещества к общему количеству веществ в растворе:

(3)

где N(Х) — мольная доля растворенного вещества X . v(Х) — количество растворенного вещества X, моль . v(S) — количество вещества растворителя S, моль.

Нетрудно представить, что сумма мольных долей растворенного вещества и растворителя равна 1:

N(X) + N(S) = 1. (4)

При решении многих задач полезно переходить от молярной концентрации к массовой доле, мольной доле и т.д. Например, молярная и процентная концентрации взаимосвязаны так:

C(X) = 10 ∙ ω(X) ∙ ρ / M(X), (5)

ω(X) = C(X) ∙ M(X) / (10 ∙ ρ) (6)

где ω(Х) — массовая доля растворенного вещества, выраженная в % . М(Х) — молярная масса растворенного вещества, г/моль . р = m/(1000 V) — плотность раствора, г/мл.

Очень часто концентрацию насыщенного раствора, наряду с вышеперечисленными характеристиками, выражают через так называемый коэффициент растворимости или просто растворимость вещества.

Отношение массы вещества, образующего насыщенный раствор при данной температуре, к массе растворителя называют коэффициентом растворимости:

ks = mв-ва / mр-ля. (7)

Растворимость вещества s показывает максимальную массу вещества, которая может раствориться в 100 г растворителя:

s = (mв-ва / mр-ля) ∙ 100. (8)

Практическая часть:

а) Приготовить разбавленный раствор соли:

Цель работы: приготовить 100 грамм 5% раствор безводного сульфата меди (II).

1) Для приготовления 5% раствора безводной соли сульфата меди (II) необходимо узнать массу кристаллогидрата сульфата меди (II) (так как безводной соли сульфата меди (II) нет), которую необходимо растворить в воде.

m(CuSO4) = 0.05∙100 = 5 (грамм)

n(CuSO4) = 5/160 = 0.03125 (моль), значит n(CuSO4∙5H2O) = 0.03125 (моль)

m(СuSO4∙5H2O) = 0.03125∙250 = 7.8125 (грамм) – необходимо взвесить на весах.

n(H2O) = 0.03125 (моль)

m(H2O) = 5∙18∙0.03125 = 2.8125 (грамм) – выделиться при растворении кристаллогидрата сульфата меди (II).

m(H2O) = 100-5-2.8125 = 92.1875 (грамм) – необходимо для приготовления 100 грамм

безводного раствора сульфата меди (II).

V(H2O) = m(H2O)/ (H2O)

Представленная информация была полезной?
ДА
58.51%
НЕТ
41.49%
Проголосовало: 981

V(H2O) = 92.1875 / 1 = 92.1875 (мл.)

Взвесили на аналитических весах 7,8125 грамм кристаллогидрата сульфата меди (II) .

2) Отмерили мерным цилиндром 92,2 мл. дистиллированной воды, и перелили её в стакан .

3) Добавили в этот стакан навеску кристаллогидрата сульфата меди (II) и перемешивали полученный раствор до полного растворения соли .

4) Перелили полученный раствор в чистый мерный цилиндр, для того чтобы измерить плотность полученного раствора с помощью ареометра. Показание ареометра составило 1,051 гр./см3.

Вывод:

Полученное значение плотности раствора соответствует справочным данным о плотности 5 % раствора соли сульфата меди (II), т.е. концентрация приготовленного нами раствора действительно 5%.

б) Приготовление разбавленного раствора:

Цель работы: приготовить 100 мл. разбавленного раствора гидроксида натрия NaOH 0,1Н.

1) Определили с помощью ареометра плотность концентрированной щёлочи. Показание ареометра составило 1,057 гр./см.3, что по справочным данным соответствует массовой доли щёлочи в растворе 15%.

Для приготовления 100 мл. раствора гидроксида натрия 0,1 Н необходимо разбавить дистиллированной водой имеющийся 15% раствор щёлочи.

m(р-ра) = V(р-ра)∙ (р-ра)

m(р-ра) = 100∙1.057 = 105.7 (грамм)

m(NaOH) = 105.7∙0.15 = 15.855 (грамм)

n(NaOH) = 15.855/40 =0.4 (моль)

0,4 моль – 100 мл.

х моль – 1000 мл.

Значит в 1000 мл. (1 литр) содержится 4 моль гидроксида натрия, поэтому Cн=4Н

4/0,1 = 40 – значит для получения 0,1Н раствора из 4Н необходимо его разбавить в 40 раз.

Н2О: NaOH (4Н)

39: 1

39х + 1х = 100

40 х = 100

х = 2,5 – Значит необходимо смешать 2,5 мл. NaOH (4Н) и 97,5 мл. дистиллированной воды для получения NaOH (0,1Н)

2) С помощью ареометра определили плотность получившегося раствора – она составила 1,002 гр./см.3.

3) Титрованием определили концентрацию получившегося раствора. Она оказалось равна 0,1Н.

Вывод:

Полученное значение концентрации раствора гидроксида натрия совпадает с заданной концентрацией 0,1Н, что соответствует правильности выполнения опыта.

в) Приготовление раствора смешиванием двух растворов различной концентрации:

Цель работы: приготовить 100 гр. 8% раствора хлорида натрия NaCl, смешиванием растворов этой же соли 2 Н и 0,1Н.

1) Для приготовления 100 мл. 8% раствора хлорида натрия необходимо смешать определённые объёмы двух исходных растворов этой соли.

m(NaCl) = 0.08∙100 = 8 (грамм)

m(H2O) = 100-8=92 (грамма)

V(H2O) = 92 мл.

n(NaCl) = 8/58.5 = 0.137 (моль)

Сн=0,137/0,092 = 1,49 Н

Пусть х – объём хлорида натрия 2 Н

1,49 = (2∙x + 0.1∙(0.1-x))/0.1

x = 0.073 (л) = 73 мл.

Значит необходимо смешать 73 мл. раствора хлорида натрия 2 Н и 27 мл.. раствора хлорида натрия 0,1 Н.

2) Затем с помощью ареометра определили плотность получившегося раствора – она составила 1,055 гр./см.3.

Вывод:

Полученное значение плотности раствора соответствует справочным данным о плотности 8% раствора соли хлорида натрия, т.е. концентрация приготовленного нами раствора действительно 8%.

Список литературы:

  1. Фролов В. И. Практикум по общей и неорганической химии. – М., 2002. – С. 74-79.
  2. Некрасов Б. В. Основы общей химии. Том 1 (3). – М. Химия, 1969. – С. 155, 158, 160, 162, 168

Поделиться статьей
Автор статьи
Анастасия
Анастасия
Задать вопрос
Эксперт
Представленная информация была полезной?
ДА
58.51%
НЕТ
41.49%
Проголосовало: 981

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram

ОБРАЗЦЫ ВОПРОСОВ ДЛЯ ТУРНИРА ЧГК

Поделиться статьей

Поделиться статьей(Выдержка из Чемпионата Днепропетровской области по «Что? Где? Когда?» среди юношей (09.11.2008) Редакторы: Оксана Балазанова, Александр Чижов) [Указания ведущим:


Поделиться статьей

ЛИТЕЙНЫЕ ДЕФЕКТЫ

Поделиться статьей

Поделиться статьейЛитейные дефекты — понятие относительное. Строго говоря, де­фект отливки следует рассматривать лишь как отступление от заданных требований. Например, одни


Поделиться статьей

Введение. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси

Поделиться статьей

Поделиться статьей1. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси. Специфика периода феодальной раздробленности –


Поделиться статьей

Нравственные проблемы современной биологии

Поделиться статьей

Поделиться статьейЭтические проблемы современной науки являются чрезвычайно актуальными и значимыми. В связи с экспоненциальным ростом той силы, которая попадает в


Поделиться статьей

Семейство Первоцветные — Primulaceae

Поделиться статьей

Поделиться статьейВключает 30 родов, около 1000 видов. Распространение: горные и умеренные области Северного полушария . многие виды произрастают в горах


Поделиться статьей

Вопрос 1. Понятие цены, функции и виды. Порядок ценообразования

Поделиться статьей

Поделиться статьейЦенообразование является важнейшим рычагом экономического управления. Цена как экономическая категория отражает общественно необходимые затраты на производство и реализацию туристского


Поделиться статьей

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram
Заявка
на расчет