Приготовление растворов процентной концентрации в мерной посуде. Способы приготовления растворов заданной концентрации

ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРОВ ЗАДАННОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ

Цель работы: приобретение навыков приготовления растворов различной концентрации из сухой соли или более концентрированного раствора.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

Растворы играют важную роль в живой и неживой природе, а также в науке и технике.

Большинство физиологических процессов в организмах человека, животных и в растениях, различных промышленных процессов, биохимических процессов в почвах и т.п. протекают в растворах.

Раствор – это гомогенная многокомпонентная система, в которой одно вещество распределено в среде другого или других веществ. Растворы могут быть в газообразном (воздух), жидком и твердом (сплавы, цветные стекла) агрегатных состояниях. Чаще всего приходится работать с жидкими растворами.

Массовая доля – отношение массы данного компонента в растворе к общей массе этого раствора. Массовая доля может быть выражена в долях единицы, процентах (%), промилле (тысячная часть %) и в миллионных долях (млн -1). Массовая доля данного компонента, выраженная в процентах, показывает, сколько граммов данного компонента cодержится в 100 г раствора.

Массовая концентрация – отношение массы компонента, содержащегося в растворе, к объему этого раствора. Единицы измерения массовой концентрации кг/м 3 , г/л.

Титр Т – число граммов растворенного вещества в 1 мл раствора. Единицы измерения титра – г/мл, кг/см 3 .

Молярная концентрация с – отношение количества вещества (в молях), содержащегося в растворе, к объему раствора. Единицы измерения - моль/м 3 , (моль /л). Раствор, имеющий концентрацию 1 моль/л, обозначают 1 М; 0,5 моль/л, обозначают 0,5 М.

Молярная концентрация эквивалентов с эк (нормальная концентрация) – это отношение количества вещества эквивалентов (моль) к объему раствора (л). Единица измерения нормальной концентрации моль/л. Например, с эк (KOH) = 1 моль/л, с эк (1/2H 2 SO 4) = 1 моль/л, с эк (1/3 AlCl 3) = 1 моль/л. Раствор в 1 л которого содержится 1моль вещества эквивалентов, называют нормальным и обозначают 1н.

Моляльность b - это отношение количества растворенного вещества (в молях) к массе m растворителя. Единица измерения моляльности моль/кг. Например, b(HCl/H 2 O) = 2 моль/кг.

Молярная доля – отношение числа молей растворенного вещества к общему числу молей вещества и растворителя. Молярная доля может быть выражена в долях единицы, процентах (%), промилле (тысячная часть %) и в миллионных долях (млн -1).

Для приготовления растворов определенной концентрации, для точного измерения объемов применяют мерную посуду: мерные колбы, пипетки и бюретки.

Мерные колбы – тонкостенные плоскодонные сосуды с длинным узким горлом, на котором нанесена метка в виде кольцевой черты. На каждой колбе обозначены ее емкости и температура, при которой эта емкость измерена. Колба должна плотно закрываться пробкой (рис.1).

Пипетки используют для отбора определенного объема пробы жидкости.

Пипетки Мора представляют собой стеклянные трубки с расширением посередине. Нижний конец оттянут в капилляр, на верхнем нанесена метка, до которой следует набирать измеряемую жидкость. На пипетке указана объемность. Широко применяют также градуированные пипетки различной емкости, на наружной стенке которых нанесены деления. Для наполнения пипетки нижний конец ее опускают в жидкость и втягивают последнюю при помощи груши или специального приспособления. Жидкость набирают так, чтобы она поднялась на 2-3 см выше метки, затем быстро закрывают верхнее отверстие указательным пальцем правой руки, придерживая в то же время пипетку большим и средним пальцами. Затем ослабляют нажим указательного пальца, в результате чего жидкость будет медленно вытекать из пипетки. В тот момент, когда нижний мениск (уровень) жидкости окажется на одном уровне с меткой, палец снова прижимают. Введя пипетку в сосуд, отнимают указательный палец и дают жидкости стечь по стенке сосуда. После того, как жидкость вытечет, пипетку держат еще 5сек прислонен ной к стенке сосуда, слегка поворачивая вокруг оси.

Бюретки применяют при титровании, для измерения точных объемов и т.д.

Рис. 1 Мерная посуда

а - мерная колба; б – пипетки; в – бюретка.

Объемные бюретки – это стеклянные трубки с несколько оттянутым нижним концом или снабженным краном. На наружной стенке по всей длине бюретки нанесены деления в 0,1мл. К оттянутому концу бескрановой пипетки с помощью резиновой трубки закладывают стеклянную бусинку. Бюретку заполняют жидкостью через воронку. Затем открывают кран и зажим, чтобы заполнить раствором часть бюретки, расположенной ниже крана или зажима до нижнего конца капилляра. Бюретку заполняют так, чтобы вначале уровень жидкости был несколько выше нулевого деления шкалы. Затем, осторожно приоткрывая кран, устанавливают уровень жидкости на нулевое деление. Каждое титрование следует начинать только после заполнения бюретки до нуля.

Для менее точного измерения объемов жидкости используют мерные цилиндры и мензурки (рис.2)

Рис. 2 Мерные цилиндры и мензурка

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ОПЫТ 1. ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРА ХЛОРИДА НАТРИЯ С ЗАДАННОЙ МАССОВОЙ ДОЛЕЙ СОЛИ (%) РАЗБАВЛЕНИЕМ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО РАСТВОРА.

Как известно, плотность - это масса вещества в единице объема, ρ =m/v. Зная плотность, можно по таблице определить массовую долю (%) раствора.

Определить плотность раствора можно многими способами. Из них наиболее простой и быстрый – с помощью ареометра (рис.3).

Его применение основано на том, что плавающее тело погружается в жидкость до тех пор, пока масса вытесненной им жидкости не станет равна массе самого тела (закон Архимеда). В расширенной нижней части ареометра помещен груз, на верхней узкой части – шейке - нанесены деления, указывающие плотность жидкости, в которой плавает ареометр. Концентрацию исследуемого раствора находят, пользуясь табличными данными о плотности в зависимости от концентрации раствора. Плотность водных растворов хлорида натрия приведена в табл.1.

Рис. 3 Ареометр и отсчет по его шкале

Выполнение опыта. В мерный цилиндр наливают раствор хлорида натрия и ареометром определяют его плотность. По таблице 1 находят концентрацию исходного раствора [ в % (масс) ].

Таблица 1.

Плотность и процентное содержание растворов хлорида натрия.

Концентрация, %	Плотность*10 -3 , кг/м 3 , при температуре	Концентра-ция, %	Плотность*10 -3 , кг/м 3 , при температуре
Концентрация, %		Концентра-ция, %

Рассчитывают, сколько миллилитров исходного раствора и воды следует взять для приготовления 250мл 5% раствора. Воду отмерить цилиндром и вылить в мерную колбу объемом 250мл. Исходный раствор поваренной соли отмеряют цилиндром на 100 мл и вливают в колбу с водой. Раствор в колбе перемешивают. Цилиндр ополаскивают небольшим объемом раствора из колбы, который затем присоединяют к общей массе раствора в колбе. Проверить плотность и концентрацию полученного раствора. Рассчитать относительную ошибку δ отн

δ отн =

%,

где С – заданная концентрация

С 1 - полученная концентрация.

Сделайте расчет молярной концентрации молярной концентрации эквивалентов и титра, приготовленного раствора. Результаты запишите в таблицу 2.

Таблица 2.

Опытные данные

Заданная массовая доля, (%)	Плотность, ρ, кг/м 3	Рассчитанные массы компонентов, г	Плотность экспериментальная,	Экспериментальные концентрации

					с эк, н	T, г/мл

ПРИМЕР 1.Приготовить 0,5 л 20% раствора H 2 SO 4 , исходя из концентрированного раствора, плотность которого 1,84 г/см 3 .

По таблице находим, что плотности 1,84 г/см 3 соответствует кислота с содержанием 96% H 2 SO 4 , а 20% раствору соответствует кислота с плотностью 1,14 г/см 3 .

Вычислим количества исходной кислоты и воды требующиеся для получения заданного объема раствора.

Масса его составляет 500 1,14 = 570 г, а содержание в нем H 2 SO 4 равно

г.

Вычислим, в каком объеме исходной 96% кислоты содержится 114г H3SO4:

1мл исходной кислоты содержит

г H 2 SO 4

х мл исходной кислоты содержит 114 г H 2 SO 4

мл

Таким образом, для приготовления 500мл 20% раствора H 2 SO 4 необходимо взять 64,6мл 96% раствора.

Количество воды определяется как разность весов полученного исходного раствора, а именно мл

ОПЫТ 2 . ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРА ЗАДАННОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ СМЕШИВАНИЕМ РАСТВОРОВ БОЛЕЕ ВЫСОКОЙ И БОЛЕЕ НИЗКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ.

Раствор можно готовить непосредственно вводя рассчитанное количество вещества в растворитель или путем разбавления более концентрированных растворов до требуемого значения концентрации.

ПРИМЕР 2. Приготовить 100г 36% раствора H 3 PO 4 , смешав 44% и 24% растворы этой кислоты.

I СПОСОБ РАСЧЕТА:

Обозначим через х количество граммов 44% раствора, которое следует добавить к (100-х) граммам 24% раствора для получения 100г 36% раствора H 3 PO 4 . Составим уравнение:

откуда

Следовательно, необходимо взять 60г 44% раствора

и 100-х = 40г 24% раствора.

II СПОСОБ РАСЧЕТА:

Он называется "правилом креста". Если в левый угол воображаемого прямоугольника поместить более высокую концентрацию – 44, а в нижний левый – меньшую концентрацию –24, а в центре - концентрацию получаемого смешанного раствора – 36 и затем вычесть по диагонали из большего числа меньшее, то отношение разностей 12: 8 = 3: 2 покажет в каком весовом соотношении следует смешать исходные растворы для получения раствора заданной концентрации.

Так, для получения 100г 36% раствора достаточно смешать 60г 44% раствора и 40г 24% раствора.

Определив по таблице плотности исходных растворов – 1,285 г/см 3 (для 24% раствора) находим, что объемы их соответственно составляют:

мл 44% раствора H 3 PO 4

мл 24% раствора H 3 PO 4

В общей форме "правило креста" имеет вид^

где а и в соответственно большая и меньшая исходные концентрации;

с - концентрация смешанного раствора;

- показывает, в каком массовом соотношении следует смешать исходные растворы.

Выполнение опыта. Приготовить 250 мл 10 % раствора хлорида натрия, имея в своем распоряжении 15 % и 5 % раствор NaCl.

Учитывая плотности приготовляемого и исходных растворов рассчитать объемы 15 % и 5 % раствора (см. пример 2). Отмерить вычисленные объемы исходных растворов, слить в колбу на 250мл, закрыть колбу пробкой и тщательно перемешать раствор, перевернув колбу несколько раз вверх дном. Отлить часть раствора в цилиндр, измерить ареометром плотность приготовленного раствора и по табл.1 найти его концентрацию (в %). Установить расхождение практически полученной концентрации с заданной. Рассчитать относительную ошибку δ отн.

ОПЫТ 3 . ПРИГОТОВЛЕНИЕ ВОДНОГО РАСТВОРА ХЛОРИДА НАТРИЯ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ И РАСЧЕТ НАВЕСКИ.

Получить навеску соли хлорида натрия у преподавателя. При помощи воронки перенести данную навеску в мерную колбу емкостью 250 мл. Промывалкой обмыть внутреннюю часть воронки небольшим количеством воды. Растворить соль в воде. Затем, добавляя воду небольшими порциями, довести уровень воды в колбе до метки, закрыть колбу пробкой и тщательно перемешать, переворачивая вверх дном. Замерить плотность полученного раствора ареометром. Для этого раствор перелить в мерный цилиндр. Уровень жидкости должен быть ниже края цилиндра на 3-4 см. Осторожно опустите ареометр в раствор. Ареометр не должен касаться стенок цилиндра. Отсчет плотности по уровню жидкости производите сверху вниз. По таблице 1 найдите и запишите массовую долю (в %) раствора, отвечающую этой плотности. Рассчитать количество хлорида натрия взятого для приготовления 250 мл раствора.

работыЛабораторная работа

М Г Т У и м е н и Н. Э. Б а у м а н а Лабораторная работа по химии . «Определение молярной массы эквивалента металла». ... определять по нижнему краю мениска воды. После проведения этих приготовлений прибора к работе ...

Лабораторная работа по химии « d - металлы» часть ii

Лабораторная работа

И м е н и Н. Э. Б а у м а н а Лабораторная работа по химии . «d - металлы». Часть II Выполнила: Косяк... 2004 М О С К В А 2 0 0 4 Цель работы . Ознакомиться с такими металлами как железо... 3 ячейки капельного планшета поместим по 1 капле светло - салатового...

Приготовление растворов заданной массовой концентрации растворенного вещества. Растворы готовят в специальной мерной посуде: мерных колбах, мерных цилиндрах, градуированных стаканах (рис. 1, 2).

С помощью технических или аналитических весов (в зависимости от заданной точности приготовления) отвешивают расчетное количество твердого вещества, переносят в мерную посуду, растворяют в небольшом количестве воды и доливают дистиллированную воду до отметки заданного объема (доводят до метки). Растворы можно готовить также разбавлением более концентрированных растворов.

Рис. 1. Мерные колбы (а), пипетки (б)

Рис. 2. Мерный цилиндр (а), мерный стакан (мензурка) (б)

Пример 1 . Приготовить 0,5 дм 3 15 г/дм 3 раствора гидроксида натрия. Рассчитаем массу вещества по уравнению (1)

Навеску 7,5 г растворяем в мерной колбе на 500 см 3 .

Приготовление растворов с заданной массовой долей . Растворы готовят в химически стойкой посуде без градуировки объема. С помощью технических или аналитических весов отвешивают расчетное количество твердого вещества, переносят в мерную посуду и растворяют в расчетном количестве воды. Такие растворы можно готовить разбавлением концентрированных или смешением концентрированных и более разбавленных (или воды) растворов.

Пример 2 . Приготовить 500 г 5% раствора гидроксида натрия. По уравнению (2) рассчитаем массу NaOH

Масса воды равна

Таким образом, для приготовления раствора надо растворить 25 г твердого NaOH в 475 г воды.

Пример 3 . Приготовить 3 кг 30% раствора серной кислоты из 95% и 10% раствора. Для приготовления необходимо рассчитать массы обоих растворов. Ранее для этого рекомендовали использовать правило «креста», в настоящее время с развитием вычислительной техники проще решить систему двух уравнений или воспользоваться готовой формулой. Введем обозначения x – необходимая масса 95% кислоты; y - необходимая масса 10% кислоты; m – масса конечного раствора, С%(1) – массовая доля 95% кислоты; С%(2) – массовая доля 10% кислоты; С%(к) – массовая доля приготовляемой кислоты.

Сумма масс кислоты в исходных растворах равна массе кислоты в конечном растворе, сумма масс растворов исходных кислот равна массе приготовляемой кислоты. Тогда получим систему из двух уравнений

; .

Подставив численные значения, получим:

х = 706 г; y = 2294 г.

Часто удобнее пользоваться не массой, а объемом растворов. В этом случае по справочнику определяют плотность исходных растворов и рассчитывают их объемы:

Для 95% кислоты ;

Для 10% кислоты ; .

Таким образом, для приготовления 3 кг 30% раствора серной кислоты необходимо отмерить 385 см 3 95% кислоты и прибавить 2152 см 3 10% кислоты.

Если в качестве второго раствора берут чистую воду, то принимают С%(2) = 0.

Приготовление растворов с заданной молярной концентрацией или молярной концентрацией эквивалента. Растворы готовят в специальной мерной посуде: мерных колбах, мерных цилиндрах (рис. 1, 2). С помощью технических или аналитических весов отвешивают расчетное количество твердого вещества, переносят в мерную посуду, растворяют в небольшом количестве воды и доливают дистиллированную воду до отметки заданного объема (доводят до метки). Такие растворы можно готовить также разбавлением более концентрированных растворов.

Пример 4 . Приготовить 250 см 3 раствора NaOH с концентрацией 0,5 н из 10% раствора, r = 1,11 г/см 3 .

Массу NaOH, необходимую для приготовления раствора рассчитаем из уравнения (3)

Такая же масса NaOH должна содержаться в пробе 10% раствора

Приравняв правые части уравнений получим

Рассчитаем объем раствора

Таким образом, для приготовления раствора необходимо в мерную колбу на 250 см 3 отмерить 45,05 см 3 раствора NaOH с концентрацией 10%, довести до метки дистиллированной водой, и перемешать.

Лабораторная работа №9

Цель работы: приобретение навыков приготовления растворов заданной концентрации, выраженной различными способами, из сухой соли или более концентрированного раствора.

Оборудование и реактивы: конические колбы на 250 мл , технохимические весы, фильтровальная бумага, мерные цилиндры, набор ареометров, мерные колбы на 100 мл , сухие соли, например NaCI, KCI, Na 2 CO 3 , BaCI 2 , CaCI 2 , CuSO 4 .

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЯСНЕНИЯ

Концентрация раствора- это относительное содержание растворенного вещества в растворе. Для выражения концентрации растворов существует два способа.

I. долевой способ:

а) массовая доля вещества ω , безразмерная величина или выражается в процентах, вычисляют по формуле

где m(в-ва) , масса вещества, г ;

m(р-ра) , масса раствора, г.

б) мольная доля χ

где ν(в-ва) , количество вещества, моль ;

ν 1 +ν 2 +…, сумма количеств всех веществ в растворе, моль .

в) объемная доля φ , величина безразмерная или выражается в процентах, вычисляют по формуле

где V(в-ва) , объем вещества, л ;

V(смеси) , объем смеси, л .

II. концентрационный способ:

а) молярная концентрация C M , моль/л , вычисляют по формуле

где ν(в-ва) , количество вещества, моль ;

V(р-ра) , объем раствора, л.

б) нормальная концентрация С Н , моль/л , вычисляют по формуле

или

где ν(экв) , количество вещества эквивалента, моль ;

V(р-ра) , объем раствора, л ;

Z , фактор эквивалентности.

в) моляльная концентрация С b , моль/кг , вычисляют по формуле

где ν(в-ва) , количество вещества, моль ;

m(р-ля) , масса растворителя, кг.

г) титр Т , г/мл , вычисляют по формуле

где m(в-ва) , масса вещества, г ;

V(р-ра) , объем раствора, мл.

Обычно вызывает затруднение изучение свойств растворов (осмос и осмотическое давление, понижение давления насыщенного пара, понижение температуры кристаллизации и повышение температуры кипения растворов), а также свойств растворенных веществ - растворимости и произведения растворимости.

Осмос- это односторонняя диффузия веществ из растворов через полупроницаемую мембрану, разделяющую раствор и чистый растворитель или два раствора различной концентрации.

В системе растворитель-раствор молекулы растворителя могут перемещаться через перегородку в обоих направлениях. Но число молекул растворителя, переходящих в раствор в единицу времени, больше числа молекул, перемещающихся из раствора в растворитель.

Давление, которое надо приложить, чтобы скорости обоих процессов были равными, называют осмотическим.

Растворы, характеризующиеся одинаковым осмотическим давлением, называются изотоническими.

Осмотическое давление определяют согласно закону Вант-Гоффа

где ν , количество вещества, моль ;

R , газовая постоянная, равная 8,314 Дж/(моль·К);

Т , абсолютная температура, К ;

V , объем раствора, м 3

Относительное понижение давления пара растворителя над раствором согласно закону Рауля выражается соотношением

где P 0 , давление пара над чистым растворителем;

P , давление пара растворителя над раствором;

n , количество растворенного вещества, моль ;

N , количество растворителя, моль .

Повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания растворов по сравнению с чистым растворителем, согласно закону Рауля, пропорциональны моляльной концентрации растворенного вещества неэлектролита

∆ Т= КС b

где С b , моляльная концентрация, моль/кг ;

К , коэффициент пропорциональности.

В случае повышения температуры кипения раствора К называется эбулиоскопической константой, в случае понижения температуры замерзания- криоскопической константой. Эти константы, численно различные для одного и того же растворителя, характеризуют повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания одномоляльного раствора, т.е. при растворении 1 моль нелетучего неэлектролита в 1000 г растворителя.

Растворимость S показывает, сколько граммов вещества может раствориться в 100 г воды при данной температуре. Растворимость твердых веществ с ростом температуры, как правило, возрастает, а для газообразных веществ – уменьшается.

Для перехода от массы раствора к его объему и наоборот нужно знать величину плотности. Плотность выражается в г/см 3 (г/мл) , кг/м 3 , г/л , и др. Для приближенного и быстрого определения плотности служит ареометр или денсиметр (см. рис. 1).

Ареометр представляет собой поплавок с дробью и узкой трубкой. На трубке имеется шкала, проградуированная в единицах плотности. Ареометр погружается в различные жидкости или растворы различной концентрации на разную глубину. При этом вытесняются различные объемы жидкостей, но массы их всегда одинаковы, они равны массе ареометра.

В состоянии равновесия выталкивающая сила, действующая на ареометр, уравновешивается силой тяжести: F выт. = mg или р ж· V·g = mg , отсюда V = m/р ж ,. Итак, объем вытесненной жидкости (или глубина погружения) обратно пропорционален плотности жидкости р ж . На этом и основано измерение плотности ареометром.

Жидкость наливают в чистый цилиндр. Из набора выбирают ареометр, который погружается на такую глубину, чтобы уровень жидкости в цилиндре находился в пределах шкалы ареометра. Ареометр не должен касаться дна и стенок цилиндра. Показания следует снимать по нижнему краю мениска в случае прозрачной жидкости, и по верхнему - в случае непрозрачной. Зная плотность раствора, по специальным таблицам (см. табл. 1) можно определить массовую долю раствора, и наоборот, зная концентрацию раствора, определить его плотность.

Рис. 1. Определение плотности жидкости при помощи ареометра

Таблица 1

Массовая доля (ω%) и плотность (р) растворов солей при 20°C

ω%	р, г/см 3
СаСI 2	NaCI	CuSO 4	KCI	Na 2 СO 3	ВаСI 2
	1,0070	1,0053	1,009	1,0046	1,009	-
	1,0148	1,0125	1,019	1,0110	1,019	1,016
	1,0316	1,0226	1,040	1,0239	1,040	1,034
	1,0486	1,0413	1,062	1,0369	1,061	1,053
	1,0659	1,0559	1,084	1,0500	1,082	1,072
	1,0835	1,0707	1,107	1,0633	1,103	1,092
	1,1015	1,0857	1,131	1,0768	1,085	1,113
	1,1198	1,1009	1,155	1,0905	1,101	1,134

Если в таблице отсутствует необходимое значение величины, то применяют метод интерполяции (нахождение промежуточного значения величины по известным крайним значениям). В данном случае применяется линейная интерполяция: считается, что в узких интервалах зависимость между плотностью и концентрацией линейна. Это является, в некоторой степени, приближением. В действительности возможны и отклонения от линейности.

Допустим, нужно определить плотность 2,3% раствора хлорида натрия. Такой концентрации в таблице нет. Ближайшие значения массовой доли - 2% и 4% , им соответствуют плотности растворов 1,0125 г/см 3 и 1,0226 г/см 3 . Следовательно, при изменении концентрации на 2% , плотность раствора изменится на 1,0226-1,0125=0,0101 г/см 3 . Составив пропорцию, найдем, как изменится плотность при изменении концентрации на 0,3% :

2% - 0,0101 г/см 3

0,3% - х г/см 3

Из пропорции х=0,0015 г/см 3 . Прибавив эту величину к значению плотности 2%- ного раствора, получим плотность 2,3%- ного раствора: 1,0125+0,0015=1,0140 г/см 3 .

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ

Опыт 1 Приготовление раствора с заданной массовой долей соли

Получите у преподавателя задание и рассчитайте, сколько граммов соли и миллилитров воды потребуется для приготовления раствора заданной концентрации.

Покажите расчеты преподавателю и получите разрешение на проведение опыта.

Взвесьте на технохимических весах нужную массу соли и высыпьте ее в коническую колбу на 250 мл . Отмерьте цилиндром необходимый объем воды и влейте его в колбу с солью. Перемешивайте содержимое колбы до полного растворения соли.

Перелейте в цилиндр приготовленный раствор. При помощи ареометра измерьте его плотность р эксп. . Найдите по табл. 1 плотность раствора р табл ., соответствующую заданной концентрации.

Вычислите относительную ошибку опыта:

Рассчитайте молярную концентрацию, молярную концентрацию эквивалента, моляльную концентрацию и титр приготовленного раствора. Результаты опыта и расчетов сведите в табл. 2.

Таблица 2 Результаты опыта 1

Опыт 2 Приготовление раствора с заданной массовой долей из более

концентрированного раствора

В качестве более концентрированного раствора используется раствор, приготовленный в опыте 1.

Получите у преподавателя задание. Определите плотность заданного раствора по табл. 1. Рассчитайте объем более концентрированного раствора соли и объем воды, необходимые для приготовления раствора заданной концентрации.

Покажите расчеты преподавателю и получите разрешение на выполнение опыта.

Отмерьте цилиндром рассчитанный объем более концентрированного раствора соли и долейте водой до необходимого объема. Приготовленный раствор тщательно перемешайте, переливая из цилиндра в колбу и обратно. При помощи ареометра измерьте плотность раствора р эксп. . Вычислите относительную ошибку опыта аналогично опыту 1 . Результаты опыта сведите в табл. 3.

Таблица 3

Результаты опыта 2

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Пример 1 Массовая доля растворенного вещества.

Определите массовую долю в (%) хлорида калия в растворе, содержащем 0,053 кг KCI в 0,5 л раствора, плотность которого 1063 кг/м 3 .

Решение

Массовую долю вещества находим по формуле

где m(в-ва) , масса вещества, г ;

m(р-ра) , масса раствора, г.

Масса раствора равна произведению объема раствора V на его плотность ρ

m=Vρ , тогда

массовая доля хлорида калия в растворе равна:

Пример 2 Молярная концентрация раствора.

Какова масса NaOH, содержащегося в 0,2 л раствора, если молярная концентрация раствора 0,2 моль/л?

Решение

Молярную концентрацию вещества находят по формуле

где ν(в-ва) , количество вещества, моль ;

V(р-ра) , объем раствора, л.

Количество вещества ν вычисляют по формуле

где m , масса вещества, г ;

М , молярная масса вещества, г/моль .

Тогда масса NaOH, содержащегося в растворе, равна

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://allbest.ru

Лабораторная работа

ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРОВ ЗАДАННОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Растворы играют важную роль в живой и неживой природе, а также в науке и технике.

Раствор - это гомогенная многокомпонентная система, в которой одно вещество распределено в среде другого или других веществ.

Растворы могут быть в газообразном (воздух), жидком и твердом (сплавы, цветные стекла) агрегатных состояниях. Чаще всего приходится работать с жидкими растворами.

1. Массовая доля - отношение массы данного компонента в растворе к общей массе этого раствора. Массовая доля может быть выражена в долях единицы, процентах (%), промилле (тысячная часть %) и в миллионных долях (млн? 1). Массовая доля данного компонента, выраженная в процентах, показывает, сколько граммов данного компонента cодержится в 100 г раствора.

2. Массовая концентрация - отношение массы компонента, содержащегося в растворе, к объему этого раствора. Единицы измерения массовой концентрации _ кг/м 3 , г/л.

3. Титр Т - число граммов растворенного вещества в 1 мл раствора. Единицы измерения титра - г/мл, кг/см 3 .

4. Молярная концентрация с - отношение количества вещества (в молях), содержащегося в растворе, к объему раствора. Единицы измерения - моль/м 3 , (моль /л). Раствор, имеющий концентрацию 1 моль/л, обозначают 1 М; 0,5 моль/л, обозначают 0,5 М.

5. Молярная концентрация эквивалентов с эк (нормальная концентрация) -это отношение количества вещества эквивалентов (моль) к объему раствора (л). Единица измерения нормальной концентрации моль/л. Например, с эк (KOH) = 1 моль/л, с эк (1/2H 2 SO 4) = 1 моль/л, с эк (1/3 AlCl 3) = 1 моль/л. Раствор в 1 л которого содержится 1 моль вещества эквивалентов, называют нормальным и обозначают 1 н.

6. Моляльность b - это отношение количества растворенного вещества (в молях) к массе m растворителя. Единица измерения моляльности - моль/кг. Например, b (HCl/H 2 O) = 2 моль/кг.

7. Молярная доля - отношение числа молей растворенного вещества к общему числу молей вещества и растворителя. Молярная доля может быть выражена в долях единицы, процентах (%), промилле (тысячная часть %) и в миллионных долях (млн -1).

Для приготовления растворов определенной концентрации, для точного измерения объемов применяют мерную посуду: мерные колбы , пипетки ибюретки .

Мерные колбы - тонкостенные плоскодонные сосуды с длинным узким горлом, на котором нанесена метка в виде кольцевой черты. На каждой колбеобозначены ее емкость и температура, при которой эта емкость измерена. Колба должна плотно закрываться пробкой (рис.1).

Пипетки используют для отбора определенного объема пробы жидкости.

Пипетки Мора представляют собой стеклянные трубки с расширением посередине. Нижний конец оттянут в капилляр, на верхнем конце нанесена метка, до которой следует набирать измеряемую жидкость. На пипетке указана объемность. Широко применяют также градуированные пипетки различной емкости, на наружной стенке которых нанесены деления. Для наполнения пипетки нижний конец ее опускают в жидкость и втягивают последнюю при помощи груши или специального приспособления. Жидкость набирают так, чтобы она поднялась на 2-3 см выше метки, затем быстро закрывают верхнее отверстие указательным пальцем правой руки, придерживая в то же время пипетку большим и средним пальцами. Затем ослабляют нажим указательного пальца, в результате чего жидкость будет медленно вытекать из пипетки. В тот момент, когда нижний мениск (уровень) жидкости окажется на одном уровне с меткой, палец снова прижимают. Введя пипетку в сосуд, отнимают указательный палец и дают жидкости стечь по стенке сосуда. После того, как жидкость вытечет, пипетку держат еще 5секунд прислоненной к стенке сосуда, слегка поворачивая вокруг оси.

Бюретки применяют при титровании, для измерения точных объемов и т.д.

Рис. 1 Мерная посуда

а - мерная колба; б - пипетки; в - бюретка.

Объемные бюретки - это стеклянные трубки с несколько оттянутым нижним концом или снабженным краном. На наружной стенке по всей длине бюретки нанесены деления в 0,1 мл. К оттянутому концу бескрановой пипетки с помощью резиновой трубки закладывают стеклянную бусинку. Бюретку заполняют жидкостью через воронку. Затем открывают кран и зажим, чтобы заполнить раствором часть бюретки, расположенной ниже крана или зажима до нижнего конца капилляра. Бюретку заполняют так, чтобы вначале уровень жидкости был несколько выше нулевого деления шкалы. Затем, осторожно приоткрывая кран, устанавливают уровень жидкости на нулевое деление. Каждое титрование следует начинать только после заполнения бюретки до нуля.

Для менее точного измерения объемов жидкости используют мерные цилиндры и мензурки (рис.2)

Рис. 2 Мерные цилиндры и мензурка

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Опыт 1. Приготовление раствора хлорида натрия с заданной массовой долей соли (%) разбавлением концентрированного раствора

Как известно, плотность - это масса вещества в единице объема, с = m /v . Зная плотность, можно по таблице определить массовую долю (%) раствора.

Определить плотность раствора можно многими способами. Из них наиболее простой и быстрый - с помощью ареометра (рис.3).

Его применение основано на том, что плавающее тело погружается в жидкость до тех пор, пока масса вытесненной им жидкости не станет, равна массе самого тела (закон Архимеда). В расширенной нижней части ареометра помещен груз, на узкой верхней части - шейке - нанесены деления, указывающие плотность жидкости, в которой плавает ареометр. Концентрацию исследуемого раствора находят, пользуясь табличными данными о плотности в зависимости от концентрации раствора. Плотность водных растворов хлорида натрия приведена в табл.1.

Рис. 3 Ареометр и отсчет по его шкале

Выполнение опыта. В мерный цилиндр наливают раствор хлорида натрия и ареометром определяют его плотность.

По таблице 1 находят концентрацию исходного раствора [ в % (масс) ].

Таблица 1.

Плотность и процентное содержание растворов хлорида натрия.

Концентрация, %	Плотность*10 -3 , кг/м 3 , при температуре	Концентрация, %	Плотность*10 -3 , кг/м 3 , при температуре

Рассчитывают, сколько миллилитров исходного раствора и воды следует взять для приготовления 250 мл 5% раствора.

Воду отмерить цилиндром и вылить в мерную колбу объемом 250мл. Исходный раствор поваренной соли отмеряют цилиндром на 100 мл и вливают в колбу с водой.

Раствор в колбе перемешивают. Цилиндр ополаскивают небольшим объемом раствора из колбы, который затем присоединяют к общей массе раствора в колбе. Проверить плотность и концентрацию полученного раствора. Рассчитать относительную ошибку д отн

где С - заданная концентрация,

С 1 - полученная концентрация.

Таблица 2.

Опытные данные

Вычислим количества исходной кислоты и воды, требующиеся для получения заданного объема раствора.

Масса его составляет 500 1,14 = 570 г, а содержание в нем H 2 SO 4 равно

Вычислим, в каком объеме исходной 96% кислоты содержится 114 г H 2 SO 4:

1 мл исходной кислоты содержит г H 2 SO 4

х мл исходной кислоты содержит 114 г H 2 SO 4

Таким образом, для приготовления 500мл 20% раствора H 2 SO 4 необходимо взять 64,6 мл 96% раствора.

Количество воды определяется как разность весов полученного исходного раствора, а именно мл

Опыт 2 . Приготовление раствора заданной концентрации смешиванием растворов более высокой и более низкой концентрации

Раствор можно готовить, непосредственно вводя рассчитанное количество вещества в растворитель, или путем разбавления более концентрированных растворов до требуемого значения концентрации.

ПРИМЕР 2. Приготовить 100г 36% раствора H 3 PO 4 , смешав 44% и 24% растворы этой кислоты.

I СПОСОБ РАСЧЕТА:

Следовательно, необходимо взять 60г 44% раствора и 100 - х = 40г 24% раствора.

II СПОСОБ РАСЧЕТА:

Он называется "правилом креста".

Если в левый угол воображаемого прямоугольника поместить более высокую концентрацию - 44, а в нижний левый - меньшую концентрацию -24, а в центре - концентрацию получаемого смешанного раствора - 36 и затем вычесть по диагонали из большего числа меньшее, то отношение разностей 12: 8 = 3: 2 покажет в каком весовом соотношении следует смешать исходные растворы для получения раствора заданной концентрации.

Так, для получения 100г 36% раствора достаточно смешать 60г 44% раствора и 40 г 24% раствора.

Определив по таблице плотности исходных растворов - 1,285 г/см 3 (для 24% раствора) находим, что объемы их соответственно составляют:

мл 44% раствора H 3 PO 4

мл 24% раствора H 3 PO 4

В общей форме "правило креста" имеет вид:

где а и в соответственно большая и меньшая исходные концентрации;

с - концентрация смешанного раствора;

Показывает, в каком массовом соотношении следует смешать исходные растворы.

Выполнение опыта. Приготовить 250 мл 10 % раствора хлорида натрия, имея в своем распоряжении 15 % и 5 % раствор NaCl.

Учитывая плотности приготовляемого и исходных растворов рассчитать объемы 15 % и 5 % раствора (см. пример 2). Отмерить вычисленные объемы исходных растворов, слить в колбу на 250 мл, закрыть колбу пробкой и тщательно перемешать раствор, перевернув колбу несколько раз вверх дном. Отлить часть раствора в цилиндр, измерить ареометром плотность приготовленного раствора и по табл.1 найти его концентрацию (в %). Установить расхождение практически полученной концентрации с заданной. Рассчитать относительную ошибку д отн.

Опыт 3 . Приготовление водного раствора хлорида натрия. Определение массовой доли и расчет навески

раствор ареометр титрование

Для этого раствор перелить в мерный цилиндр. Уровень жидкости должен быть ниже края цилиндра на 3-4 см. Осторожно опустите ареометр в раствор. Ареометр не должен касаться стенок цилиндра. Отсчет плотности по уровню жидкости производите сверху вниз. По таблице 1 найдите и запишите массовую долю (в %) раствора, отвечающую этой плотности. Рассчитать количество хлорида натрия взятого для приготовления 250 мл раствора.

ПРИМЕР. Пусть плотность приготовленного раствора хлорида натрия с=1,0053г/см 3 . Это соответствует 1% концентрации раствора. Следовательно, в100г раствора содержится 1г NaCl. Определим массу 250 мл раствора

Исходя из того, что в 100г раствора содержится 1г NaCl, узнаем, сколько грамм NaCl содержится в 201,315г раствора:

100 г раствора - 1 г NaCl

201,315 г раствора - х г NaCl

Таким образом, была взята навеска NaCl массой 2,0131 г.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Изучение процессов превращения поваренной соли, выражающихся в растворении и кристаллизации. Понятие насыщенного и ненасыщенного раствора. Приготовление солевых растворов, наблюдение за процессом кристаллизации, информация о строении кристаллов.

практическая работа , добавлен 12.03.2012

Приготовление растворов полимеров: процесс растворения полимеров; фильтрование и обезвоздушивание растворов. Стадии производства пленок раствора полимера. Общие требования к пластификаторам. Подготовка раствора к формованию. Образование жидкой пленки.

курсовая работа , добавлен 04.01.2010

Примеры работы в титриметрическом анализе. Подготовка посуды, соизмерение мерной колбы и пипетки. Приготовление раствора в мерной колбе и отбор аликвотной части. Приготовление титрованных растворов. Подготовка бюретки и взятие навески, титрование.

методичка , добавлен 20.12.2010

Характеристика процесса ионного произведения воды. Определение рН раствора при помощи индикаторов и при помощи универсальной индикаторной бумаги. Определение рН раствора уксусной кислоты на рН-метре. Определение рН раствора гидроксида натрия на рН-метре.

лабораторная работа , добавлен 18.12.2011

Рассмотрение теоретических сведений о парциальных мольных свойствах компонентов раствора. Определение объема, энтропии, энтальпии и теплоемкости в бинарном растворе. Вычисление плотности масс водных растворов исследуемого вещества различной концентрации.

методичка , добавлен 24.05.2012

Методика определения объема аммиака, необходимого для получения раствора данной концентрации. Вычисление произведения растворимости соли. Расчет жесткости воды, потенциалов электронов. Термодинамическая вероятность протекания электрохимической коррозии.

контрольная работа , добавлен 29.11.2013

Константы и параметры, определяющие качественное (фазовое) состояние, количественные характеристики растворов. Виды растворов и их специфические свойства. Способы получения твердых растворов. Особенности растворов с эвтектикой. Растворы газов в жидкостях.

реферат , добавлен 06.09.2013

Физические методы анализа аминокислот. Экспериментальное получение спектров пропускания растворов, выделение спектров поглощения с учётом пропускания кюветы и потерь на отражение. Зависимость максимума полосы поглощения от концентрации раствора.

контрольная работа , добавлен 19.02.2016

Порядок взаимодействия натрия и магния с водой в обычных условиях и в кристаллизаторе. Правила приготовления растворов с заданной молярной концентрацией массовой долей растворенного вещества. Получение хлорной воды, хлороводорода реакцией обмена.

лабораторная работа , добавлен 02.11.2009

Выделение серебра из отработанных фотографических растворов путем электролиза. Метод, сорбирующий ионы серебра из растворов. Химические методы регенерации серебра. Осаждение труднорастворимой соли сульфида серебра. Восстановление серебра металлами.

ТЕМА: Растворы. Способы выражения концентрации. Приготовление раствора заданной концентрации.

Цель : Научиться навыкам проведения расчетов, необходимых для приготовления растворов различных концентраций и умению готовить такие растворы.

Задачи :

1. Ознакомиться со способами выражения концентрации растворов.

2. Разобрать обучающие задачи по расчету концентрации растворов.

3. Подготовиться к лабораторной работе «Приготовление раствора соли заданной концентрации».

Студент должен знать :

1. до изучения темы: Понятия массовой доли, количества вещества, концентрации раствора и их взаимную связь.

2. после изучения темы: Понятия: раствор, растворитель, растворенное вещество; особенности структуры воды в жидком и твердом состояниях; растворимость твердых веществ, газов в воде; факторы, влияющие на растворимость; способы выражения концентрации растворов: по растворению точной навески (объема) сухого вещества, кристаллогидрата, газа; из концентрированного раствора путем его разбавления; из разбавленного раствора путем его концентрирования.

Студент должен уметь : Проводить необходимые расчеты для приготовления раствора с заданной концентрацией раствора. Пользоваться аналитическими весами, мерной посудой (пипетки, бюретки, мерные пробирки, цилиндры, мензурки) и химическими приборами (ареометр).

Теоретическое введение

Растворы играют важную роль в живой и неживой природе, а также в науке и технике.

Раствор – это гомогенная многокомпонентная система, в которой одно вещество распределено в среде другого или других веществ.

1. Массовая доля – отношение массы данного компонента в растворе к общей массе этого раствора. Массовая доля может быть выражена в долях единицы, процентах (%), промилле (тысячная часть %) и в миллионных долях (млнˉ1). Массовая доля данного компонента, выраженная в процентах, показывает, сколько граммов данного компонента содержится в 100 г раствора.

2. Массовая концентрация – отношение массы компонента, содержащегося в растворе, к объему этого раствора. Единицы измерения массовой концентрации кг/м 3 , г/л.

3. Титр Т – число граммов растворенного вещества в 1 мл раствора. Единицы измерения титра – г/мл, кг/см 3 .

4. Молярная концентрация с – отношение количества вещества (в молях), содержащегося в растворе, к объему раствора. Единицы измерения - моль/м 3 , (моль /л). Раствор, имеющий концентрацию 1 моль/л, обозначают 1М; 0,5 моль/л, обозначают 0,5 М.

5. Молярная концентрация эквивалентов сэк (нормальная концентрация) – это отношение количества вещества эквивалентов (моль) к объему раствора (л). Единица измерения нормальной концентрации моль/л. Например, сэк(KOH) = 1 моль/л, сэк(1/2H2SO4) = 1 моль/л, сэк(1/3 AlCl 3) = 1 моль/л. Раствор в 1 л которого содержится 1 моль вещества эквивалентов, называют нормальным и обозначают 1 н.

6. Моляльность b - это отношение количества растворенного вещества (в молях) к массе m растворителя. Единица измерения моляльности - моль/кг. Например, b(HCl/H2O) = 2 моль/кг.

7. Молярная доля – отношение числа молей растворенного вещества к общему числу молей вещества и растворителя. Молярная доля может быть выражена в долях единицы, процентах (%), промилле (тысячная часть %) и в миллионных долях (млн-1).

Мерные колбы – тонкостенные плоскодонные сосуды с длинным узким горлом, на котором нанесена метка в виде кольцевой черты. На каждой колбе обозначены ее емкость и температура, при которой эта емкость измерена. Колба должна плотно закрываться пробкой (рис.1).

Рис. 1 Мерная посуда

а - мерная колба; б – пипетки; в – бюретка.

Пипетки используют для отбора определенного объема пробы жидкости.

Пипетки Мора представляют собой стеклянные трубки с расширением посередине. Нижний конец оттянут в капилляр, на верхнем конце нанесена метка, до которой следует набирать измеряемую жидкость. На пипетке указана объемность.

Широко применяют также градуированные пипетки различной емкости, на наружной стенке которых нанесены деления. Для наполнения пипетки нижний конец ее опускают в жидкость и втягивают последнюю при помощи груши или специального приспособления. Жидкость набирают так, чтобы она поднялась на 2-3 см выше метки, затем быстро закрывают верхнее отверстие указательным пальцем правой руки, придерживая в то же время пипетку большим и средним пальцами. Затем ослабляют нажим указательного пальца, в результате чего жидкость будет медленно вытекать из пипетки. В тот момент, когда нижний мениск (уровень) жидкости окажется на одном уровне с меткой, палец снова прижимают. Введя пипетку в сосуд, отнимают указательный палец и дают жидкости стечь по стенке сосуда. После того, как жидкость вытечет, пипетку держат еще 5секунд прислоненной к стенке сосуда, слегка поворачивая вокруг оси.

Бюретки применяют при титровании, для измерения точных объемов и т.д.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРОВ ЗАДАННОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ

Опыт 1. Приготовление растворов кислот заданной концентрации

Раствор готовится разбавлением более концентрированного раствора исходной кислоты.

В соответствии со своим вариантом (таблица 1) рассчитайте (с точностью до десятых долей миллилитра) объемы кислот, необходимые для приготовления указанного объема раствора с заданной концентрацией.

Таблица 1. Варианты для выполнения опыта 1

Вариант	Н 2 SO 4	HNO 3	HCl
	0,1М	0,01н	12%
	0,01н	0,1М	8%
	0,001М	0,05н	4%
	0,05н	0,001М	6%
	0,005М	0,025н	2%
	0,025н	0,005М	10%
	20%	1М	0,01н
	26%	0,02н	0,1М
	30%	0,01М	0,05н
	38%	0,25н	0,001М
	40%	0,005М	0,025н
	0,025н	60%	0,005М
	0,8М	56%	1н
	0,5н	18%	2М
	0,75н	10%	0,5М

Пользуясь таблицей «Плотность растворов некоторых кислот при 20°С», определите процентную концентрацию исходной кислоты.

Плотность растворов некоторых кислот при 20°С (г/мл)

Массовая доля, %	H 2 SO 4	HNO 3	HCl
	1.0116	1.0091	1.0081
	1.0250	1.0202	1.0179
	1.0385	1.0314	1.0278
	1.0522	1.0427	1.0377
	1.0661	1.0543	1.0476
	1.0802	1.0660	1.0576
	1.0947	1.0780	1.0676
	1.1094	1.0901	1.0777
	1.1245	1.1025	1.0878
	1.1398	1.1150	1.0980
	1.1554	1.1277	1.1083
	1.1714	1.1406	1.1185
	1.1872	1.1536	1.1288
	1.2031	1.1668	1.1391
	1.2191	1.1801	1.1492
	1.2353	1.1934	1.1594
	1.2518	1.2068	1.1693
	1.2685	1.2022	1.1791
	1.2855	1.2335	1.1886
	1.3028	1.2466	1.1977
	1.3205	1.259
	1.3386	1.272
	1.3570	1.285
	1.3759	1.297
	1.3952	1.310
	1.4149	1.322
	1.4351	1.333
	1.4558	1.345
	1.4770	1.356
	1.4987	1.367
	1.520	1.377
	1.542	1.386
	1.565	1.396
	1.587	1.405
	1.6105	1.413
	1.634	1.422
	1.657	1.430
	1.681	1.437
	1.704	1.445
	1.7272	1.452
	1.749	1.459
	1.769	1.465
	1.802	1.477
	1.8144	1.482
	1.8240	1.487
	1.8312	1.409
	1.8355	1.497
	1.8361	1.505
	1.8305	1.513

Пример 1. Нужно узнать объем 96% Н 2 SO 4 (ρ=1,8355 г/мл), необходимый для приготовления 500мл 1М раствораН 2 SO 4 .

Рассчитаем массу Н 2 SO 4:

См = (1), отсюда m(Н 2 SO 4) = См ∙М(Н 2 SO 4)∙Vр-ра=1моль/л∙98г/моль∙0,5л=49г.

Вычислим, в какой массе 96% раствора содержится 49г Н 2 SO 4:

ω%= ∙100% (2), следовательно, m р-ра = = =51г.

Переведем массу 96% раствора Н 2 SO 4 в объем, учитывая плотность:

ρ= (3), значит V = = 27,8 мл

Если необходимо приготовить раствор Н 2 SO 4 с заданной нормальностью, расчеты ведут аналогично, но при расчете необходимой массы кислоты вместо формулы 1 пользуются формулой:

Сн = (4) .

Пример 2. Нужно узнать объем 36% HCl (ρ=1,1791 г/мл), необходимый для приготовления 250 мл 20% раствора НСl (ρ= 1,0980 г/мл).

Найдем массу 250 мл 20% раствора НСl:

ρ= , значитm (20% р-ра)= ρ∙ V=1,0980г/мл∙250мл=274,5г.

Узнаем массу кислоты, необходимую для приготовления 247,5 г 20% раствора НСl:

ω%= ∙100%, следовательно m(НСl)= = =54,9г.

Вычислим, в какой массе 36% раствора содержится 54,9 г НСl:

ω%= ∙100% , тогда m р-ра = = =152,5г.

Переведем массу 36% раствора НСl в объем, учитывая плотность:

ρ= , значит V = = 129,3 мл

Результат запишите в таблицу

Проверьте правильность своих расчетов, показав их преподавателю.

Растворы готовятся в мерной колбе объемом 100 мл. Внимание! Разбавление концентрированных кислот (особенно Н 2 SO 4) следует производить, приливая кислоту в воду, а не наоборот. В противном случае возможно вскипание жидкости и ее разбрызгивание. Запомните: Сначала вода, потом – кислота! Иначе случится большая беда! Мерную колбу примерно наполовину заполните дистиллированной водой. Отберите вычисленный объем исходной кислоты в пипетку и перенесите кислоту в мерную колбу. Кислоту следует приливать малыми порциями или очень тонкой струей при непрерывном перемешивании раствора. При сильном разогревании раствора следует дать ему охладиться. Аккуратно доведите объем раствора до метки дистиллированной водой. Закройте колбу пробкой и, придерживая пробку пальцем, тщательно перемешайте, переворачивая колбу 8-10 раз вверх дном так, чтобы воздушный пузырь перемещался через всю колбу.

Опыт 2. Приготовление раствора соли с заданной массовой долей (%) из навески соли

Рассчитайте, сколько граммов соли и воды потребуются для приготовления 100 г раствора соли заданной концентрации в соответствии со своим вариантом (таблица 3).

Таблица 3. Варианты для выполнения опыта 2

Вариант	КВr	MgSO 4 ∙7Н 2 О	NaH 2 PO 4 ∙2Н 2 О
	1%	14%	4%
	3%	10%	7%
	5%	12%	1%
	8%	6%	10%
	10%	3%	15%
	14%	1%	9%
	0,5%	24%	2%
	20%	0,5%	7%
	2%	20%	0,5%
	40%	5%	20%
	9%	16%	5%
	24%	5%	16%
	6%	18%	3%
	4%	20%	32%
	30%	7%	40%

Пример 1. Нужно узнать какую массу медного купороса CuSO 4 ∙5Н 2 О и какой объем воды необходимо взять для приготовления 500 г раствора с массовой долей 16 %.

Найдем массу CuSO 4 , необходимую для приготовления 500г 16% раствора:

ω%= ∙100% (1), следовательно, m (CuSO 4)= = =80г.

М(CuSO 4) = 64∙2+32+16∙4=160 г/моль.

М(CuSO 4 ∙5H 2 O) = 64∙2+32+16∙4+5∙(1∙2+16) = 250 г/моль.

Учитывая, что приготовление раствора производится из кристаллогидрата CuSO 4 ∙5Н 2 О, составим пропорцию:

160 г CuSO 4 – 250 г CuSO 4 ∙5Н 2 О

80 г CuSO 4 – х г CuSO 4 ∙5Н 2 О

х= =125г CuSO 4 ∙5Н 2 О

Находим массу воды:

m(р-ра) = m(CuSO 4 ∙5Н 2 О) + m(Н 2 О) (2),

значит m(Н 2 О)= m(р-ра) - m(CuSO 4 ∙5Н 2 О)=500-125=375 г или 375 мл.

В том случае, если раствор готовится из безводной соли, используют формулы 1 и 2 и не прибегают к составлению пропорции:

m (CuSO 4)= (3) ; m(Н 2 О)= m(р-ра) - m(CuSO 4) (4).

Результат запишите в таблицу

Проверьте правильность расчета, показав его преподавателю.

Взвесьте на лабораторных весах нужное количество соли и высыпьте ее в стакан. Вылейте в этот стакан необходимое количество воды. Воду необходимо приливать постепенно, все время перемешивая раствор. После полного растворения соли приготовленный раствор перелейте в цилиндр и измерьте ареометром его плотность. По плотности с помощью таблицы «Плотность растворов некоторых солей при 20°С» определите массовую долю соли в приготовленном растворе. Совпадает ли она с рассчитанной вами?

Плотность растворов некоторых солей при 20°С(г/мл)