Дослід 2. Приготування розчину з вказаною масовою часткою розчиненої речовини в розчинi.

а) З твердої речовини i води:

Для приготування певної маси розчину з заданою масовою часткою розчиненої речовини необхiдно розрахувати масу води та масу речовини, яку розчиняють, оскільки m (розчину речовини) = m (розчиненої речовини) + m (води).

При розрахунках використовують формулу

w(речовини в %) = *100%,

звідки m (розч.реч.) = m (розчину) ·w(речовини в %)/100%, а

m _(води) = m (розчину)– m (розч.реч.) і

V _(води) = m _(води). 1г/мл

У випадку приготування розчину солі з її кристалогiдрату розрахунок ускладнюється:

1) спочатку розраховують необхідну масу безводної солi – m (розч.реч.);

2) встановлюють, в якій масі кристалогідрату знаходиться ця маса безводної солі (тобто перераховують масу солі на масу кристалогiдрату) – m (кристалогідр.солі); розрахунки проводять в такому порядку:

– підраховують молярну масу безводної солi – М (безводної солi);

– підраховують молярну масу кристалогiдрату цiєї солi – М (кристалогiдр. солі);

– складають вiдношення:

М (безводної солi) — М (кристалогiдр. солі)

m (розч.реч.) — m (кристалогідр.солі)
з якого і розраховують m (кристалогідр.солі);

3) встановлюють m _(води) = m (розчину речовини) – m (кристалогідр.солі), звідки V (води) = m _(води). 1г/мл.

Порядок виконання дослiду:

–Одержати вiд викладача завдання.

–Розрахувати масу речовини i об’єм води, необхiднi для приготування розчину з вказаною масовою часткою речовини.

–Вiдважити цю масу речовини в попередньо зваженому стаканчику на вагах з точнiстю до 0,1 г.

–Вiдмiряти мiрним цилiндром необхiдний об’єм води. Вилити цю воду в стакан i розчинити в нiй зважену сiль.

–Довести температуру розчину до 20^оС. Вилити розчин в сухий (або сполоснутий цим розчином) високий вузький цилiндр i з допомогою ареометру визначити його густину. Ареометр промити водою, витерти насухо i здати лаборанту. Розчин вилити в склянку.

–По знайденiй густинi, користуючись таблицею 1, визначити w(речовини (в %) в розчинi) (при необхiдностi данi iнтерполюють).

–Порiвняти одержану величину з заданою.

–Розрахувати молярну i нормальну концентрацiї виготовленого розчину.

Розрахунок проводити в такому порядку:

1) розрахувати масу 1000 мл виготовленого розчину (m ₁): m ₁ = 1000× d;

2) розрахувати масу розчиненої речовини в 1000 мл розчину (m ₂): m ₂ = m ₁×w;

3) підрахувати молярну масу розчиненої речовини та визначити кiлькiсть молей, що вiдповiдає m ₂, тобто C_M розчину: С_М = m ₂/ М.

 

Таблиця 1. Масова частка w (%) i густина ρ г/см³ розчинiв солей (при 20^оС)

w (%)	Густина розчинiв солей	w (%)	Густина розчинiв солей
NaCl	Na2CO3	BaCl2	NaCl	Na2CO3	BaCl2
	1,005	1,009	-		1,086	1,124	1,113
	1,013	1,019	1,016		1,101	1,146	1,134
	1,027	1,040	1,034		1,116	-	1,156
	1,041	1,061	1,053		1,132	-	1,179
	1,056	1,082	1,072		1,148	-	1,203
	1,071	1,103	1,092		1,164	-	1,228

 

б) З концентрованого розчину i води:

· Одержати вiд викладача завдання, яке полягає у приготуванні розчину сульфатної кислоти вказаної масової частки (у %) iз наявного в лабораторiї розчину. Нехай треба приготувати m г розчину H₂SO₄ з вказаною w (%).

· Вимiряти ареометром густину розчину H₂SO₄, що є в лабораторiї: ρ _{(вихiдн.розч.)}

· Знайти в таблицi 2 значення w (%) розчину H₂SO₄, що вiдповiдає
знайденiй густинi.

· Розрахувати, яку масу цього розчину кислоти необхiдно взяти для приготування вказаного розчину, а потiм перерахувати одержану величину наважки на об’єм.

Таблиця 2. Масова частка w (%) i ρ (г/мл) розчинiв деяких кислот i лугiв при 15^оС

w (%)	Густина розчину, ρ г/см^3
	H2SO4	HCl	NaOH
	1,027	1,019	1,046
	1,055	1,039	1,092
	1,083	1,059	1,137
	1,112	1,079	1,181
	1,143	1,100	1,225
	1,174	1,121	1,268
	1,205	1,142	1,310
	1,238	1,163	1,352
	1,273	1,183	1,395
	1,307	-	1,437

 

Проведення розрахункiв:

Розрахувати, яка m (H₂SO₄) мiститиметься в m (розчину H₂SO₄), який треба приготувати:

m (H₂SO₄) = m (розчину H₂SO₄)×w.

Вирахувати, в якiй масi вихiдного розчину H₂SO₄ знаходиться розрахована m (H₂SO₄):

m (вихідного розчину H₂SO₄) = m (H₂SO₄) / w(вихідного розчину H₂SO₄)

Розрахувати об’єм вихiдного розчину кислоти, який займає розрахована m (вихідного розчину H₂SO₄) (тобто об’єм вихiдного розчину кислоти, необхiдний для приготування розчину):

V (вихідного розчину H₂SO₄) = m (вихідного розчину H₂SO₄) / d (вихiдного розчину H₂SO₄)

–Розрахувати об’єм води необхiдний для приготування розчину:

– m (води) = m (розчину H₂SO₄)– m (вихідного розчину H₂SO₄); V (води) = m (води) / 1г/мл

–Мiрним цилiндром вiдмiряти необхiдний об’єм води; вилити воду в стакан.

–Мiрним цилiндром вiдмiряти розрахований об’єм вихiдного розчину кислоти; кислоту вливати в стакан з водою (тонким струменем при перемiшуваннi); перемiшати виготовлений розчин.

–Привести температуру виготовленого розчину до 15^оС, перелити його в сухий вузький цилiндр i визначити густину ареометром. Злити одержаний розчин в склянку (для передачi лаборанту).

–Користуючись таблицею 2, визначити w (%) одержаного розчину i перевiрити точнiсть виконання дослiду.

–Обчислити молярну i нормальну концентрацiю одержаного розчину.