Приготування розчинів із заданою масовою часткою

Приготуйте розчин, який містить 10 г хлориду натрію та 100 г води. На технічних терезах зважте на годинниковому склі 10 г хло­риду натрію. Відміряйте циліндром 100 мл води. Перенесіть сіль у склянку місткістю 200-250 мл, залишки вмісту годинникового скла змийте водою із циліндра і влийте в склянку воду, яка зали­шилась. Розмішайте розчин скляною паличкою і вилийте його в мірний циліндр місткістю 100 мл до його об'єму. Визначте густи­ну розчину ареометром. Обчисліть масову частку хлориду натрію в приготовленому розчині і порівняйте її з даними довідкової таб­лиці. Обчисліть відносну похибку досліду. Обчисліть молярну, моляльну концентрації та титр приготовленого розчину.

 

Питання для самоконтролю

1. Що таке розчин?

2. Як поділяють розчини за агрегатним станом?

3. Що таке розчинник, розчинювана речовина?

4. Який процес називається розчиненням? Поясніть суть про­цесу розчинення.

5. Який розчин називається насиченим? Ненасиченим?

6. Які речовини вважають добре розчинними, малорозчинни­ми, практично нерозчинними?

7. Як впливають температура і тиск на розчинність твердих, рідких та газоподібних речовин?

8. Яке значення мають розчини в житті людей?

9. Які ви знаєте способи вираження складу розчинів?

10. Дайте визначення еквівалента та еквівалентної маси речо­вини.

11. Що таке титр?

12. Обчисліть еквівалентні маси речовин, формули яких такі: Н₃Р0₄, Ва(ОН)₂, Аl₂(SO)₄, Сu(NO₃)₂, КNO₃, NаСІ, Ге(ОН)₃, Н₄Р₂0₇.

Яку кількість концентрованої сульфатної кислоти (q = = 1,84 г/см³; 96 %) необхідно взяти для виготовлення 2 л 0,5 н. роз­чину?

Лабораторна справа. Практична робота 9.

Тема: ІНДИКАТОРИ

Матеріальне забезпечення

Індикатори: метилоранж, метиловий червоний, лакмус, фенол­фталеїн.

Навчальна мета

Знати

1. Види індикаторів.

2. Характеристику індикаторів.

Уміти

1. Приготувати розчини індикаторів (метилового оранжевого, метилового червоного, фенолфталеїну).

План проведення заняття

Індикатори, їх характеристика

Приготування розчинів індикаторів

а) метилового оранжевого;

б) метилового червоного;

в) фенолфталеїну

Теоретичні відомості

Індикатори

Індикатори - хімічні речовини, за якими прититриметричних методах аналізу можна виявити, що до титрованого розчину дода­но еквівалентну кількість титранту. Зміни, які відбуваються з інди­каторами в точці еквівалентності, визначають візуальним або інструментальним методом.

Залежно від реакцій, на яких ґрунтуються титриметричні ме­тоди, індикатори бувають: кислотно-основні для водних і невод­них середовищ, металохромні (в комплексонометрії), адсорбційні (осадоутворювальні) і окисно-відновні. Розчини та індикаторні суміші готують з тонкорозтертих індикаторів і допоміжних речо­вин кваліфікації "хімічно чистий" або "чистий для аналізу". На­важку індикатору беруть з точністю 0,001 г і розчиняють у мірній колбі (розчин індикатору) або розтирають і перемішують у ступці з допоміжною речовиною (індикаторною сумішшю).

Для приготування розчинів індикаторів у розчині натру їдкого (0,02 моль/л) наважку індикатору розтирають у ступці з розчином лугу до розчинення. Отриманий розчин переносять у мірну колбу. З водорозчинних індикаторів готують 0,04 % водні розчини. Кількість індикатору, яку треба додати, повинна бути вказана. Роз­чини та індикатори суміші готують у витяжній шафі з викорис­танням індивідуальних засобів захисту (респіраторів, захисних окулярів, гумових рукавичок).

Індикатори, індикаторні суміші та розчини індикаторів збері­гають у захищеному від світла місці. Індикаторні суміші та розчи­ни змішаних індикаторів зберігають у банках або флаконах оран­жевого кольору (табл. 1).

Кислотно-основні індикатори

Механізм дії індикаторів. Кислотно-основні індикатори зміню­ють свій колір при зміні рН середовища внаслідок зміни концент­рації йонів гідрогену. Індикатори існують в дисоційованій і неди- соційованій формах, які відрізняються забарвленням. Форми інди­катору в розчині знаходяться в рівновазі, яка описується констан­тою:

H ind – H⁺ + Ind^- , K = [H⁺ ] [Ind^-] / [H_ind]

pK = pH + lg [H_ind] / [Ind^-]

При зміні концентрації йонів гідрогену Н⁺ відбуваються зсуви рівноваги, які призводять до збільшення концентрації однієї з форм і зменшення іншої. При цьому змінюється забарвлення розчину. Наприклад, фенолфталеїн при [Н⁺] > 10^-9 (рН< 9) існує в основному в безбарвно недисоційованій формі, в лужному середовищі (рН>9) - в дисоційованій формі червоно-малинового забарвлення. Забар­влення індикатору змінюється в деякому інтервалі змін рН сере­довища, який називають інтервалом переходу індикатору з однієї форми в іншу. Кожен індикатор має свій інтервал переходу, який залежить від особливостей структури індикатору.

Показник титрування. Індикатори характеризують показником титрування рТ, який являє собою величину рН середини інтерва­лу переходу, коли [H_Ind] = [Іnd^-]. При цьому:

рТ = рК = рН + lg [H_ind] / [Ind^-] = рН.

Наприклад, метиловий оранжевий змінює забарвлення від чер­воного до жовтого в інтервалі рН 3,1-4,4 і має показник титру­вання рТ 4,0. При рН 4 половина його молекул знаходиться в недисоційованій, половина - в дисоційованій формі. Вважають, що при рН = рТ титрування закінчується.

Забарвлення розчину залежить від його концентрації. Чим більша концентрація індикатору, тим інтенсивніше забарвлення розчину. Щоб уникнути неточностей, рекомендується до титрова­ного розчину завжди додавати відповідну кількість розчину інди­катору (1-2 краплі).

Метиловий оранжевий (натрієва сіль 4-диметиламіноазобензол- 4'-сульфакислоти). Порошок жовто-оранжевого кольору, який ут­ворює жовті розчини в лужному середовищі. У кислому середовищі індикатор змінює забарвлення до червоного внаслідок утворення хіноїдної сполуки.

Інтервал переходу забарвлення в межах рН 3,1 - 4,4, рТ 4. Ви­користовують 0,1% водний розчин метилового оранжевого. 0,05 г барвника розчиняють в 100 мл води, індикатор застосовують у кількості 1-4 краплі.

Метиловий червоний (М-диметиламіноазобензол-2-карбонова кислота). Подібна до будови метилового оранжевого. Порошок чер­воно-бурого кольору. В лужному середовищі знаходиться у вигляді жовтої азоформи, а в кислому переходить у червону хіноїдну форму. Інтервал переходу - в інтервалі змін рН 4,2-6,2, рТ 5. Використовують у вигляді 0,2% розчину в 60% етанолі. 0,2 г барвника розчиняють у 100 мл суміші, яка складається із 60 мл ети­лового спирту і 40 мл води. Індикатор застосовують у кількості 1- З краплі.

Лакмус. 1 г барвника розчиняють у 100 мл води. Застосовують 2-10 крапель.

Фенолфталеїн. 4,4-диоксифталофенол, порошок білого кольо­ру. Водні розчини в кислому середовищі безбарвні, в лужному - червоно-малинового кольору внаслідок утворення хіноїдного угру­повання.

Інтервал переходу при рН 8,0-10,0, рТ 9,0. Використовують у вигляді 0,1% розчину в 50% етанолі. У лужному середовищі (рН >12) фенолфталеїн знебарвлюється.

0,1г барвника розчиняють у суміші спирту і води (70 мл етано­лу і 30 мл води).

Таблиця 1. Характеристика індикаторів

Назва індикатору	Забарвлення індикатору	Інтервал інди­катора в рН
Кислотна форма	Лужна форма
Метилоранж	Червона	Жовта	3,1-4,4
Метил червоний	Червона	Жовта	4,2—6,2
Лакмус	Червона	Синя	5,0—8,0
Фенолфталеїн	Безбарвна	Червоно- фіолетова	8,0—9,8

 

 

АЛГОРИТМ № 24