Растворы. Приготовление растворов различных концентраций

Теоретическая часть

Растворы – это однородные (гомогенные) системы, состоящие их двух и более компонентов (составных частей) и продуктов их взаимодействия.

Важной характеристикой любого раствора является его количественный состав, который выражается концентрацией.

Концентрацией раствора называют, количество растворенного вещества, содержащегося в определенном количестве раствора или растворителя.

Существуют различные способы выражения концентрации растворов: процентная (по массе), молярная, нормальная, титр, мольная доля, мольная концентрация.

Процентная концентрация (С % или W) определяет - процентное отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора.

, где

– масса растворенного вещества

– общая масса раствора

Молярная масса или молярность () выражается числом молей растворенного вещества, содержащегося в 1 литре раствора.

, где

– масса растворенного вещества,

– молярная масса растворенного вещества

– объем раствора (л)

Размерность –

Нормальная концентрация или нормальность () выражается числом растворенного вещества, содержащегося в 1 литре раствора

, где

– масса растворенного вещества,

– эквивалентная масса растворенного вещества,

– объем раствора (л).

Размерность

Титр (Т) – это количество растворенного вещества в граммах, содержащихся в 1 мл раствора. Расчет титра в зависимости от нормальности производится по формуле:

, где

– нормальность раствора,

– эквивалентная масса растворенного вещества.

Размерность

Мольная доля () – это отношение числа молей растворенного вещества – к сумме числа молей всех компонентов раствора ().

Мольная доля – безразмерная величина. Сумма мольных долей всех компонентов раствора всегда равна единице. ()

 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Опыт 1. Приготовление раствора заданной концентрации из навески

Этот способ применяется главным образом для приготовления растворов солей.

1. Получите у преподавателя номер вашего варианта (см. табл. 1)

2. Рассчитайте количество вещества, необходимое для приготовления раствора заданной концентрации, взвесьте его на технических весах с точностью до 0.01 г.

3. Рассчитайте необходимое количество воды (исходя из массы соли и концентрации раствора), отмерьте воду мерным цилиндром.

4. Возьмите плоскодонную колбу и через воронку осторожно перенесите в нее навеску соли. Воду, отмеренную для растворения, вылейте через воронку в колбу небольшими порциями так, чтобы всю соль с воронки смыть в колбу. Закройте пробкой колбу, встряхните её несколько раз, чтобы вся соль полностью растворилась.

5. Измерьте плотность полученного раствора ареометром и проверьте по таблице правильность приготовления раствора. Для этого перелейте приготовленный раствор в цилиндр и осторожно опустите ареометр. Затем выньте ареометр и промойте его под водопроводной водой.

Таблица 1

Варианты опыта

Вари- ант	Объем раствора см^3	Концентрация раствора % масс	Плотность раствора K2Cr2O7 (p) г/см^3
			1,0052
			1,0121
			1,0193
			1,0264
			1,0336
			1,0408
			1,0051

Опыт 2. Определение процентной (масс) концентрации раствора и пересчет её на молярную и процентную концентрацию

Порядок проведения опыта

1. В стеклянный цилиндр с раствором соли (ваш вариант задачи) плавно опускают ареометр, так, чтобы он не касался стенок сосуда. Делают отсчет плотности.

2. В таблице 2. находят процентную концентрацию раствора. Если найденная плотность находится между двумя значениями в таблице, то процентную концентрацию находят интерполяцией по уравнению

где – процентная концентрация,

– плотность раствора,

– ближайшее меньшее значение плотности в таблице,

– ближайшее большее значение плотности в таблице,

– % – концентрация раствора с плотностью,

– % – концентрация раствора с плотностью.

По рассчитанной процентной концентрации определяют молярность и нормальность раствора.

где – рассчитанная процентная концентрация соли,

– соответствующая плотность,

– значение эквивалента соли,

– молярная масса соли.

Таблица 2

NaCl	KCl	NH4Cl	CuSO4	NaNO3
	% масс		% масс		% масс		% масс		% масс
1,0053 1,0125 1,0268 1,0413 1,0559 1,0707 1,0857 1,1009 1,1162 1,1319 1,1478		1,0045 1,0108 1,0239 1,0369 1,0500 1,0633 1,0768 1,0905 1,1043 1,1185 1,1323		1,0013 1,0045 1,0107 1,0168 1,0227 1,0286 1,0344 1,0401 1,0457 1,0512 1,0567		1,009 1,019 1,040 1,062 1,084 1,107 1,131 1,155 1,180 1,206 –		1,0049 1,0117 1,0254 1,0392 1,0532 1,0674 1,0819 1,0967 1,1118 1,1272 1,1426

 

Вопросы и задачи

1. Что называется концентрацией раствора и способы её выражения. Дать определение и показать на конкретных примерах.

2. Сколько грамм KCl следует растворить в 100 граммах воды для получения 5%- ного раствора.

3. Какова процентная концентрация раствора, полученного в результате растворения 90г вещества в 180 г воды?

4. В 240 мл воды растворили 80 г соли, плотность воды равна 1 ^г/_мл. Какова процентная концентрация.

5. Что означает 1 н Ca(OH)₂, PbCl₂, AgNO₃, 2 M Al(OH)₃, KNO₃, CaCl₂. Покажите расчетами.

6. Рассчитать навеску K₂Cr₂O₇ для приготовления 2% раствора объемом в 250 мл, плотность равна 1,0347 ^г/_мл.

7. Сколько граммов Na₂SO₃ потребуется для приготовления 5 л 8%-ного раствора, плотность которого 1,075.

8. Чем объяснить устойчивость истинных растворов.

9. Чему равна молярность и нормальность 3%-ного раствора FeCl₃, плотность 1,037 ^г/_мл.

10. Дать определение растворам.

11. Раствор содержит смесь солей: AgNO₃, Ba(NO₃)₂ и Zn(CH₃COO)₂. К нему добавили избыток HCl. Написать ионные уравнения возможных реакций.

12. Написать уравнения ступенчатой диссоциации H₂S. В каком направлении будут смещаться эти равновесия при добавлении HCl и NaOH?

13. На нейтрализацию 25 мл HCl неизвестной концентрации пошло 30 мл 0,1 н раствора NaOH. Вычислить нормальность и молярность, а также титр раствора HCl.

14. Попарно смешали растворы следующих веществ:

а) NaCl + CH3COOH	г) NaClO + CH3COOH
б) NaCl + KOH	д) Na2SO4 + NaOH
в) MgCl2 + KOH	е) NaHSO4 + NaOH

Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена? Написать ионные реакции возможных реакций.

15. Какова нормальность 40%-ного раствора H₂SO₄ плотностью 1,3 ^г/_см.

 

Лабораторная работа № 4