Модуль №01. Основы количественного анализа.

Способы выражения концентрации раствора.

 

Основные способы выражения состава растворов

 

Массовая доля _______________________

 

Молярная концентрация ____________________

 

Массовая концентрация _____________________

 

Моляльная концентрация ____________________

 

 

Формулы перехода от одних способов выражения состава раствора к другим

(см. Сборник задач и упражнений по общей химии. Приложения.Таблица 1)

Задания для самостоятельной работы

из «Сборника задач и упражнений по общей химии».

1.22; 1.26; 1.29;1.34;1.37;1.41:1.46

 

 

 

 

Дата ________________ Занятие № _______

Лабораторная работа 2.4

Определение массы гидроксида натрия в растворе

 

Цель работы: Приобрести навыки выполнения титриметрического анализа.

Оборудование и реактивы: Бюретка вместимостью 25 мл, пипетка Мора вместимостью 5 мл, мерная колба вместимостью 100 мл, коническая колба вместимостью 250 мл, конические колбы вместимостью 50 – 100 мл, разбавленные растворы азотной кислоты и гидроксида натрия, раствор метилового оранжевого и фенолфталеина, вода дистиллированная.

Сущность работы:

Прямое ацидиметрическое определение массы щелочи в растворе по реакции:

NaOH + HNO₃ ¾® NaNO₃+ H₂O

Концентрация щелочи в контрольном растворе рассчитывается по результатам кислотно-основного титрования:

с(1/zHNO₃)×V(HNO₃)

с(1/zNaOH) = ¾¾¾¾¾¾

V_{аликвотной доли}(NaOH)

Масса вещества в растворе рассчитывается по формуле:

m(NaOH) = c(NaOH)× V(NaOH)× M(NaOH)

Выполнение эксперимента:

1. Приготовить бюретку к работе.

2. Приготовить пробы анализируемого раствора для титрования.

3. Провести титрование проб до трех сходящихся результатов с точностью до 0,1 мл.

 

Экспериментальные данные:

№ п/п	Объём аликвотной доли анализируемого раствора, Vа мл	Индикатор	Объём титранта V мл	Средний объём титранта,V мл

Расчеты: NaOH + HNO₃ → NaNO₃ + H₂O

n (1/z NaOH) = n (1/z HNO₃) с (НNО₃ )=………………

z(NaOH) = ……. z (HNO₃) =………..

c (NaOH) V_{аликвотной доли}(NaOH) = c(HNO₃) V(HNO₃)=

 

m (NaOH) = c(HNO₃) V(HNO₃) Vмерной колбы M(NaOH)/ V аликвотной доли =

 

*В выводах указывают полученный результат, метод исследования, используемые индикаторы. Вычисляют относительное отклонение от массы гидроксида натрия, указанной преподавателем.

Вывод:

 

 

Дата ___________ Занятие __________

 

Перманганатометрия. Семинар.

Задания для самостоятельной работы

1.70; 1.75; 1.78

 

 

Дата _______ Занятие ___________

МОДУЛЬ №02. Химическая термодинамика. Энергетика химических реакций.

I начало термодинамики. Энтальпия. Закон Гесса.

Задания для самостоятельной работы

2.19; 2.45; 2.57; 2.61

 

 

Дата _______

Лабораторная работа 3.1

Определение стандартной энтальпии реакции нейтрализации.

 

Цель работы: Научиться калориметрически определять энтальпии реакции нейтрализации.

Приборы, оборудование и реактивы: Макет калориметра, термометр с ценой деления 0,1^о(1⁰), мерные цилиндры, растворы кислоты и основания.

Сущность работы: Теплота реакции нейтрализации определяется калориметрически по измеренному изменению температуры и рассчитанной теплоемкости системы.

Лабораторный калориметр

 

1 – стакан, находящийся в большом термоизоляционном стакане 2, снабженном крышкой 3. С внутренним пространством калориметрического стакана контактируют воронка; и химический термометр 5.

Энтальпия реакции нейтрализации, протекающей между сильными одноосновными кислотами и сильными однокислотными основаниями практически не зависит от их природы, так как реально в растворах протекает одна и та же реакция:

Н⁺_(aq) + ОН^–_(aq) = Н₂О_(ж); DН°_r = -57,3 кДж/моль.

В случае реакции нейтрализации слабых кислот и слабых оснований такого постоянства не наблюдается, так как часть теплоты расходуется на ионизацию слабой кислоты и слабого основания.

Выполнение эксперимента:

1. Измеряют температуру исходных растворов кислоты и щелочи.

2. Измеряют температуру раствора после проведения реакции.

Экспериментальные данные.

№ опыта	Температура раствора, ^о С
кислоты (исх)	щелочи (исх)	после нейтрализации
Среднее значение

 

Концентрации растворов кислоты ________ моль /л, щелочи_______ _ моль /л,

Объемы растворов реагирующих веществ мл_____

Плотности растворов_______________г/мл_

Масса калориметрического стакана г

Справочные величины

С_уд (воды) = 4,184 Дж/г×К С_уд (стекла) = 0,753 Дж/г × К

 

Обработка результатов эксперимента

Рассчитывают теплоемкость системы: С = С₁ +С₂

Теплоемкость раствора С₁ рассчитывают по формуле:

С₁ = [V(р-ра к-ты) × r (р-ра к-ты) + V(р-ра осн.) × r (р-ра осн.) ] × С_уд (воды)

где V – объемы смешиваемых растворов, мл; r - плотность растворов, г/мл;

С_уд (р-ра) – удельная теплоемкость раствора,

Теплоемкость стакана C₂ рассчитывают по формуле:

C₂ = m × С_уд (стекла), где m – масса стакана, г; С_уд (стекла) – удельная теплоемкость стекла,

Стандартную энтальпию реакции нейтрализации рассчитывают по формуле:

С × DТ

DН°_r = - -------

n

где DТ – разница между средним арифметическим значением температур после реакции и средним арифметическим значением температур до реакции;

n - количество исходного вещества, взятого в недостатке.

Экспериментально определенную величину сравнивают со справочным значением, находят абсолютную и относительную ошибку определения:

Абсолютная ошибка: DН°_теор – DН°_эксп.

Относительная ошибка: ½DН°_теор – DН°_эксп½

-------------------------

½DН°_теор. ½

Расчеты:

 

* В выводах указывают полученный результат, метод исследования, относительную ошибку.

Вывод:

 

Дата _________ Занятие _______

Химическая термодинамика. II начало термодинамики.

Энтропия. Химическое равновесие. Семинар.

Задания для самостоятельной работы

 

2.78; 2.84; 2.87; 2.94; 2.100; 2.110

 

 

 

Дата _______ Занятие ________

МОДУЛЬ №03. Химическая кинетика.

Задания для самостоятельной работы

3.8; 3.13; 3.53; 3.56

 

 

Дата _______

Лабораторная работа 4.1