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

Обозначение	w (Х)	с(Х)	сm(X)
Массовая доля w (Х)	w	с(Х) М(Х) 1000 r	с(Х) М(Х)______ 1000 + с(Х) М(Х)
Молярная концентрация с(Х), моль/л	w(Х) r 1000 М(Х)	с	сm(X) r 1000 1000 + сm(Х)М(Х)
Моляльная концентрация сm(X), моль/л	1000 w(Х)__ (1 - w(Х)) М(Х)	1000 с(Х)_____ 1000r - с(Х)М(Х)	сm

Задания для самостоятельной работы

1) Рассчитайте молярную концентрацию раствора нитрата алюминия с массовой долей 16%, плотность раствора 1,14 г/мл.

2) Рассчитайте, какой объем дихромата калия с массовой долей 12% (плотность 1,086 г/мл) потребуется для приготовления 1,5 л раствора с молярной концентрацией 0,05 моль/л.

3) Раствор хлорида железа (П) с концентрацией 0,1 моль/л объемом 250 мл смешали с раствором хлорида железа (Ш) с концентрацией 0,5 моль/л объемом 200 мл. Вычислите молярные концентрации веществ в образовавшемся растворе.

4) Для проведения химической реакции требуется сульфат марганца массой 18 мг. Какой объем раствора с концентрацией 0,2 моль/л содержит эту массу вещества?

 

 

Занятие 2

Основы количественного анализа.

Кислотно – основное титрование.

 

Дата _________ Лабораторная работа № ______

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, растворы соляной кислоты и гидроксида натрия, раствор метилового оранжевого и фенолфталеина, вода дистиллированная.

Сущность работы:

Ацидиметрическое определение массы щелочи в растворе по реакции:

NaOH + HCl ¾® NaCl + H₂O

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

с(HCl)×V(HCl)

с(NaOH) = ¾¾¾¾¾¾

V_а(NaOH)

Масса вещества в растворе рассчитывается по формуле:

m(NaOH) = c(NaOH)× V(NaOH)× M(NaOH)

Ход работы.

1. Бюретку заполняют стандартизованным раствором HCl.
2. Контрольный раствор NaOH переносят из пробирки в мерную колбу, объем раствора доводят до метки дистиллированной водой.
3. Раствор перемешивают и переносят в коническую колбу (250 мл), из которой берут пробы для титрования (аликвотные доли) с помощью пипетки Мора.
4. Каждую аликвотную долю переносят в 5 сухих конических колб для титрования. В каждую колбу добавляют по 2 капли индикатора.
5. титруют растворы в колбах по очереди до изменения окраски индикатора. Перед каждым последующим титрованием доливают титрант в бюретку до нулевого деления.

Экспериментальные данные.

Концентрация титранта с(HCl) = ______________ моль/л

Объем анализируемого раствора

после разбавления V(NaOH) = __________ мл

Аликвотная доля анализируемого раствора

после разбавления V_а(NaOH) = _________ мл

 

Результаты титрования V(HCl), мл 1 _________________

 

2 _________________

 

3 _________________

 

4 _________________

 

Среднее значение V(HCl), мл _________________

Расчеты:

 

Вывод:

 

Задания для самостоятельной работы

 

1) Вычислите объем раствора азотной кислоты с концентрацией 0,065 моль/л, необходимый для титрования раствора, содержащего 0,1 г гидроксида калия.

 

2) Раствор муравьиной кислоты массой 2,32 г разбавлен водой до 100 мл. На титрование 10 мл разбавленного раствора затрачено 7,2 мл раствора гидроксида калия с концентрацией 0,15 моль/л. Рассчитайте массовую долю муравьиной кислоты в исходном растворе.

 

 

Занятие 3.

Химическая термодинамика. Энергетика химических реакций.

I начало термодинамики. Энтальпия. Закон Гесса.

 

Дата _________ Лабораторная работа № ______

Определение стандартной энтальпии реакции нейтрализации.

 

Цель работы: Научиться калориметрически определять энтальпии химических реакций.

Приборы, оборудование и реактивы: Лабораторный калориметр, термометр с ценой деления 0,1^о, мерные цилиндры, растворы кислоты и основания.

Сущность работы:

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

Лабораторный калориметр

 

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.

Ход работы.

1. Измеряют температуру исходных растворов.

Мерным цилиндром переносят требуемый объем щелочи в колориметрический стакан и измеряют температуру раствора.

Мерным цилиндром отмеривают такой же объем кислоты и измеряют температуру

2. Измеряют максимальную температуру после сливания растворов.

 

Экспериментальные данные.

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

 

Концентрации растворов _____

Объемы растворов _____

Плотности растворов________________

Масса калориметрического стакана

Справочные величины

С_уд (р-ра) = 4,184 Дж/г×К С_уд (стекла) = 0,753 Дж/г × К