Работа 1. Приготовление растворов
Цель работы: познакомиться с различными способами приготовления растворов и приготовить растворы по заданию преподавателя.
Краткая теория
Способы выражения концентрации растворов
Раствором называют однородные смеси двух или более веществ, которые всту-пают в физические и, нередко химические взаимодействия друг с другом. Компонент, находящийся в растворе в избытке по сравнению с другими компонентами, называют растворителем, остальные компоненты – растворенными веществами.
Важной характеристикой растворов является их концентрация. Концентрацией раствора называют количество вещества, содержащееся в единице объема раствора или растворителя. Рассмотрим некоторые термины и понятия, принятые в Междуна-родной системе единиц (СИ) и необходимые для приготовления растворов.
Моль (n) – количество вещества, содержащее столько определенных условных частиц (молекул, ионов, электронов и т.д.), сколько атомов содержится в 0,012 кг углерода-12.
Молярная масса вещества М(х) – масса 1 моль вещества, равная отношению массы m вещества к его количеству n в молях:
М(х) = m/n(x) (1)
Молярная концентрация вещества С(х) – отношение количества вещества х (в молях) к объему V (л) раствора:
С(х) = n(x)/V (2)
Массовая доля вещества ω(х) – отношение массы растворенного вещества к общей массе (мл) раствора:
ω(%) = m(х) 100/(m(х)+(Н2О)) (3)
Приготовление растворов молярной концентрации
Приготовление раствора по точной навеске
1. Вычислить молекулярную массу вещества.
2. Вычислить массу вещества, необходимую для приготовления данного объема раствора данной концентрации из формул (1) и (2).
3. Взять точную навеску вещества на весах (предварительно вещество измельчают в ступке). Взвешивание производят в чистом и сухом стаканчике (бюксе) или на часо-вом стекле.
4. Небольшими порциями пересыпают вещество через воронку в чистую мерную колбу нужного объема. Затем несколько раз промывают бюкс струей воды из промы-валки так, чтобы все содержимое колбы попало в воронку, вставленную в колбу, после чего воронку также тщательно промывают (объем воды и соли не должен превышать половины емкости колбы).
5. Полностью растворяют вещество при перемешивании.
6. Доводят водой раствор в колбе до метки, температура раствора при этом должна быть 20±2ºС. При доведении объема раствора до метки последние порции воды добавляют по каплям из пипетки, прислонив ее кончик к стенке горла колбы, и на-блюдают за тем, чтобы нижний край мениска касался линии метки. Колба должна при этом стоять на горизонтальной поверхности стола, а не быть в руках, во избежание некоторого нагревания раствора. Глаз наблюдателя должен находиться на уровне метки, чтобы при наблюдении сбоку противоположные линии кольцевой метки сли-вались в одну черту. Наблюдения следует вести на фоне белого экрана (листа бумаги).
7. После наполнения колбы водой раствор хорошо перемешивают, переворачивая закрытую колбу не менее 18 раз.
8. Раствор переливают в склянку, на которой указывают название вещества, кон-центрацию, дату приготовления, фамилию исполнителя.
Приготовление растворов из фиксаналов
Фиксанал (стандарт-титр) представляет собой точно отвешенное количество ре-актива или его раствора, запаянного в стеклянную ампулу. На каждой ампуле имеется обозначение формулы находящегося в ампуле вещества и его количества (0,1 моль).
Перед применением стандарт-титра необходимо снять надпись с ампулы и промыть ее наружную поверхность дистиллированной водой. В мерную колбу вместимостью 1000 см3 вставляют обыкновенную воронку диаметром 9-10 см. В торце ампулы пробивают отверстие с помощью стеклянного бойка.
Перевернув ампулу, содержимое количественно переводится в колбу через во-ронку. Затем ампулу тщательно промывают изнутри дистиллированной водой в ко-личестве шестикратного объема ампулы.
Промывные воды переносятся через воронку в мерную колбу с содержимым ам-пулы. После растворения содержимого ампулы, объем жидкости доводят до метки и тщательно перемешивают раствор.
Приготовление процентных растворов
Приготовление по точной навеске
1. Вычислить массу вещества по формуле (3), исходя из поставленной задачи.
2. Вычислить необходимое количество воды.
3. Взять точную навеску вещества на весах (предварительно вещество измельчают в ступке). Взвешивание производят в чистом и сухом стаканчике (бюксе) или на часовом стекле.
4. Отвешенное вещество помещают в колбу или стакан и, прилив часть отмеренной воды, взбалтывают или размешивают стеклянной палочкой до полного растворения вещества, затем добавляют остальную воду и хорошо перемешивают.
5. Раствор переливают в склянку, на которой указывают название вещества, концен-трацию, дату приготовления, фамилию исполнителя.
Приготовление раствора заданной концентрации разбавлением концентрированного раствора
Если исходное вещество представляет собой жидкость, то измеряют ее плотность. Определив плотность жидкости, находят по справочным таблицам соответствующее ей процентное содержание данного вещества.
Плотность (ρ) – величина, численно равная массе, заключенной в единице объема вещества, т.е. отношение массы тела m к его объему V:
ρ = m/V.
Для приготовления растворов процентной концентрации плотность определяют при помощи ареометра, который представляет собой полый, герметически закрытый цилиндрический стеклянный поплавок с нанесенными на нем метками. В нижней части ареометра помещен груз (дробь), благодаря чему ареометр, погруженный в жидкость, удерживается в вертикальном положении. По глубине погружения ареометра судят о плотности жидкости. Применение ареометра основано на законе Архимеда.
Для определения плотности жидкости при помощи ареометра исследуемую жид-кость, выдержанную при определенной температуре, наливают в сухой высокий стеклянный цилиндр емкостью 250 см3. В жидкость погружают сухой ареометр со шкалой, соответствующей плотности данной жидкости. Как только ареометр устано-вится на определенном уровне, отмечают по мениску деление шкалы, соответствующее уровню исследуемой жидкости в цилиндре. Отсчет по шкале ареометра проводят сверху вниз с точностью до третьего знака.
При пользовании ареометрами соблюдают следующие правила:
1) жидкость не наливают до самого верха цилиндра, чтобы избежать переливания ее из цилиндра на стол при погружении ареометра. Одновременно наблюдают за тем, чтобы цилиндр был наполнен жидкостью настолько, чтобы опущенный в нее ареометр не касался дна цилиндра.
2) температура жидкости должна быть 20ºС, т.е. соответствовать указанной на шкале ареометра.
3) во время отсчета по шкале ареометр не должен вращаться и касаться стенок ци-линдра.
4) отсчет показаний ареометра проводят по верхнему делению шкалы, выступающему на уровне поверхности жидкости.
Экспериментальная часть
Опыт 1. Приготовление растворов молярной концентрации.
а) Приготовьте раствор молярной концентрации по точной навеске вещества (вещество и концентрацию указывает преподаватель).
б) Приготовьте раствор молярной концентрации из фиксанала (по заданию препода-вателя).
Опыт 2. Определение массовой доли растворенного вещества по относительной плотности раствора (по заданию преподавателя).
Ознакомьтесь с устройством ареометра. Получите опытный раствор (щелочь, кислоту или этиловый спирт) и налейте его в мерный цилиндр. В раствор осторожно опустите ареометр. Отметьте по шкале ареометра его показания. Во время наблюдения ареометр не должен касаться стенок цилиндра. Приподняв на 1–2 см ареометр, вновь опустите его в раствор, и еще раз определите показания. Раствор вылейте обратно в склянку. Ареометр вымойте.
По таблице определите массовую долю растворенного вещества в исследуемом рас-творе.
Опыт 3. Приготовление раствора заданной концентрации разбавлением концен-трированного раствора (по заданию преподавателя).
Определите плотность исходного раствора (опыт 2).
Проведите расчет, приготовьте требуемый раствор с ωi смешением вычислен-ных количеств исходного раствора и воды.
Цель работы: познакомиться с различными способами приготовления растворов и приготовить растворы по заданию преподавателя.
Краткая теория
Способы выражения концентрации растворов
Раствором называют однородные смеси двух или более веществ, которые всту-пают в физические и, нередко химические взаимодействия друг с другом. Компонент, находящийся в растворе в избытке по сравнению с другими компонентами, называют растворителем, остальные компоненты – растворенными веществами.
Важной характеристикой растворов является их концентрация. Концентрацией раствора называют количество вещества, содержащееся в единице объема раствора или растворителя. Рассмотрим некоторые термины и понятия, принятые в Междуна-родной системе единиц (СИ) и необходимые для приготовления растворов.
Моль (n) – количество вещества, содержащее столько определенных условных частиц (молекул, ионов, электронов и т.д.), сколько атомов содержится в 0,012 кг углерода-12.
Молярная масса вещества М(х) – масса 1 моль вещества, равная отношению массы m вещества к его количеству n в молях:
М(х) = m/n(x) (1)
Молярная концентрация вещества С(х) – отношение количества вещества х (в молях) к объему V (л) раствора:
С(х) = n(x)/V (2)
Массовая доля вещества ω(х) – отношение массы растворенного вещества к общей массе (мл) раствора:
ω(%) = m(х) 100/(m(х)+(Н2О)) (3)
Приготовление растворов молярной концентрации
Приготовление раствора по точной навеске
1. Вычислить молекулярную массу вещества.
2. Вычислить массу вещества, необходимую для приготовления данного объема раствора данной концентрации из формул (1) и (2).
3. Взять точную навеску вещества на весах (предварительно вещество измельчают в ступке). Взвешивание производят в чистом и сухом стаканчике (бюксе) или на часо-вом стекле.
4. Небольшими порциями пересыпают вещество через воронку в чистую мерную колбу нужного объема. Затем несколько раз промывают бюкс струей воды из промы-валки так, чтобы все содержимое колбы попало в воронку, вставленную в колбу, после чего воронку также тщательно промывают (объем воды и соли не должен превышать половины емкости колбы).
5. Полностью растворяют вещество при перемешивании.
6. Доводят водой раствор в колбе до метки, температура раствора при этом должна быть 20±2ºС. При доведении объема раствора до метки последние порции воды добавляют по каплям из пипетки, прислонив ее кончик к стенке горла колбы, и на-блюдают за тем, чтобы нижний край мениска касался линии метки. Колба должна при этом стоять на горизонтальной поверхности стола, а не быть в руках, во избежание некоторого нагревания раствора. Глаз наблюдателя должен находиться на уровне метки, чтобы при наблюдении сбоку противоположные линии кольцевой метки сли-вались в одну черту. Наблюдения следует вести на фоне белого экрана (листа бумаги).
7. После наполнения колбы водой раствор хорошо перемешивают, переворачивая закрытую колбу не менее 18 раз.
8. Раствор переливают в склянку, на которой указывают название вещества, кон-центрацию, дату приготовления, фамилию исполнителя.
Приготовление растворов из фиксаналов
Фиксанал (стандарт-титр) представляет собой точно отвешенное количество ре-актива или его раствора, запаянного в стеклянную ампулу. На каждой ампуле имеется обозначение формулы находящегося в ампуле вещества и его количества (0,1 моль).
Перед применением стандарт-титра необходимо снять надпись с ампулы и промыть ее наружную поверхность дистиллированной водой. В мерную колбу вместимостью 1000 см3 вставляют обыкновенную воронку диаметром 9-10 см. В торце ампулы пробивают отверстие с помощью стеклянного бойка.
Перевернув ампулу, содержимое количественно переводится в колбу через во-ронку. Затем ампулу тщательно промывают изнутри дистиллированной водой в ко-личестве шестикратного объема ампулы.
Промывные воды переносятся через воронку в мерную колбу с содержимым ам-пулы. После растворения содержимого ампулы, объем жидкости доводят до метки и тщательно перемешивают раствор.
Приготовление процентных растворов
Приготовление по точной навеске
1. Вычислить массу вещества по формуле (3), исходя из поставленной задачи.
2. Вычислить необходимое количество воды.
3. Взять точную навеску вещества на весах (предварительно вещество измельчают в ступке). Взвешивание производят в чистом и сухом стаканчике (бюксе) или на часовом стекле.
4. Отвешенное вещество помещают в колбу или стакан и, прилив часть отмеренной воды, взбалтывают или размешивают стеклянной палочкой до полного растворения вещества, затем добавляют остальную воду и хорошо перемешивают.
5. Раствор переливают в склянку, на которой указывают название вещества, концен-трацию, дату приготовления, фамилию исполнителя.
Приготовление раствора заданной концентрации разбавлением концентрированного раствора
Если исходное вещество представляет собой жидкость, то измеряют ее плотность. Определив плотность жидкости, находят по справочным таблицам соответствующее ей процентное содержание данного вещества.
Плотность (ρ) – величина, численно равная массе, заключенной в единице объема вещества, т.е. отношение массы тела m к его объему V:
ρ = m/V.
Для приготовления растворов процентной концентрации плотность определяют при помощи ареометра, который представляет собой полый, герметически закрытый цилиндрический стеклянный поплавок с нанесенными на нем метками. В нижней части ареометра помещен груз (дробь), благодаря чему ареометр, погруженный в жидкость, удерживается в вертикальном положении. По глубине погружения ареометра судят о плотности жидкости. Применение ареометра основано на законе Архимеда.
Для определения плотности жидкости при помощи ареометра исследуемую жид-кость, выдержанную при определенной температуре, наливают в сухой высокий стеклянный цилиндр емкостью 250 см3. В жидкость погружают сухой ареометр со шкалой, соответствующей плотности данной жидкости. Как только ареометр устано-вится на определенном уровне, отмечают по мениску деление шкалы, соответствующее уровню исследуемой жидкости в цилиндре. Отсчет по шкале ареометра проводят сверху вниз с точностью до третьего знака.
При пользовании ареометрами соблюдают следующие правила:
1) жидкость не наливают до самого верха цилиндра, чтобы избежать переливания ее из цилиндра на стол при погружении ареометра. Одновременно наблюдают за тем, чтобы цилиндр был наполнен жидкостью настолько, чтобы опущенный в нее ареометр не касался дна цилиндра.
2) температура жидкости должна быть 20ºС, т.е. соответствовать указанной на шкале ареометра.
3) во время отсчета по шкале ареометр не должен вращаться и касаться стенок ци-линдра.
4) отсчет показаний ареометра проводят по верхнему делению шкалы, выступающему на уровне поверхности жидкости.
Экспериментальная часть
Опыт 1. Приготовление растворов молярной концентрации.
а) Приготовьте раствор молярной концентрации по точной навеске вещества (вещество и концентрацию указывает преподаватель).
б) Приготовьте раствор молярной концентрации из фиксанала (по заданию препода-вателя).
Опыт 2. Определение массовой доли растворенного вещества по относительной плотности раствора (по заданию преподавателя).
Ознакомьтесь с устройством ареометра. Получите опытный раствор (щелочь, кислоту или этиловый спирт) и налейте его в мерный цилиндр. В раствор осторожно опустите ареометр. Отметьте по шкале ареометра его показания. Во время наблюдения ареометр не должен касаться стенок цилиндра. Приподняв на 1–2 см ареометр, вновь опустите его в раствор, и еще раз определите показания. Раствор вылейте обратно в склянку. Ареометр вымойте.
По таблице определите массовую долю растворенного вещества в исследуемом рас-творе.
Опыт 3. Приготовление раствора заданной концентрации разбавлением концен-трированного раствора (по заданию преподавателя).
Определите плотность исходного раствора (опыт 2).
Проведите расчет, приготовьте требуемый раствор с ωi смешением вычислен-ных количеств исходного раствора и воды.
Последнее изменение: Воскресенье 11 Сентябрь 2011, 18:41