Література для оформлення роботи і підготовки теоретичного матеріалу

Опрацювати підрозділи 9.1, 9.3-9.5 підручника [6] та підрозділи 3.2.1, 3.2.2 посібника [3].

5. Лабораторна робота 5 Приготування розчинів Теоретична частина

Від концентрації залежить багато властивостей розчинів. У найбільш загальному вигляді концентрація може бути виражена через число частинок в одиниці об`єму або як відношення числа частинок даного виду до загального числа частинок у розчині. Вміст розчиненої речовини і розчинника може вимірюватися в одиницях маси, об`єму або в молях.

Склад розчину виражають за допомогою таких величин: безрозмірних – масової і молярної частки та розмірних – молярної концентрації, молярної концентрації еквівалента, моляльності тощо.

Масова частка показує, яку частину від даної маси розчину становить маса розчиненої речовини . Ця безрозмірна величина виражається в частках одиниці або у відсотках. Якщо позначити масову частку через , формули для її розрахунку можна подати у такому вигляді:

або .

Моляльність показує кількість розчиненої речовини , яка припадає на 1000 г розчинника (моль/кг):

,

де – маса розчинника в даній порції розчину; – маса розчиненої речовини; – молярна маса розчиненої речовини.

Молярна концентрація показує кількість розчиненої речовини , яка міститься в 1 л розчину (моль/л):

,

де V – об’єм розчину, л.

Молярна концентрація еквівалента показує кількість еквівалентів речовини, яка міститься в 1 л розчину, моль/л:

,

де - кількість еквівалента речовини; – молярна маса еквівалента речовини X.

За законом еквівалентів об`єми реагуючих розчинів обернено пропорційні їх молярним концентраціям:

.

У лабораторній практиці часто виникає необхідність приготування розчинів різних речовин заданого складу – певної молярної концентрації або масової частки розчиненої речовини. Для цього як вихідні беруть тверді речовини або їх концентровані розчини і розчинник (найчастіше – воду).

Необхідну масу твердої речовини зважують на технохімічних (за необхідності – на аналітичних) терезах, а об’єми води чи іншого розчинника або розчину відміряють за допомогою чистого мірного посуду.

Контрольні запитання і вправи

1 Якими способами можна виразити концентрацію розчиненої речовини в розчині?

2 Яку масу (г) 15% розчину кальцій хлориду можна приготувати, маючи 170 мл води?

3 Який об`єм (мл) 94 % розчину сульфатної кислоти (ρ=1,857г/мл) потрібно взяти для приготування 1 л 20% розчину (ρ=1,143г/мл)?

Практична частина

Мета роботи – сформувати навички приготування розчинів заданої концентрації.

Обладнання і реактиви: шпатель, хімічний стакан, скляна паличка з гумовим наконечником, шпатель, мірний циліндр, технохімічні терези, набір важків, промивалка з дистильованою водою, набір ареометрів, калій дихромат.

Перед виконанням роботи повторіть правила зважування на технохімічних терезах.

ДОСЛІД 3.5.1 Приготування розчину заданої концентрації

Отримати у викладача індивідуальне завдання на приготування 50 г розчину калій дихромату з певною масовою часткою солі.

Зробити необхідні для приготування розчину розрахунки: розрахувати масу солі та об’єм води. Зважити сіль на технохімічних терезах і відміряти об’єм води у мірному циліндрі. Пересипати в хімічний стакан сіль і додати воду. Розмішувати сіль скляною паличкою до повного її розчинення.

За значеннями, наведеними у таблиці 3.1, встановити теоретичне значення густини отриманого розчину і вибрати відповідний ареометр.

Таблиця 3.1 – Густина водних розчинів

Концентрація розчину, %	Густина, г/см3	Концентрація розчину, %	Густина, г/см3
1	1,0052	6	1,0408
2	1,0122	7	1,0481
3	1,0193	8	1,0554
4	1,0264	9	1,0628
5	1,0336	10	1,0703

Промити невеликою кількістю приготованого розчину циліндр. Заповнити циліндр приготованим розчином і за допомогою ареометра виміряти густину розчину (ареометр - прилад, що складається зі скляної трубки, нижня частина якої має більший діаметр і закінчується шариком, заповненим дрібним дробом. Верхня тонка трубка має поділки з позначеннями густини рідини, г/см³. Ареометр поміщується в циліндр із рідиною тим глибше, чим менша її густина).

Порівняти отримане значення густини розчину з теоретичним. Розрахувати відносну похибку густини приготованого розчину.

Використавши отримані значення маси та густини розчину, розрахувати молярну концентрацію розчину, молярну концентрацію еквівалента, моляльну концентрацію.