3. Вопросы для самоконтроля

1. Раствор гидроксида калия имеет рН =12. Концентрация основания в растворе при 100% диссоциации равна … моль/л.

Ответы: 1) 0,005; 2) 0,01; 3) 0,001; 4) 1·10^-12 ; 5) 0,05.

2. На нейтрализацию 0,05 л раствора кислоты израсходовано 20 см³ 0,5 н раствора щелочи. Чему равна нормальность кислоты?

Ответы: 1) 0,2 н; 2) 0,5 н; 3) 1,0 н; 4) 0,02 н; 5) 1,25 н.

3. Сколько и какого вещества останется в избытке, если к 75 см³ 0,3 н раствора серной кислоты прибавить 125 см³ 0,2 н раствора гидроксида калия?

Ответы: 1) 0,0025 г щелочи; 2) 0,0025 г кислоты ; 3) 0,28 г щелочи; 4) 0,14 г щелочи; 5) 0,28 г кислоты.

4. Метод анализа, основанный на определении повышения температуры кипения, называется…

Ответы: 1) спектрофотометрический; 2) потенциометрический; 3) эбулиоскопический; 4) радиометрический; 5) кондуктометрический.

5. Определить процентную концентрацию, молярность и нормальность раствора серной кислоты, полученного при растворении 36 г кислоты в 114 г воды, если плотность раствора 1,031 г/см³.

Ответы: 1) 31,6 ; 3,77; 7,54 ; 2) 31,6; 0,00377; 0,00377 ;

3) 24,0 ; 2,87; 2,87 ; 4) 24,0 ; 0,00287; 0,00287;

5) 24,0; 2,87; 5,74.

Приложение

Статистическая обработка результатов прямых измерений

Пусть проведена серия измерений величины x с общим числом измерений n. Допустим, что систематическая ошибка отсутствует. Тогда результат отдельных измерений x_i расположатся вблизи неизвестного истинного значения X так, что отклонения от X в сторону больших и меньших значений будут равновероятны. При этом, как показывает математическая статистика, наилучшим приближением к истинному значению является среднее арифметическое отдельных измерений:

=

Насколько среднее близко к истинному X зависит, главным образом, от числа измерений и точности каждого измерения.

Результат измерения принято указывать в виде доверительного интервала:

X =  ∆x или - ∆x ≤ X ≤ + ∆x

Доверительный интервал – это интервал значений измеряемой величины, в пределах которого с определённой вероятностью истинное значение X. Для доверительного интервала обязательно указывают количественную характеристику его доверительности – доверительную вероятность α. Это вероятность того, что истинное значение измеряемой величины находится внутри доверительного интервала.

Пусть результат измерений, например, концентрации раствора записан в виде: x = (0,25  0,02) моль/л с доверительной вероятностью (надёжностью) результат α = 0,95. Это означает, что при проведении серии измерений объёмом n = 100 раз примерно в α · n = 0,95 · 100 = 95 раз случаев результаты измерения окажутся в пределах интервала от 0,23 моль/л, а в остальных 5 случаев выйдут за пределы доверительного интервала.

Известно несколько способов определения доверительного интервала по данным серии измерений. Ниже описан способ определения доверительного интервала для случая нормального распределения ошибок при небольшом числе параллельных измерений (n ≤ 20).

Среднее значение измеряемой величины находят по формуле

=

Затем по формуле

рассчитывают значение выборочной дисперсии.

Полученное значение используют в расчёте среднеквадратичной ошибки (стандартного отклонения) S_X:

S_X =

Доверительный интервал, в котором находится истинное значение измеряемой величины, имеет вид:

 где

t_α – коэффициент распределения Стьюдента, который имеет различные значения в зависимости от доверительной вероятности α и числа n:

α	n
	2	3	4	5	6	8	10
0,50 0,95	1,00 12,7	0,82 4,3	0,77 3,2	0,74 2,8	0,73 2,6	0,71 2,3	0,70 2,1

В записи результата измерений кроме среднего арифметического измеряемой величины и доверительного интервала с указанием доверительной вероятности необходимо также приводить число параллельных измерений n.

При записи доверительного интервала в ошибке обычно указывают только одну значащую цифру. В случае, если эта цифра 1 или 2, можно оставить две цифры.

Среднее значение округляют так, чтобы его последняя цифра соответствовала по разряду значащей цифре ошибки.

Пример

Правильно:

С_н(H₂SO₄) = (0,105  0,003) моль/л; n = 6; α = 0,95.

Неправильно:

С_н(H₂SO₄) = (0,1053  0,0032) моль/л; n = 6; α = 0,95.

С_н(H₂SO₄) = (0,1053  0,003) моль/л; n = 6; α = 0,95.

Лабораторная работа № 4

АДСОРБЦИЯ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ НА ПОВЕРХНОСТИ

АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ

Цель работы: изучение адсорбции уксусной кислоты на активированном угле, определение величины адсорбции уксусной кислоты.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Адсорбция (от лат. ad-на, при и sorbeo-поглощаю), изменение (обычно -повышение) концентрации вещества вблизи поверхности раздела фаз ("поглощение на поверхности"). В общем случае причина адсорбции это нескомпенсированность межмолекулярных сил вблизи этой поверхности, т.е. наличие адсорбционного силового поля. Тело, создающее такое поле, называется адсорбентом (т.е. вещество которое поглощает). Вещество, молекулы которого могут адсорбироваться - адсорбтивом, а уже адсорбированное вещество - адсорбатом. Процесс, обратный адсорции, называется десорбцией.

Природа адсорбционных сил может быть различной. Если это ван-дер-ваальсовы силы взаимодействия, то адсорбция называется физической; если адсорбция сопровождается образованием на поверхности химических соединений – то химической адсорбцией, или хемосорбцией. Химическая адсорбция является практически необратимым процессом.

Величиной адсорбции Г – называют отношение числа молей поглощенного вещества к площади адсорбента или отношение числа молей поглощенного вещества к массе адсорбента:

,

Единицы измерения величины адсорбции – моль/г, моль/cм²

Величина адсорбции Г зависит от природы адсорбента (полярный или неполярный адсорбент и т.д.), адсорбтива (ионы, ПАВ и др.) и его концентрации, температуры и давления. Так при постоянной температуре физическая адсорбция увеличивается с ростом давления газа или концентрации раствора. С увеличением температуры физическая адсорбция уменьшается.

График зависимость величины адсорбции Г от концентрации раствора адсорбируемого вещества называется изотермой адсорбции Ленгмюра. Уравнение Ленгмюра:

Где «b» константа зависящая от природы адсорбируемого вещества.

Количественное соотношение между величиной адсорбции Г и изменением поверхностного натяжения определяется уравнением Гиббса:

Адсорбция положительна, когда , т.е. когда при протекании адсорбции поверхностное натяжение понижается. Отношение называют поверхностной активностью.