Дисперсные системы. Теория и практика. Методические указания
.pdfХод работы
В данной работе используют безводные соли NaCl, K2SO4,
(NH4)2SO4. Остальные соли — Na2SO4, NiSO4, Na2CO3, CuSO4, NiCl2
— в лаборатории находятся в виде кристаллогидратов соответственно:
Na2SO4∙10H2O, NiSO4∙7H2O, Na2CO3∙10H2O, CuSO4∙5H2O, NiCl2∙6H2O.
1. Рассчитывают массу вещества mв-ва и массу воды m(H2O), которые потребуются для приготовления раствора с заданной массовой долей растворенного вещества . При выполнении расчета используют решение примера 1 (применительно к безводной соли) и примера 2 (применительно к кристаллогидрату).
|
2. Проверяют растворимость заданного вещества в воде по данным |
||||
табл. 5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
|
|
Растворимость безводных солей в воде |
|||
|
|
|
|
|
|
№ |
Вещество |
Растворимость в 100 г воды, г |
|
||
п/п |
при 20 °C |
при 100 °C |
|
||
|
|
|
|||
1 |
NaCl |
36 |
39,8 |
|
|
2 |
Na2SO4 |
19,4 |
х.р.* |
|
|
3 |
K2SO4 |
11,11 |
24,1 |
|
|
4 |
(NH4) |
SO4 |
75,4 |
х.р. |
|
|
2 |
|
|
|
|
5 |
NiSO4 |
38,3 |
х.р. |
|
|
6 |
Na2CO3 |
21,5 |
х.р. |
|
|
7 |
CuSO4 |
20,7 |
х.р. |
|
|
8 |
NiCl2 |
64,2 |
х.р. |
|
|
*х.р. — хорошо растворимо.
3.Взвешивают на электронных весах пустой химический стакан
изаносят его массу в память весов.
4.В стакан, стоящий на весах, с помощью фарфоровой ложки или шпателя небольшими порциями добавляют необходимое вещество
до получения нужного результата — массы mв-ва, численное значение которой считывается с дисплея весов. Затем стакан снимают с весов.
5.С учетом плотности воды (H2О) = 1 г/мл определяют объем дистиллированной воды, соответствующий массе m(H2О), рассчитанной в пункте 1. Отмеряют цилиндром необходимый объем воды и
41
порциями добавляют в стакан с веществом, растворяют кристаллы, перемешивая раствор стеклянной палочкой.
6. С помощью ареометра измеряют плотность полученного раствора ρр-ра практ .
Ареометр представляет собой поплавок с дробью или ртутью и узким отростком — трубкой, в которой находится шкала с делениями. То деление шкалы, до которого ареометр погружается в жидкость, показывает плотность этой жидкости.
7. Полученную величину ρр-ра практ сравнивают с ρр-ра теор , значение которой представлено в табл. 6.
Таблица 6
Плотность водных растворов некоторых солей в зависимости от массовой доли безводного растворенного
вещества (%) при 20 °C
, |
|
|
|
, г/мл |
|
|
|
|
|
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K2SO4 |
Na2SO4 |
(NH4)2SO4 |
NiSO4 |
|
CuSO4 |
NaCl |
NiCl2 |
Na2CO3 |
|
1 |
1,006 |
1,008 |
1,001 |
1,009 |
|
1,009 |
1,005 |
1,008 |
1,010 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1,014 |
1,016 |
1,010 |
1,020 |
|
1,019 |
1,013 |
1,018 |
1,020 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
1,031 |
1,035 |
1,022 |
1,042 |
|
1,040 |
1,027 |
1,038 |
1,040 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
1,047 |
1,054 |
1,034 |
1,063 |
|
1,062 |
1,041 |
1,058 |
1,060 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
1,064 |
1,072 |
1,046 |
1,085 |
|
1,084 |
1,056 |
1,079 |
1,081 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
1,081 |
1,092 |
1,057 |
1,109 |
|
1,107 |
1,071 |
1,100 |
1,102 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. По экспериментальному значению ρр-ра практ рассчитывают массовую долю вещества ω практ в приготовленном растворе.
9. Определяют относительную погрешность эксперимента по приготовлению раствора с заданной массовой долей растворенного вещества:
|
|
= |
| – практ| |
|
· 100 . |
|
|
|
|||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||
Объясняют причины неточностей проведения эксперимента по приготовлению раствора в лабораторных условиях.
42
Лабораторная работа 2
Приготовление раствора с заданной молярной концентрацией вещества растворением безводного вещества
или кристаллогидрата в воде
Цель работы: приобретение навыков приготовления водных растворов с заданной молярной концентрацией безводной соли или кристаллогидрата.
Приборы и реактивы: электронные прецизионные весы; колба мерная емкостью 50, 100, 200 или 250 мл; химический стакан емкостью 100 мл, воронка, палочка стеклянная, фарфоровая ложечка или шпатель; промывалка с дистиллированной водой, безводная соль или кристаллогидрат.
Вариант задания на приготовление раствора объемом Vр-ра с
заданной молярной концентрацией вещества (С, моль/л) растворением безводного вещества или кристаллогидрата в воде предлагает преподаватель:
Вариант |
С, моль/л |
|
Vр-ра, мл |
Вариант |
|
С, моль/л |
Vр-ра, мл |
||
|
|
NaCl |
|
|
NiSO4∙7H2O |
|
|||
1 |
|
1 |
|
50 |
17 |
|
0,2 |
|
50 |
2 |
|
0,5 |
|
100 |
18 |
|
0,1 |
|
100 |
3 |
|
0,25 |
|
200 |
19 |
|
0,05 |
|
200 |
4 |
|
0,1 |
|
250 |
20 |
|
0,025 |
|
250 |
|
Na2SO4∙10H2O |
|
|
Na2CO3∙10H2O |
|
||||
5 |
|
0,15 |
|
50 |
21 |
|
0,2 |
|
50 |
6 |
|
0,1 |
|
100 |
22 |
|
0,15 |
|
100 |
7 |
|
0,05 |
|
200 |
23 |
|
0,075 |
|
200 |
8 |
|
0,025 |
|
250 |
24 |
|
0,05 |
|
250 |
|
|
K2SO4 |
|
|
CuSO4∙5H2O |
|
|||
9 |
|
0,5 |
|
50 |
25 |
|
0,25 |
|
50 |
10 |
|
0,3 |
|
100 |
26 |
|
0,1 |
|
100 |
11 |
|
0,1 |
|
200 |
27 |
|
0,05 |
|
200 |
12 |
|
0,05 |
|
250 |
28 |
|
0,025 |
|
250 |
|
|
(NH4)2SO4 |
|
|
|
NiCl2∙6H2O |
|
||
13 |
|
0,75 |
|
50 |
29 |
|
0,2 |
|
50 |
14 |
|
0,5 |
|
100 |
30 |
|
0,15 |
|
100 |
15 |
|
0,25 |
|
200 |
31 |
|
0,05 |
|
200 |
16 |
|
0,1 |
|
250 |
32 |
|
0,02 |
|
250 |
43
Ход работы
1. Рассчитывают массу вещества mв-ва для приготовления раствора с заданной концентрацией С и объемом Vр-ра. При выполнении задания используют решение примера 3.
Массу вещества для приготовления растворов с заданной молярной концентрацией растворенного вещества вычисляют с точностью до третьего знака после запятой.
2.Взвешивают на электронных весах пустой химический стакан
изаписывают его массу в память весов.
3.Фарфоровой ложкой или шпателем небольшими порциями добавляют в стакан, стоящий на весах, необходимое вещество до
получения нужного результата — массы mв-ва, численное значение которой считывается с дисплея весов. Затем стакан снимают с весов.
4.В стакан с веществом из промывалки наливают небольшой объем дистиллированной воды. Раствор перемешивают стеклянной палочкой до полного растворения соли и с помощью воронки переливают в мерную колбу заданного объема. Стакан ополаскивают несколько раз дистиллированной водой из промывалки и после каждого ополаскивания раствор сливают в мерную колбу. Объем раствора в мерной колбе дополняют водой до метки так, чтобы нижняя точка мениска касалась метки. Последние капли удобно переносить в мерную колбу с помощью стеклянной палочки. Закрывают мерную колбу стеклянной пробкой и перемешивают содержимое многократным переворачиванием колбы.
5.Приготовленный раствор переливают в заранее приготовленную толстостенную склянку с этикеткой.
44
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Растворимость неорганических веществ в воде при Т = 298 K
Ион |
СH3COO– |
CN– |
CO32– |
Cl– |
F– |
NO3– |
OH– |
PO43– |
S2– |
SO42– |
ы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ag+ |
м |
т |
т |
т |
р |
р |
– |
т |
т |
м |
Al3+ |
м |
– |
– |
р |
м |
р |
т |
т |
– |
р |
Ba2+ |
р |
р |
н |
р |
м |
р |
р |
т |
р |
т |
Be2+ |
м |
– |
– |
р |
р |
р |
т |
т |
– |
р |
Ca2+ |
р |
р |
т |
р |
т |
р |
м |
т |
р |
м |
Cd2+ |
р |
м |
т |
р |
р |
р |
т |
т |
т |
р |
Co2+ |
р |
т |
т |
р |
р |
р |
т |
т |
т |
р |
Cr3+ |
– |
т |
– |
р |
м |
р |
т |
т |
– |
р |
Cs+ |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
Cu2+ |
р |
т |
т |
р |
р |
р |
т |
т |
т |
р |
Fe2+ |
р |
т |
т |
р |
м |
р |
т |
т |
т |
р |
Fe3+ |
– |
т |
– |
р |
т |
р |
т |
т |
– |
р |
H+ |
р |
р |
м |
р |
р |
р |
р |
р |
м |
р |
Hg2+ |
р |
р |
– |
р |
– |
р |
– |
т |
т |
р |
K+ |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
Li+ |
р |
р |
р |
р |
т |
р |
р |
м |
р |
р |
Mg2+ |
р |
т |
м |
р |
м |
р |
т |
т |
т |
р |
Mn2+ |
р |
т |
т |
р |
р |
р |
т |
т |
т |
р |
NH4+ |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
– |
р |
Na+ |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
Ni2+ |
р |
т |
т |
р |
р |
р |
т |
т |
т |
р |
Pb2+ |
р |
т |
т |
м |
м |
р |
т |
т |
т |
т |
Zn2+ |
р |
т |
т |
р |
м |
р |
т |
т |
т |
р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Условные обозначения: р — растворимые в воде (более 1 г в 100 г воды; м — малорастворимые (от 0,01 до 1 г в 100 г воды); т — труднорастворимые (меньше 0,001 г в 100 г воды); «–» — вещество не существует или полностью гидролизуется
45
IUPAC Periodic Table
46
Приложение 2
of the Elements
Periodic table of elements [электронный ресурс]: https://iupac.org/what-we-do/periodic-table-of-elements/
[доступно на 10.02.2018].
47
Периодическая система
Короткопериодный вариант
Названия элементов: 113Nh Nihonium (Нихоний),
48
Приложение 3
химических элементов Д. И. Менделеева
115Mc Moscovium (Московий), 117Ts Tennessine (Теннессин),
118Og Oganesson (Оганесон) утверждены ИЮПАК в 2016 г.
49
ЛИТЕРАТУРА
1. Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия / Н.С. Ахме-
тов. – СПб.: Лань, 2014. – 752 с.
2. Ахметов, Н.С. Лабораторные и семинарские занятия по общей и неорганической химии / Н.С. Ахметов, М.К. Азизова,
Л.И. Бадыгина. – СПб.: Лань, 2014. – 368 с.
3. Химия / А.А. Гуров [и др.]. – М.: Изд. МГТУ им. Н.Э.
Баумана, 2004. – 777 с.
4. Неорганическая химия: в 3 т. Т. 1. Физико-химические основы неорганической химии / под ред. Ю.Д. Третьякова. – М.:
Академа, 2004. – 234 с.
5. Общая и неорганическая химия: в 2 т. Т. 1. / А.Ф. Воробьев
[и др.]. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 371 c.
6. Практикум по неорганической химии / под ред. А.Ф. Во-
робьева, С.И. Дракина. – М.: ТИД «Альянс», 2004. – 249 с.
7. Семенов, И.Н. Химия /И.Н. Семенов, И.Л. Перфилова. – СПб:
Химиздат, 2000. – 655 с.
50
