Измерение плотности растворов

В цилиндр наливают около 100 мл исследуемого раствора. Сухим термометром определяют его температуру. Если температура окажется ниже или выше 20^оС, помещают цилиндр в высокий стакан с теплой или холодной водопроводной водой и, помешивая раствор стеклянной палочкой, доводят его до нужной температуры.

В цилиндр с исследуемым раствором осторожно помещают ареометр, придерживая его рукой, пока не убеждаются в том, что ареометр свободно плавает в растворе (если ареометр опускается на дно или выталкивается из раствора, его надо заменить). После того, как ареометр остановится, производят отсчет. Следят, чтобы во время отсчета ареометр не касался стенок цилиндра. Деление, против которого находится верхний край мениска жидкости, соответствует плотности раствора. Во время отсчета глаз должен находиться на уровне мениска. C помощью ареометра плотность определяется с точностью 0,003. Повторяют определение еще 2 раза. Для этого, приподняв ареометр на 1-2 см, опускают его и снова снимают показания. Находят среднее арифметическое трех измерений. Раствор выливают в склянку. Ареометр моют, обсушивают фильтровальной бумагой и кладут в футляр. По найденной плотности раствора определяют концентрацию.

Расчеты по приготовлению растворов

Пример 1. Какую массу соли надо добавить к 200 мл воды, чтобы получить 3 %-ный раствор?

Решение: Для решения поставленной задачи воспользуемся формулой:

Массу растворителя найдем по формуле: m_воды=V_воды· ρ = 200 г∙ 1 г/мл = 200г. Таким образом, остается одно неизвестное - масса растворенного вещества. Подставив известные величины в уравнение для массовой доли, получим, . Отсюдаm_р.в. = 6,2 г.

Пример 2. Сколько миллилитров 96% раствора серной кислоты потребуется для приготовления 50 мл раствора с С(1/2 H₂SO₄) = 0,5 моль/л.

Решение. В условии дана молярная концентрация эквивалента (или нормальность), так как фактор эквивалентности H₂SO₄ не равен единице, для перехода к молярной концентрации воспользуемся формулой: С_М= С_н∙f_экв=0,5 моль/л ∙1/2= 0,25 моль/л. Далее находим количество вещества серной кислоты, содержащееся в данном растворе, для этого необходимо объем в миллилитрах перевести в литры:

n = V ∙ C _м= 0,05 л ∙0,25 моль/л = 0,0125 моль, что будет составлять массу серной кислоты, равную 12,25 г (m = M∙n= 98 г/ моль л ∙ 0,125 моль = 12,25 г). Теперь, зная массу растворенного вещества найдем массу раствора:

По справочнику находим значение плотности серной кислоты для массовой доли 96% и вычисляем объем серной кислоты:

Также для приготовления раствора определенной концентрации разбавлением более концентрированного раствора или путем смешения двух растворов с различной концентрацией пользуются правилом смешения:

Пример 3. Приготовить 100 г 14%-ного раствора NaCl из 22%-ного (р=1,168 г/мл) и 10%-ного (р = 1,073 г/мл) растворов этой соли:

Решение: Весовое соотношение исходных растворов находим по правилу смешения (креста):

10% 8 вес. ч.

14%

22% 4 вес. ч.

Из схемы видно, что необходимо взять 8 вес.частей 10%-ного и 4 вес.части 22%-ного растворов для получения 100г раствора. Таким образом, 1 весовая часть будет составлять 8,333 (100/(8+4)= 8,333). Т.е. нужно взять 66,7 г 10%-ного раствора (8∙ 8,333 =66,7) и 33,3 г 14%-ного раствора (4∙ 8,333 =33,3). Разделив массы растворов на их плотности, получим: для приготовления 100 г требуемого 14%-ного раствора NaCl требуется: 62 мл 10 %-ного и 28,5 мл 22 %-ного растворов.