Лабораторне заняття № 4

Тема: Способи вираження концентрації розчинів.

Приготування розчинів

Мета: уяснити сутність процесу розчинення речовин, способи кількісної характеристики розчинів.

Практичні вміння та навички: навчитися грамотно виконувати розрахунки для приготування розчинів певної концентрації (у масових частках та моль/дм³) та готувати розчини.

Зміст заняття:

1. Контроль знань теоретичного матеріалу.

2. Виконання розрахунків до експериментальних задач.

3. Виконання лабораторних робіт.

4. Усний захист лабораторної роботи.

Контрольні питання до заняття:

1. Який механізм процесу розчинення?

2. Які теплові ефекти мають місце при розчиненні?

3. Що називають розчинністю?

4. Який розчин називається насиченим, ненасиченим, переси-ченим?

5. Що таке кристалогідрати?

6. Що називають концентрацією розчинів?

7. Які концентрації відносять до масових, до об’ємних?

8. Як визначають концентрацію розчиненою речовини через масову частку та кількість речовини?

Завдання для самостійної роботи до заняття:

1. Вивчити відповідний теоретичний матеріал за конспектом лекцій, посібниками ([1], с. 131-139; [2], с. 205-215; [3], 103, 104) та с. 108-112.

2. Виконати:

1. Оформити у зошиті “Протоколи лабораторних занять” протокол до лабораторної роботи з теми: “Приготування розчинів з певною концентрацією розчинених речовин” (див. далі с. 26-29; всі необхідні розрахунки щодо свого варіанту виконати вдома);

2. У воді масою 133,2 г розчинено 66,8 г Н₂SО₄. Густина одержаного розчину дорівнює 1,25 г/см³. Визначити а) масову частку; б) молярну концентрацію; в) молярну концентрацію еквівалента речовини; в) моляльну концентрацію. (Розв’язок задачі оформити у зошиті “Протоколи лабораторних занять” після протоколів лабораторних робіт.)

Методична розробка

Лабораторна робота

Тема: Приготування розчинів з певною концентрацією

розчинених речовин

Мета: навчитися готувати розчини з певною масовою часткою розчиненої речовини та з певною молярною концент-рацією еквівалента речовини

Завдання: 1) приготувати розчин натрій хлориду (аС1) з певною масовою часткою розчиненої речовини;

2) приготувати розчин сульфатної кислоти (Н₂SО₄) з

певною молярною концентрацією еквівалента речовини.

Реактиви, посуд та прилади: натрій хлорид (крист.), сульфатна кислота концентрована, вода, мірний циліндр, мірна колба певного об’єму з пробкою, градуйовані піпетки, скляна паличка, скляний стакан (або банка), ареометр, тех-нохімічні терези з різноважками до них, фарфорова чашка.

Вихідні дані для індивідуального виконання:

Пара- метр Ва- Рант	m(NaC1розч.), г	w(%)(NaC1)	V1(H2SO4розч.), см3	с1(1/2 Н2SО4), моль/дм3
1	40	1	250	0,1
2	50	2	250	0,2
3	60	3	50	0,3
4	70	4	50	0,25
5	80	1	100	0,15
6	90	2	100	0,5
7	40	3	250	0,4
8	50	4	250	0,3
9	60	1	50	0,2
10	70	2	50	0,1
11	80	3	100	0,25
12	90	4	100	0,2
13	40	2	250	0,5
14	50	3	50	0,4

Завдання 1. Приготувати водний розчин натрій хлориду вказаної маси з вказаною масовою часткою речовини в ньому (див. у таблиці вище свій варіант).

Порядок виконання дій:

І. Розрахунки:

1) розрахувати наважку натрій хлориду за формулою:

m(NaC1) = 

m(NaC1) = …….. г .

2) розрахувати масу води за формулою:

m(H₂O) = m(NaC1розч.) − m(NaC1)

m(H₂O) = …….. г .

3) визначити об’єм води за формулою:

V(H₂O) = .

Так як (H₂O) = 1 г/см³, то V(H₂O) = m(H₂O) = .... см³ .

ІІ. Приготування розчину:

1) взяття наважки натрій хлориду:

б) маса чашки з натрій хлоридом − ......... г

а) маса пустої чашки − ......... г

в) маса наважки натрій хлориду  − ......... г

2) відміряти мірним циліндром розрахований об’єм води;

3) наважку натрій хлориду кількісно перенести у стакан.

Для цього висипати наважку з чашки у стакан, потім тричі змити її відміряним об’ємом води і решту води влити у стакан. Розчин ретельно перемішати скляною паличкою до повного розчинення солі.

Завдання 2. Приготувати водний розчин сульфатної кислоти вказаного об’єму з вказаною молярною концентрацією еквівалента речовини в ньому (див. у табл. вище свій варіант).

Порядок виконання дій:

І. Розрахунки:

Спосіб 1

1) визначити за допомогою ареометру густину концент-рованої сульфатної кислоти, наявної в лабораторії:

(Н₂SО₄)конц. = ........ г/см³ ;

2) за відповідною таблицею довідника визначаємо ма-сову частку речовини в концентрованому розчині сульфатної кислоти за відомою густиною цього розчину: w(%)(H₂SO₄) = … .

3) обчислюємо молярну концентрацію речовини еквіва-лента (с₂) у концентрованому розчині сульфатної кислоти, з якого готується розбавлений розчин за формулою:

с₂(f_екв.(Н₂SО₄)Н₂SО₄) = 

f_екв.(Н₂SО₄) = ½ ;

М(f_екв.(Н₂SО₄) Н₂SО₄) = f_екв.(Н₂SО₄)  М(Н₂SО₄) ;

М(f_екв.(Н₂SО₄) Н₂SО₄) = ½  98 = 49 (г/моль)

с₂(1/2(Н₂SО₄)) = … .

4) розраховуємо об’єм концентрованого розчину (V₂) з відомою (обчисленою) молярною концентрацією речовини еквівалента (с₂) Н₂SО₄ (дія 3), який треба взяти для приготування розчину відомого об’єму (V₁) з вказаною молярною концентрацією речовини еквівалента (с₁) Н₂SО₄ за правилом розведення розчинів:

с₁(Н₂SО₄)  V₁(Н₂SО₄) = с₂(Н₂SО₄)  V₂(Н₂SО₄) 

 V₂(Н₂SО₄) =  .

V₂(Н₂SО₄) = ..... см³ .

Спосіб 2

1). Яка кількість речовини еквівалента дигідроґен сульфату повинна міститися у готовому розчині сульфатної кислоти ?

с₁(1/2Н₂SО₄) =  ;

п(1/2Н₂SО₄) = с₁(1/2Н₂SО₄)  V₁(Н₂SО₄розч.) .

2). Яка маса речовини дигідроґен сульфату повинна міститися у готовому розчині сульфатної кислоти ?

п(1/2Н₂SО₄) =  ;

m(Н₂SО₄) = п(1/2Н₂SО₄)  M(1/2 H₂SO₄) .

3). Визначити за допомогою ареометру густину концентрованої сульфатної кислоти, наявної в лабораторії: (Н₂SО₄)конц. = ........ г/см³ .

4). За відповідною таблицею довідника визначаємо ма-сову частку речовини в концентрованому розчині сульфатної кислоти за відомою густиною цього розчину: w(%)(H₂SO₄) = … .

5). Яка маса концентрованого розчину сульфатної кислоти ?

Маса речовини дигідрґен сульфату, що міс-титься у розбавленому розчині, дорівнює масі речовини, що міститься у концетрованому розчині.

Для обчислення користуємось такою формулою:

w₂(%)(H₂SO₄) = 100 .

Звідки:

m₂(H₂SO₄розч.) =  100 .

m₂(H₂SO₄розч.) = … .

6). Який об’єм концентрованого розчину сульфатної кислоти ?

Для обчислення користуємось такою формулою:

(Н₂SО₄розч.) =

Звідки:

V₂(H₂SO₄розч.) =  ;

V₂(H₂SO₄розч.) = ... .

ІІ Приготування розчину:

1) у мірну колбу необхідного об’єму налити невелику кількість дистильованої води;

2) розрахований об’єм концентрованого розчину суль-фатної кислоти відміряти піпеткою з грушею і перенести в мірну колбу з невеликою кількістю води;

3) долити дистильованої води до мітки. Мітка на піпетці повинна співпадати з нижнім меніском рідини.

4). закрити колбу пробкою та перемішати 10-15 разів, перевертаючи колбу вертикально.