3.2 Способы выражения содержания растворенного вещества
Содержание растворенного вещества в растворе может быть выражено либо безразмерными единицами – долями, либо величинами размерными – концентрациями. Ниже приведены наиболее часто употребляемые в химии способы выражения содержания растворенного вещества в растворе:
Массовая доля (С) – отношение (обычно в процентах) массы растворенного вещества к общей массе раствора; например, С = 9,25 % (масс.)
Молярная доля (Ni) – отношение количества растворенного вещества (или растворителя) к сумме количеств всех веществ, находящихся в растворе. Например, в системе, состоящей из растворителя и единственного растворенного вещества, молярная доля последнего (N2) равна:
а молярная доля растворителя (N1) равна:
где
и
– соответственно количество вещества
растворителя и количество растворённого
вещества.
Молярная концентрация – отношение количества растворённого вещества к объёму
или
молярность (
или М) –
раствора; например, 1,5 М раствор или
Моляльная концентрация – отношение количества растворённого вещества к массе
или
моляльность (m)
– растворителя;
например, m
= 1,5 моль/кг (
)
Эквивалентная концентрация – отношение числа эквивалентов растворенного вещества
или нормальность (Сн или н) – к объему раствора; например, 0,75 н. раствор или
Сн =0,75 г.экв/л
3.3 Задание для самостоятельной работы
Подготовить условия 5 задач и решения к ним на тему «Способы выражения концентрации растворов»
4. Получение ионообменных волокон на основе полиакрилонитрильного волокна и изучение его свойств
Для получения ионообменного волокна используют свежесформованное полиакрилонитрильное волокно (тройной сополимер). В колбу емкостью 200-250 мл вносят модифицирующий раствор гидроокиси натрия соответствующей концентрации. Колбу с раствором помещают на водяную баню, нагревают до необходимой температуры. После нагрева модифицирующей ванны в колбе до требуемой температуры в модифицирующую ванну вносят навеску полиакрилонитрильного волокна (модуль ванны 100) и проводят обработку при заданной температуре в течение необходимого времени.
Рисунок 6.
На рисунке 6 представлена схема реакций, происходящих при омылении.
Волокно сначала окрашивается в желтый цвет, а затем последовательно в темно-желтый и бурый. Увеличение концентрации щелочи ускоряет процесс изменения цвета. Продолжительность омыления до заданной степени (о чем судят по сорбционной емкости) увеличивается с уменьшением концентрации NaOH.
4.1 Определение сорбционных характеристик ионообменных волокон
Общую обменную емкость (ООЕ) ионообменных волокон определяют методом обратного титрования в статических условиях. Образцы волокон массой 0,5 г обрабатывают растворов NaOH с концентрацией 0,1 моль/л, при этом происходит полная перезарядка в Na/OH форму. Волокна отмывают от избытка щелочи раствором NaOH с концентрацией 3,3 ммоль/л. Для определения ООЕ высушенные до постоянной массы (0,5 г) образцы заливают соляной кислотой ( 0,1 моль/л) при модуле ванны 100, через 45 минут отбирают 10 мл раствора и оттитровывают NaOH c концентрацией 0,1 моль/л, по метилоранжу. ООЕ рассчитывают по формуле:
Где: А- объем раствора гидроксида натрия с концентрацией 0,1 моль/л, пошедшего на титрование, мл;
fщ – фактор раствора гидроксида натрия с концентрацией 0,1 моль/л;
С-концентрация соляной кислоты, моль/л;
fк – фактор соляной кислоты;
В- масса волокна, г
5- отношение общего объема раствора, соляной кислоты к объему аликвоты, взятой на титрование.