Лабораторная работа № 12 Взвешивание. Приготовление растворов. Титрование

Важнейшие понятия: Понятие "раствор". Характерные особенности жидкого состояния. Водородная связь, способы выражения содержания (концентрации) растворенного вещества в растворе. Массовая доля, мольная доля, молярная концентрация, молярная концентрация эквивалента. Индикатор.

Цель работы: изучение различных способов приготовления растворов заданной концентрации.

Меры предосторожности при выполнении работы:

1. Не касаться руками гранул щелочи! При взятии навески вещество отбирать только чистым шпателем.

2. Сливание и переливание растворов производить только с помощью воронок.

3. Погружение ареометра в раствор производить медленно, постепенно, придерживая его пальцем у стенки сосуда.

4. Вскрытие ампул фиксанала производить только с помощью фабричных бойков, защищая руки от возможных порезов с помощью полотенец.

5. Работать с твердой щелочью ТОЛЬКО в защитных очках и перчатках.

Опыт 1. Определение массовой доли вещества по относительной плотности раствора

Получите задание у преподавателя: приготовить из кристаллического гидроксида натрия или калия и воды определенное количество (мл) раствора заданной преподавателем концентрации.

Рассчитать необходимое для приготовления заданного раствора количество вещества (гидроксида натрия или калия) и растворителя - воды. Взвесить рассчитанное количество гидроксида натрия (NaOH) или калия (KOH) в предварительно взвешенном стакане на технических весах с точностью до 0.01 г. Мерным цилиндром отмерить необходимое количество воды, вылить воду в стакан и растворить в ней щелочь, осторожно перемешивая раствор стеклянной палочкой. Охладить раствор до температуры окружающей среды.

Определить плотность полученного раствора. Для этого в приготовленный сухой (или ополоснутый приготовленным раствором) цилиндр налить раствор, осторожно опустить в него ареометр так, чтобы он не касался стенок цилиндра, не тонул (касался дна) и не всплывал. Деление шкалы ареометра, до которого он погрузился в раствор, покажет плотность раствора. Отсчет производится по нижнему краю мениска: если ареометр всплывает так, что уровень жидкости не достигает его шкалы, то плотность раствора больше, чем указана на шкале ареометра. Если ареометр оказывается погруженным в раствор настолько, что уровень жидкости выше его шкалы, то плотность раствора будет меньше

Плотность и концентрация растворов гидроксида калия (koh) и гидроксида натрия (NaOh)

Гидроксид калия - KOH			Гидроксид натрия - NaOH
Плотность ⍴, г/см3	Массовая доля ω, %	Молярная концентрация С, моль/л		Плотность ⍴, г/см3	Массовая доля ω, %	Молярная концентрация С, моль/л
1,000	0,197	0,0351		1,000	0,159	0,0398
1,005	0,743	0,133		1,005	0,602	0,151
1,010	1,29	0,233		1,010	1,04	0,264
1,015	1,84	0,333		1,020	1,94	0,494
1,020	2,38	0,433		1,030	2,84	0,731
1,025	2,93	0,536		1,040	3,74	0,971
1,030	3,48	0,639		1,050	4,65	1,222
1,035	4,03	0,744		1,060	5,56	1,474
1,040	4,58	0,848		1,070	6,47	1,731
1,045	5,12	0,954		1,080	7,38	1,992
1,050	5,66	1,06		1,090	8,82	2,257
1,055	6,20	1,17		1,100	9,19	2,527
1,060	6,74	1,27		1,110	10,10	2,802
1,065	7,28	1,38		1,120	11,01	3,082
1,070	7,82	1,49		1,130	11,92	3,367
1,075	8,36	1,60		1,140	12,83	3,655
1,080	8,89	1,71		1.150	13,73	3,947
1,085	9,43	1,82		1,160	14,64	4,244
1.090	9,96	1,94		1,170	15,54	4,545
1,095	10,49	2,05		1,180	16,44	4,850
1,100	11,03	2,16		1,190	17,34	5,160
1,105	11,56	2,28		1,200	18,25	5,476
1,110	12,08	2,39		1,210	19,16	5,796
1,115	12,61	2,51		1,220	20,07	6,122
1,120	13,14	2,62		1,230	20,98	6,451
1,125	13,66	2,74		1,240	21,90	6,788
1,130	14,19	2,86		1,250	22,82	7,129
1,135	14,70	2,97		1,260	23,73	7,475
1,140	15,22	3,09		1,270	24,64	7,824
1,145	15,74	3,21		1,280	25,56	8,178
1,150	16,26	3,33		1,290	26,48	8,539
1,155	16,78	3,45		1,300	27,41	8,906
1,160	17,29	3,58		1,310	28,33	9,278
1,165	17,81	3,70		1,320	29,26	9,656
1,170	18,32	3,82
1,175	18,84	3,94
1,180	19,35	4,07
1,185	19,86	4,19

плотности, указанной на шкале, в обоих случаях следует переменить ареометр на более подходящий. После того, как отметили деление шкалы, соответствующее нижнему краю мениска жидкости в цилиндре, и произвели отсчет по шкале сверху вниз, ареометр следует осторожно вынуть, промыть дистиллированной водой, осторожно промокнуть и сдать лаборанту, после чего раствор из цилиндра вылить в приготовленную склянку. Сравнить полученную величину плотности раствора щелочи с табличной и определить массовую долю приготовленного раствора по таблице, исходя из экспериментальной величины плотности полученного раствора щелочи.

Если показания ареометра не совпадают с табличными данными, то массовую долю определяют методом интерполяции – определение промежуточного значения по двум крайним. Для этого проводят следующий расчет:

допустим, при помощи ареометра определена плотность раствора щелочи 1,247. Табличные значения плотности 1,241 и 1,263 соответствуют массовой доле 22% и 24%. Таким образом, изменению массовой доли на 2% соответствует изменение плотности на 1,263 – 1,241 = 0,022 единиц. Плотность приготовленного нами раствора отличается от 1,241 на величину 1,247 – 1,241 = 0,006. Считая, что в указанных пределах между плотностью и массовой долей раствора зависимость линейная, составляют пропорцию:

0,022 – 2% 0,006 – x x = 0,3%

Следовательно, массовая доля щелочи в растворе 22 % + 0,3 % = 22,3 %

Примечание. Обычно ареометры калибруют для 20 ⁰С. Для этой же температуры приводятся данные в таблицах плотностей растворов. Однако, если не требуется особой точности, табличными данными пользуются и когда плотность определена при других температурах.