Лабораторная работа № 4

Растворы электролитов и неэлектролитов. Способы выражения концентрации растворов

Цель:

научиться производить расчеты, необходимые для приготовления растворов заданной концентрации, готовить растворы заданной концентрации, определять концентрацию раствора ареометром.

Теоретические вопросы:

2. Массовая доля

3. Молярность. Связь молярной концентрации и массовой долей

4. Нормальность. Связь молярной концентрации эквивалента и массовой доли

5. Моляльность

6. Титр

Раство́р – однородная (гомогенная) смесь двух или более компонентов, один из которых называется растворителем, другие – растворенными веществами. Понятия растворитель и растворенное вещество условны. Каждый из компонентов распределён в массе другого в виде молекул, атомов или ионов.

Растворы бывают жидкими (соль и вода, ацетон и вода), твердыми (сплавы и минералы) и газообразными (смесь азота с аммиаком, воздух). Наибольшее практическое значение имеют жидкие растворы.

Концентрация – величина, характеризующая количественный состав раствора, выражается как отношение количества (молей) или массы растворённого вещества к объему или массе раствора или растворителя (например: моль/л, г/л, %, моль/кг).

Важнейшие способы выражения концентрации приведены в Таблице 1.

Практическое задание

1. Найти массовую долю NaOH в растворе, содержащем 40г NaOH в 280г воды.

2. Сколько граммов едкого кали потребуется для приготовления 3л раствора с массовой долей 14,8%, плотность раствора 1,125г/см³?

3. Найти массу FeCl₃, необходимую для приготовления 200мл 0,3М раствора.

4. Найти молярность раствора НСl с массовой долей 39,1%, и плотностью 1,20г/см³.

5. Сколько раствора H₂SO₄ с плотностью 1,60 г/ см⁵ и ω=68,7 % необходимо для приготовления 1л 0,20н раствора?

   Название концентрации (синоним)	Обозна-чение	Способ выражения содержания растворенного вещества в растворе	Формула	Единица измерения
   Массовая доля (процентная концентрация)	ω	Отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора	, где ρ – плотность раствора	%
   Мольная доля	Хi	Отношение количества (числа молей) растворенного вещества к сумме количеств (числа молей) всех веществ, находящихся в растворе.	, где Σ ni – сумма количеств (молей) всех веществ в растворе	–
   Молярная концентрация (молярность)	См, или М	Количество (число молей) растворённого вещества в единице объёма раствора (в 1 литре)	, где М – молярная масса вещества	моль/л,
   Молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация, нормальность)	Сн, или N	Количество эквивалентов (число молей эквивалентов) растворённого вещества в единице объёма раствора (в 1 литре)	, где M =z∙Мэкв , z=1/fэкв Мэкв – молярная масса эквивалента, fэкв – фактор эквивалентности	моль-экв/л
   Моляльная концентрация (моляльность)	Сm	Количество растворённого вещества (число молей) в 1000 г растворителя		моль/кг
   Титр раствора	Т	Масса вещества, содержащегося в 1 мл раствора		г/см3 кг/см3

6. Рассчитать молярность и моляльность раствора аммиака с ω=15,63 %, если плотность этого раствора составляет ρ=0,94 г/ см3- ного (по массе).

7. Какова нормальность 40 % -ного раствора серной кислоты плотностью 1.3 г/см3?

8. Какой объем 2н раствора H2SO4 требуется для приготовления 500 мл 0,5 н раствора? (возможный ответ : 1)250 мл; 2) 125; 3) 50; 4) 84; 5) 148)

9. 1 мл 25% - ного по массе раствора содержит 0,458 г растворенного вещества. Найти плотность раствора? (Варианты ответа:1)0,90; 2) 1,332; 3) 1,16; 4) 1,83; 5) 0,665).

10. Чему равна молярная концентрация раствора, полученного разбавлением 250 см3 ЗМ раствора до 1 л? (Варианты ответа: 1)0,75; 2) 1,2; 3)3,0; 4) 7,5?)

Задание 1. Приготовление раствора сульфата натрия заданного объема и заданной концентрации

Варианты задания:

Вариант задания в Таблице 1 соответствует номеру в списке группы.

Таблица 1

№	Объем раствора	Концент- рация, моль/л	Масса Na2SO4 х10Н2О	Масса Na2SO4	Плотность по ареометру	Массовая доля по ареометру	Плотность по таблице	Массовая доля по таблице
1	50	2,0
2	50	0,7
3	50	0,6
4	100	0,1
5	100	2,0
6	100100	1,5
7	100	0,5
8	100	2,5
9	250	0,2
10	250	1,0
11	500	0,1
12	500	0,2

Расчет навески соли.

1. Рассчитать навеску – массу соли Na₂SO₄х10∙Н₂О, которая потребуется для приготовления заданных объема и концентрации раствора сульфата натрия.

Из формулы

m(Na₂SO₄х10 Н₂О)=M(Na₂SO₄х10 Н₂О) ∙V(р-ра) ∙СМ, где М(Na₂SO₄х10 Н₂О) = M(Na₂SO₄)+10∙М(Н₂О)

Взвешивание навески на технохимических весах

1. Проверьте равновесие весов (вертикальное положения стрелки) и уравновесьте кусочками фильтровальной бумаги. Верните весы в нерабочее состояние.

2. Разновесы берите только пинцетом и ставьте на чашу, начиная с самого тяжелого!

3. На правую чашу весов положите разновесы, взяв их пинцетом. Масса разновесов должна примерно соответствовать массе стаканчика.

4. На левую чашу весов поставьте пустой стаканчик и взвесьте его, для этого:

5. Приведите весы в рабочее состояние, придерживая чашу весов (но не стрелку), чтобы избежать резких колебаний.

6. Добейтесь равновесия: каждый раз отключая весы, добавляйте, убавляйте или заменяйте разновесы и, включив, проверьте положение стрелки.

7. Снимая разновесы с весов, помещайте их стазу на место в футляре.

8. Запишите вес (массу) пустого стаканчика.

9. На правую чашу весов добавьте разновесы, чтобы их суммарная масса стала равна суммарной массе стаканчика и требуемой навески соли.

10. . Взвесьте соль Na₂SO₄х10 Н₂О, для этого положите примерное количество в стаканчик, включите весы, проверьте равновесие.

11. Каждый раз, отключая весы, убавляя или добавляя соль в стаканчик, добейтесь равновесия.

12. По окончании взвешивания весы отключите, и только после этого снимите с них стаканчик и разновесы. Чаши весов протрите.

13. Записать расчеты в журнал.

Растворение навески

1. Пересыпать навеску соли в мерную колбу требуемой емкости через воронку.

2. В несколько приемов небольшими порциями дистиллированной воды ополоснуть стаканчик и смыть всю соль в колбу.

3. Постепенно добавляя 2/3 объема воды и перемешивая раствор легким круговым движением колбы, добиться полного растворения соли.

4. Последние порции воды прибавить по каплям из пипетки чтобы не перелить.

5. Довести объем воды в колбе до метки по нижнему мениску.

6. Закрыть колбу и перемешать раствор, несколько раз перевернув колбу вверх дном.

7. Записать в журнал методику приготовления раствора.

Определение плотности раствора ареометром

1. Приготовленный раствор перелить в цилиндр.

2. Осторожно погрузить ареометр в цилиндр так,

чтобы он не касался стенок цилиндра. Уровень жидкости должен приходиться на шкалу ареометра (см. рис. 1). Рис. 1

3. Если ареометр плавает на поверхности, надо выбрать другой, с большими значениями плотности.

4. Если ареометр полностью погрузился в жидкость, надо выбрать другой с меньшими значениями плотности.

5. Записать показания ареометра с точностью до третьего знака после запятой.

6. Ареометр осторожно вынуть, ополоснуть водой, вытереть и убрать в коробку с набором ареометров. Раствор сдать лаборанту.

7. Вычислить и сравнить значения массовой доли раствора по плотности по ареометру и по данным Таблицы 2 по формуле

.