Приготовление раствора кислоты заданной концентрации

Теоретические основы. Растворы - это гомогенные системы переменного состава. Они состоят из растворителя и растворенного вещества, соотношение между которыми определяется концентрацией раствора.

Способы выражения концентрации раствора:

а) массовая доля раствора (процентная концентрация) показывает массу растворенного вещества в 100 г раствора

w =

(например, 3% раствор NaOH или w(NaOH)=3%, w(NaOH)=0,03);

б) молярная концентрация раствора (молярность) показывает количество растворенного вещества в 1 л раствора

С_М =

(например 2 М раствор HCl или С_М (HCl)= 2 моль/л);

в) молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация или нормальность) показывает количество эквивалентов вещества в 1 л раствора

C_N =

(например, 0,1N раствор НNO₃ или C_N(НNO₃)= 0,1 моль/л).

Цель работы. По плотности исходного раствора соляной кислоты, экспериментально определенной с помощью ареометра, найти по таблице его концентрацию. Рассчитать объем концентрированного раствора соляной кислоты и воды, необходимые для приготовления требуемого объема кислоты заданной концентрации. Приготовить раствор кислоты.

Порядок работы.

1. Налейте исходный раствор кислоты в цилиндр без делений примерно на половину его объема.

2. Осмотрите ареометры. Ареометр, рассчитанный на измерение меньших плотностей, опустите в раствор кислоты в мерном цилиндре. Если шкала ареометра полностью находится над поверхностью, замените его на другой - для измерения больших плотностей. Для снятия показаний на шкалу смотрят несколько снизу, сквозь толщу раствора. Верхняя видимая при этом метка соответствует плотности раствора (r).

3. В таблице зависимости плотности раствора от концентрации (см. приложение 2) найдите массовую долю раствора соляной кислоты. При необходимости проведите интерполяцию (см. приложение 3).

4. Рассчитайте объемы исходного раствора V_исх и дистиллированной воды, необходимые для приготовления 250 мл 0,1 N раствора соляной кислоты.

5. Мерным цилиндром объемом 10 мл отмерьте в склянку рассчитанный объем исходного раствора НCl и мерным цилиндром объемом 250 мл - рассчитанный объем дистиллированной воды.

6. Закройте склянку пробкой и перемешайте содержимое, опрокидывая склянку не менее 20 раз.

7. На листе бумаги запишите: “HCl 0,1N”, свою фамилию, номер группы, закрепите его на склянке и оставьте раствор кислоты до следующего занятия.

Форма лабораторного отчета.

1. Название лабораторной работы.

2. Краткое описание, цель работы.

3. Задание: приготовить 250 мл 0,1 N раствора соляной кислоты. Образец концентрированной кислоты № ..... .

4. Характеристика исходного раствора соляной кислоты:

плотность r = .......

интерполяция: ........

массовая доля исходного раствора кислоты w = ...... .

5. Расчеты:

а) масса соляной кислоты, содержащаяся в 250 мл 0,1 N раствора соляной кислоты

m_HCl = M_{Э (HCl)} C_N V_р-ра = .......

б) масса исходного раствора соляной кислоты, содержащая рассчитанное количество соляной кислоты

m_{исх .р-ра} = = ......

в) объем исходного раствора соляной кислоты

V_{исх.р-ра} = m_{исх. р-ра} / r = ......

г) объем дистиллированной воды

V_воды = 250 - V_{исх .р-ра} = ......

Типовые задачи

1. В 300 г воды растворили 20 г нитрата калия. Вычислите массовую долю раствора.

2. Какая масса соли содержится в 600 г 12% раствора нитрата натрия?

3. Какая масса сульфата натрия требуется для приготовления 5 л 8% раствора (плотность 1,075 г/мл)?

4. Какая масса соли содержится в 800 мл 1,2 М раствора бромида калия?

5. Какую массу гидроксида калия надо взять для приготовления 200 мл 3 Н раствора?

6. Какой объем 6,0 М раствора соляной (хлороводородной)кислоты требуется для приготовления 25 мл 2,5 М раствора?

7. Какой объем 96% серной кислоты (плотность 1,84 г/мл) требуется для приготовления 0,8 л 2 М раствора?

8. К 500 мл 32% раствора азотной кислоты (плотность 1,20 г/мл) прибавили 1 л воды. Чему равна массовая доля кислоты в полученном растворе?

9. Рассчитать молярную концентрацию эквивалента (нормальность) концентрированной соляной (хлороводородной) кислоты (плотность 1,18 г/мл), содержащей по массе 36,5% HCl.

10. Пользуясь данными таблицы зависимости плотности от массовой доли раствора (приложение 2) и применив метод интерполяции (приложение 3), рассчитайте массовую долю раствора соляной кислоты с плотностью 1,163 г/мл.

Лабораторная работа 7