Раствор, в котором данное вещество при данной температуре больше не растворяется, называют насыщенным.

Методические указания по проведению

Практического занятия № 01

Дисциплина: Химия

Тема:Приготовление раствора заданной концентрации.

Продолжительность:2 часа

Для специальностей:технического профиля

Автор: Чудинова Л.Е.

Тема:Приготовление раствора заданной концентрации.

Цели работы: 1.Закрепляем и углубляем знания о приготовлении трех растворов заданной

концентрации путем растворения твердого вещества в воде, разбавления раствора и

добавления твердого вещества к имеющемуся раствору.

2. Вырабатываем умение логически последовательного изложе­ния материала.

3. Формируем навык оформления лабораторной работы по стандарту.

Теоретические основы:

Раствораминазывают гомогенные смеси, состоящие из двух или более компонентов.

Взависимости от агрегатного состояния компонентов различают несколько типов растворов: смеси газов, растворы газов, жидких и твердых веществ в жидкостях; менее привычны для нас растворы твердых веществ.
Наиболее важную роль в природе, технике, производстве, повседневной жизни играют растворы веществ в воде. Как правило, если одним из компонентов раствора является вода, ее и называют растворителем, остальные компоненты растворенными веществами.
Растворимость в воде газообразных веществ существенно различается. Например, кислород, водород, азот, углекислый газ растворяются плохо, поэтому их можно собирать в сосуд методом вытеснения воды.

. Тем не менее именно растворенным в воде кислородом дышат все водные обитатели. Газообразный хлороводород хорошо растворим в воде, такой раствор называют хлороводородной (соляной) кислотой. Примером хорошо растворимого в воде газа может служить аммиак (его раствор называют водным аммиаком, или нашатырным спиртом).

Бензин, растительное масло, ртуть практически не растворяются в воде. Серная кислота, уксусная кислота, ацетон — примеры жидкостей, которые растворяются в воде неограниченно. Среди твердых веществ также есть малорастворимые; это карбонат кальция, оксид кремния, золото. Напротив, сахар, поваренная соль, нитрат серебра(I) в воде растворяются хорошо.

Если растворять в воде небольшими порциями поваренную соль, наступит такой момент, когда кристаллы вещества перестанут растворяться. Раствор «насытился» хлоридом натрия, поэтому его так и называют — насыщенным.

Раствор, в котором данное вещество при данной температуре больше не растворяется, называют насыщенным.

Понятно, что раствор, в котором содержится меньше растворенного вещества, чем в насыщенном, называют ненасыщенным. Некоторые вещества способны образовывать пересыщенные растворы. Однако это довольно нестабильные жидкости: если их встряхнуть или потереть стеклянной палочкой о внутреннюю стенку сосуда, избыток растворенного вещества выпадает в осадок.
Содержание вещества в насыщенном растворе может служить меройего растворимости. Как правило, растворимость (или коэффициент растворимости) выражают в граммах вещества в 100 г растворителя (например, воды).

Если растворимость превышает 1 г в 100 г воды, вещество считается растворимым, от 0,1 до 1,0 г — малорастворимым. Вещества растворимостью менее 0,1 г в 100 г воды условно называют нерастворимыми. Почему условно? Потому что абсолютно нерастворимых веществ не бывает. Если серебряную ложечку опустить в стакан с водой, то и тогда в раствор переходит ничтожно малое количество атомов металла. Именно этим объясняется тот факт, что такая вода способна храниться очень долго, ведь серебро обладает бактерицидным действием (лат. Ьасетiит — бактерия, саесiо — убивать).
Растворимость веществ зависит от природы растворяемого вещества и растворителя, температуры, давления (для газообразных веществ) и других факторов.

Еще алхимикам было известно правило: подобное растворяется в подобном. Вода относится к полярным растворителям благодаря ковалентным полярным связям между атомами водорода и кислорода и угловому строению молекулы. Поэтому в воде хорошо растворяются полярные вещества: галогеноводороды, аммиак, кислоты, щелочи, многие соли, а неполярные (жиры, сера, фосфор, парафин и др.) растворяются плохо. Зато жиры хорошо растворимы в неполярных растворителях, например бензине.

При увеличении температуры растворимость газов уменьшается. Чтобы удалить из воды значительную часть растворенных газов, ее кипятят. Растворимость в воде жидкостей и твердых веществ с повышением температуры, как правило, увеличивается.

Чем больше давление, тем выше растворимость газов в воде. Каждый знает, что при открывании бутылки или банки с газированным напитком давление внутри резко падает, и углекислый газ в виде пузырьков, а порой и пены вырывается из раствора на свободу.

По отношению к растворам часто употребляют термины «концентрированный и разбавленный». Понятия эти весьма относительные. Если раствор содержит большое количество растворенного вещества, его называют концентрированным. Раствор с небольшим содержанием растворенного вещества называют разбавленным. Как правило, концентрированными или разбавленными называют растворы хорошо растворимых в воде веществ.

Растворение веществ в жидкости это сложный физико - химический процесс. Вещество при растворении «разбивается» на мельчайшие частицы, которые за счет диффузии равномерно распределяются по всему объему раствора. Это физическая сторона растворения. В процессе растворения между молекулами растворителя и частицами растворенного вещества происходит взаимодействие — гидратация. Это уже химический процесс.

В пользу химического взаимодействия свидетельствует изменение температуры при растворении веществ. При растворении в воде серной кислоты происходит выделение теплоты. Растворение в воде нитрата аммония, напротив, сопровождается поглощением теплоты. Растворение в воде безводного сульфата меди(II) СuSО₄ также сопровождается выделением теплоты. Кроме того, при растворении кристаллов СuSО₄ белого цвета раствор приобретает голубую окраску. Как вы знаете, изменение цвета является признаком химической реакции. Если оставить раствор сульфата меди(1I) в открытом сосуде, вода через некоторое время испарится, и на дне вы увидите ... нет, не белые, а синие кристаллы. В отличие от исходного вещества, которое имело формулу СuSО₄, выделившаяся соль содержит молекулы воды. Формула этого вещества СuSО₄ × 5Н₂0.

Твердые вещества, которые в своем составе содержат молекулы воды, называют кристаллогидратами.

Кристаллогидрат сульфата меди(II) часто называют медным купоросом. В химической формуле кристаллогидрата между формулами соли и молекул воды ставят точку, а его название произносят так: «Сульфат меди(II) с пятью молекулами воды».

Помимо медного купороса наиболее известными кристаллогид ратами являются:

• Nа₂SО₄ × 10Н₂0 — глауберова соль;

• Nа₂СО₃ × 10Н₂0 — кристаллическая сода;

• FеSО₄ × 7Н₂0 — железный купорос;

•СаSО₄× 2Н₂О гипс;

•2СаSO₄ × Н₂0 — алебастр.

Содержание растворенного вещества в растворе называют концентрацией.

На этикетках разнообразных растворов, используемых в быту, можно найти указание на содержание растворенного вещества; например, уксусная кислота 70 %, настойка иода 5 %, нашатырный спирт 25 %. Это один из самых распространенных способов выражения концентрации растворов, который называется массовой долей растворенного вещества.

• Массовой долей растворенного вещества (ω_в) называют отношение массы растворенного вещества (m_в) к массе раствора (m_р):

ω_в = 100 %

Это понятие аналогично массовой доле вещества в любой смеси, как гетерогенной, так и гомогенной. Массовую долю растворенного вещества выражают в процентах (от 0 до 100 %) или долях единицы (от 0 до 1).

Очевидно, что масса раствора m_р, складывается из массы растворителя mН₂O и массы растворенного вещества m_в:

m_р = m_в + mН₂O.

Отмерять жидкости взвешиванием не очень удобно, гораздо проще отмерять нужный объем. Чтобы рассчитать массу известного объема V раствора, необходимо знать его плотность p:

m_{р =} V× p

Как правило, плотность раствора измеряют в граммах на миллилитр (г/мл) или граммах на кубический сантиметр (г/см³), причем численно эти значения равны, поскольку 1 мл — это объем, равный 1 см³. Необходимо помнить, что плотность чистой воды равна 1 г/мл.

Массовая доля растворенного вещества (W) в растворе находится как отношение массы вещества к массе раствора

W _{(вещества)} = 100 %

Задача: Определить концентрацию (массовую долю) хлорида натрия в растворе, если хлорида натрия растворили 20 г в 150 г воды.

Дано: m (хлорида натрия) = 20 г m (воды) = 150 г Найти: W(NaCl) = ?

Решение: Формулы для расчета:W (NaCl) = 100 % = + = 20 + 150 = 170 г   W (NaCl) = 100 % = = 11,8% Ответ: W (NaCl) = 11,8%

Входной контроль:

Отвечаем на вопросы:

1. Какие смеси называют растворами? Какие типы растворов вы знаете?

2. Охарактеризуйте понятие «растворимость вещества в воде».

В каких единицах выражается растворимость?

Ход выполнения работы:

Задание №1 Приготовление растворов заданной концентрации.

Получите задание у преподавателя

номер варианта	растворённое вещество	масса раствора № 1 г	массовая доля растворённого вещества %
раствор № 1	раствор № 2	раствор № 3
	хлорид натрия
	хлорид натрия
	сахар
	сахар

Приготовление раствора №1

Рассчитываем массу твердого вещества и воды, необходимых для приготовления раствора №1.

С помощью технохимических весов отмеряем рассчитанную массу твердого вещества и переносим в химический стакан. Зная, что плотность воды равна 1 г/мл, рассчитываем объем воды, необходимой для приготовления раствора. Мерным цилиндром отмерьте вычисленный объем воды и приливаем его к веществу в стакане. Перемешиваем содержимое стакана стеклянной палочкой, добиваемся полного растворения вещества в воде.

Приготовление раствора № 2.

Рассчитываем массу воды, которую необходимо добавить к раствору № 1, чтобы получить раствор № 2 меньшей концентрации. Переводим вычисленную массу воды в объем, отмеряем его с помощью мерного цилиндра и добавляем в раствор № 1.

Отвечаем на вопрос: Сколько граммов раствора № 2 получено?

Приготовление раствора № 3.

Рассчитываем массу твердого вещества, которое следует добавить к раствору № 2, чтобы получить раствор № 3 большей концентрации. На технохимических весах отмеряем необходимую массу вещества, добавляем его в раствор № 2 и перемешиваем стеклянной палочкой до полного растворения.

Отвечаем на вопрос: Сколько граммов раствора № 3 получено?

Задание № 2

вариант №1

В 80 мл воды растворили 20 г хлорида натрия. Рассчитайте массовую долю соли в растворе.

вариант №2

При выпаривании 160 г раствора карбоната натрия получили 8 г твердой соли. Рассчитайте ее массовую долю в исходном растворе.

вариант №3

Определите массу соли и массу воды в 750 кг медного купороса.

вариант №4

Рассчитайте массовую долю серы в веществе , состав которого отражается формулой Al₂(SO₄)₃.

Выходной контроль:

Отвечаем на вопросы:

1. Какие факторы влияют на растворимость в воде газов, жидкостей и твердых веществ?

2. Как изменится растворимость газов:

а) при нагревании раствора;

б) при охлаждении раствора;

в) при увеличении давления;

г) при уменьшении давления?

Содержание отчёта:

Сделайте общий вывод в соответствии с целями, поставленными перед вами в этой работе.

Список литературы:

1. О.С. Габриелян, И.Г. Остроумова «Химия» [текст]:- учебник для профессий и специальностей Технического профиля. Москва, Издательский дом «Академия», 2012 г.

2. Габриелян О.С. Химия[текст]:: учеб. для студ. проф. учеб. заведений / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. – М., 2005.

3. Габриелян О.С. Химия в тестах, задачах, упражнениях: учеб. пособие для студ. сред. проф. учебных заведений / О.С. Габриелян, Г.Г. Лысова – М., 2006.

4. Габриелян О.С. Практикум по общей, неорганической и органической химии: учеб. пособие для студ. сред. проф. учеб. заведений / Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Дорофеева Н.М. – М., 2007.

5. Ерохин Ю.М. Химия: учебник для средне профессиональных учебных заведений, 4-е изд. М.: Издательский Центр Академия, 2004-384 с.

6. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия: органическая химия: учебник для 10 кл. ОУ, 8-е изд. М. Просвещение, 2001, 160 с.

7. www.twirpx.com - Учебные материалы.

8. www.amgpgu.ru - Лекционный курс.

9. www.uchportal.ru – Учительский портал.

10. http://o5-5.ru – 5 и 5 Учебный материал.