Сливание и переливание растворов производить только с помощью воронок.
Погружение ареометра в раствор производить медленно, постепенно, придерживая его пальцем у стенки сосуда.
Вскрытие ампул фиксанала производить только с помощью фабричных бойков, защищая руки от возможных порезов с помощью полотенец.
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.