Приготовление растворов различных концентраций

Лабораторная работа № 4

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: научиться готовить растворы с определенной концентрацией и определять плотность раствора.

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ:

2.1 Концентрация—величина, определяющая содержание компонента в смеси, растворе, сплаве.

2.2 Нормальная концентрация (мольная концентрация эквивалента, «нормальность») — количество эквивалентов данного вещества в 1 литре раствора. Нормальную концентрацию выражают в моль-экв/л или г-экв/л (имеется в виду моль эквивалентов). Для записи концентрации таких растворов используют сокращения «н» или «N». Например, раствор, содержащий 0,1 ^{моль-экв}/_л, называют децинормальным и записывают как 0,1 н.

,

где:

ν — количество растворённого вещества, моль.

V — общий объём раствора, литров.

z — число эквивалентности (фактор эквивалентности ).

2.3 Массовая доля— отношение массы растворённого вещества к массе раствора. Массовая доля измеряется в долях единицы или в процентах:

где:

ω — массовая доля растворённого вещества в долях.

ω(%) — массовая доля растворённого вещества в процентах.

m₁ — масса растворённого вещества, г.

m — общая масса раствора (масса растворённого вещества плюс масса растворителя) г.

2.4 Мольная доля— концентрация, выраженная отношением числа молей вещества к общему числу молей всех веществ, имеющихся в растворе.

где:

— мольная доля вещества B в растворе.

— количество вещества B, содержащееся в растворе (измеряется в молях).

— сумма количества вещества всех компонентов раствора (измеряется в молях).

3. Ход работы:

ОПЫТ. Приготовление раствора заданной концентрации из навески твердого вещества и определение плотности раствора.

Работу следует выполнять в следующей последовательности:

1. Получить задание для приготовления раствора соли определенной концентрации (масса раствора m=100 г).

2. Рассчитать необходимое количество твердого вещества и воды.

3. Взвесить с точностью до 0,01 г навеску соли.

4. Отмерить с помощью цилиндра необходимое количество воды.

5. Навеску соли перенести в стакан и, постепенно прибавляя отмеренную воду, перемешивать содержимое до полного растворения.

6. Замерить объем (V) полученного раствора по цилиндру.

7. Рассчитать плотность раствора ρ_теор=m/V [г/_см3]

8. Подобрать ареометр и замерить плотность приготовленного раствора. Если при приготовлении раствора соли произошло защитное разогревание или охлаждение раствора, следует выждать пока раствор вновь не обретет комнатную температуру, и только после этого производить измерения плотности.

Ареометр (денсиметр) – стеклянный поплавок, имеющий сверху шкалу, градуированную в единицах плотности. Действие ареометра основано на законе Архимеда. Для измерения плотности ареометр опускают в раствор и по нижнему краю мениска жидкости отчитывают показания.

Рис. 1 Ареометр (денсиметр)

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1.В 110г водного раствора содержится 56г КОН. Какова массовая доля КОН в растворе?

w = 56/110*100% =51%

Ответ : 51% массовая доля КОН в растворе

2.В 910г Н₂О растворено 309г NaOH, плотность раствора ρ=1,3 г/мл.

Найдите:

а) массовую долю NaOH

w=309/1219*100%=25%

Ответ: 25% массовая доля NaOH

б) молярную концентрацию

М_(NaOH)=40^г/_моль С_м=m_(NaOH)*p/ М_(NaOH)* [(m_(р-ра)+m_(NaOH)]

С_м=401.7/48760=0.008

Ответ: 0.008 молярная концентрация

3.Сколько кг растворителя нужно добавить к 1л раствора с молярной концентрацией См=4 моль/л, чтобы получить раствор См=0,2 моль/л.

V_р-ра1=1 л - V_р-ра2=x л

C₁=4 моль/л - C₂=0,2 моль/л;

1л*0,2 моль/л=х л*4 моль/л;

х=20л;

20л-это всего раствора, нам нужно найти объем растворителя: 20л-1л=19л

Т. к. за растворитель мы брали воду 19л=19кг=m.

Ответ: m=19 кг