У дома » Медицинска енциклопедия » Приготвяне на титрувани разтвори на сярна и солна киселина. Техника за приготвяне на разтвори

Приготвяне на титрувани разтвори на сярна и солна киселина. Техника за приготвяне на разтвори

Решения

Приготвяне на солеви разтвори

Техника за определяне концентрацията на разтвори.

Определяне на концентрация чрез денсиметрия

Определяне на концентрацията титриметрично.

Основни понятия и термини на титриметричния анализ.

Схема на титриметрично определяне.

Шест правила за титруване.

Условия за титриметрично определяне на концентрацията на веществото

Приготвяне на титруван разтвор чрез точно претегляне на изходното вещество

Настройване на титъра на разтвора с помощта на коригиращ агент

Изчисления при обемен анализ.

Списък на използваната литература

РЕШЕНИЯ

1. Концепцията за разтвори и разтворимост

Както при качествения, така и при количествения анализ основната работа се извършва с решения. Обикновено, когато използваме името „решение“, имаме предвид истински решения. В истинските разтвори разтвореното вещество под формата на отделни молекули или йони се разпределя между молекулите на разтворителя.

Решение- хомогенна (хомогенна) смес, състояща се от частици от разтворено вещество, разтворител и продуктите на тяхното взаимодействие. Когато твърдо вещество се разтвори във вода или друг разтворител, молекулите на повърхностния слой преминават в разтворителя и в резултат на дифузия се разпределят в целия обем на разтворителя, след което нов слой от молекули преминава в разтворителя , и т.н. Едновременно с разтворителя протича и обратният процес - отделяне на молекули от разтвора. Колкото по-висока е концентрацията на разтвора, толкова повече ще се случи този процес. Чрез увеличаване на концентрацията на разтвора, без да променяме други условия, достигаме състояние, при което за единица време същият брой молекули от разтвореното вещество ще бъдат освободени от разтвора, тъй като те се разтварят. Това решение се нарича наситен.Ако добавите дори малко количество разтворено вещество към него, то ще остане неразтворено.

Разтворимост- способността на веществото да образува хомогенни системи с други вещества - разтвори, в които веществото е под формата на отделни атоми, йони, молекули или частици. Количеството вещество в наситен разтвор определя разтворимоствещества при определени условия. Разтворимостта на различните вещества в определени разтворители е различна. В определено количество от всеки разтворител може да се разтвори не повече от определено количество от дадено вещество. Разтворимостизразено чрез броя грамове вещество на 100 g разтворител в наситен разтвор при дадена температура . Въз основа на способността им да се разтварят във вода веществата се делят на: 1) силно разтворими (сода каустик, захар); 2) слабо разтворими (гипс, бертолетова сол); 3) практически неразтворим (меден сулфит). Практически неразтворимите вещества често се наричат неразтворими, въпреки че няма абсолютно неразтворими вещества. „Неразтворимите вещества обикновено се наричат онези вещества, чиято разтворимост е изключително ниска (1 тегловна част от веществото се разтваря в 10 000 части разтворител).

Обикновено разтворимостта на твърдите вещества се увеличава с повишаване на температурата. Ако приготвите разтвор, който е близък до наситен чрез нагряване, и след това бързо, но внимателно го охладете, т.нар свръхнаситен разтвор.Ако пуснете кристал от разтворено вещество в такъв разтвор или го смесите, тогава кристалите ще започнат да падат от разтвора. Следователно, охладеният разтвор съдържа повече вещество, отколкото е възможно за наситен разтвор при дадена температура. Следователно, когато се добави кристал от разтворено вещество, цялото излишно вещество кристализира.

Свойствата на разтворите винаги се различават от свойствата на разтворителя. Разтворът кипи при по-висока температура от чистия разтворител. Напротив, точката на замръзване на разтвора е по-ниска от тази на разтворителя.

Според естеството на разтворителя разтворите се делят на водни и неводни.Последните включват разтвори на вещества в органични разтворители като алкохол, ацетон, бензен, хлороформ и др.

Разтворите на повечето соли, киселини и основи се приготвят във водни разтвори.

2. Методи за изразяване на концентрацията на разтворите. Понятието грам еквивалент.

Всеки разтвор се характеризира с концентрация на разтворено вещество: количеството вещество, съдържащо се в определено количество разтвор. Концентрацията на разтворите може да бъде изразена като процент, в молове на 1 литър разтвор, в еквиваленти на 1 литър разтвор и чрез титър.

Концентрацията на веществата в разтворите може да се изрази по различни начини:

Масовата част на разтвореното вещество w(B) е безразмерна величина, равна на отношението на масата на разтвореното вещество към общата маса на разтвора m

или наречено по друг начин: процентна концентрацияразтвор - определя се от броя на грамовете вещество в 100 g разтвор. Например 5% разтвор съдържа 5 g вещество в 100 g разтвор, т.е. 5 g вещество и 100-5 = 95 g разтворител.

Моларната концентрация C(B) показва колко мола разтворено вещество се съдържат в 1 литър разтвор.

C(B) = n(B) / V = m(B) / (M(B) V),

където M(B) е моларната маса на разтвореното вещество g/mol.

Моларната концентрация се измерва в mol/L и се обозначава с "M". Например, 2 М NaOH е двумоларен разтвор на натриев хидроксид; мономоларните (1 М) разтвори съдържат 1 мол вещество на 1 литър разтвор, бимоларните (2 М) разтвори съдържат 2 мола на 1 литър и т.н.

За да установите колко грама от дадено вещество има в 1 литър разтвор с дадена моларна концентрация, трябва да го знаете моларна маса,т.е. масата на 1 мол. Моларната маса на веществото, изразена в грамове, е числено равна на молекулната маса на веществото. Например, молекулното тегло на NaCl е 58,45, следователно моларната маса също е 58,45 g. По този начин 1 М разтвор на NaCl съдържа 58,45 g натриев хлорид в 1 литър разтвор.

Нормалността на даден разтвор показва броя на грам еквиваленти от дадено вещество в един литър разтвор или броя на милиграм еквиваленти в един милилитър разтвор.
Грамов еквивалентот вещество е броят грамове от вещество, което е числено равно на неговия еквивалент.

Съставен еквивалент- наричат количеството му, което отговаря (еквивалентно) на 1 мол водород в дадена реакция.

Коефициентът на еквивалентност се определя от:

1) естеството на веществото,

2) специфична химическа реакция.

а) при метаболитни реакции;

Еквивалентната стойност на киселините се определя от броя на водородните атоми, които могат да бъдат заменени в киселинната молекула с метални атоми.

Пример 1.Определете еквивалента на киселини: а) HCl, б) H 2 SO 4, в) H 3 PO 4; г) З 4.

Решение.

В случай на многоосновни киселини, еквивалентът зависи от специфичната реакция:

а) H 2 SO 4 + 2KOH → K 2 SO 4 + 2H 2 O.

в тази реакция два водородни атома се заместват в молекулата на сярната киселина, следователно E = M.M/2

б) H 2 SO 4 + KOH → KHSO 4 + H 2 O.

В този случай един водороден атом се замества в молекулата на сярната киселина E = M.M/1

За фосфорната киселина, в зависимост от реакцията, стойностите са а) E = M.M/1

b) E= M.M/2 c) E= M.M/3

БАЗИ

Основният еквивалент се определя от броя на хидроксилните групи, които могат да бъдат заменени от киселинния остатък.

Пример 2.Определете еквивалента на основите: а) КОН; b) Cu(OH)2;

Решение.

Стойностите на солния еквивалент се определят от катион.

Стойността, на която трябва да се раздели М в случая на соли, е равна на q·n, Където р– заряд на металния катион, н– броят на катионите във формулата на солта.

Пример 3.Определете еквивалента на солите: а) KNO 3 ; b) Na3PO4; c) Cr2(SO4)3;

Решение.

а) q·n = 1б) 1 3 = 3 V) z = 3 2 = 6, G) z = 3 1 = 3

Стойността на коефициентите на еквивалентност за солите също зависи от

реакция, подобна на нейната зависимост за киселини и основи.

б) при окислително-възстановителни реакцииза определяне

еквивалентно използване на схема за електронен баланс.

Стойността, на която трябва да се раздели M.M за дадено вещество в този случай, е равна на броя електрони, приети или отдадени от молекула на веществото.

K 2 Cr 2 O 7 + HCl → CrCl 3 + Cl 2 + KCl + H 2 O

за права линия 2Сr +6 +2 3 д→2Cr 3+

реакции 2Cl - - 2 1 д→Cl 2

за обратен 2Cr+3-2 3 д→Cr +6

Cl2-2 реакции д→2Cl

(K 2 Cr 2 O 7) = 1/6

(Cr)=1/3 (HCl)=1 (Cl)=1) (Cl2)=1/2 (Cl)=1

Нормалната концентрация е обозначена с буквата н (във формулите за изчисление) или буквата „n“ - при посочване на концентрацията на даден разтвор. Ако 1 литър разтвор съдържа 0,1 еквивалент от вещество, той се нарича децинормален и се обозначава като 0,1 N. Разтвор, съдържащ 0,01 еквивалента вещество в 1 литър разтвор, се нарича сантинормален и се обозначава като 0,01 N. Тъй като еквивалентът е количеството на всяко вещество, което е в дадена реакция. съответства на 1 мол водород, очевидно еквивалентът на всяко вещество в тази реакция трябва да съответства на еквивалента на всяко друго вещество. Това означава, че при всяка реакция веществата реагират в еквивалентни количества.

Титрирансе наричат разтвори, чиято концентрация се изразява надпис,т.е. броят на грамовете вещество, разтворено в 1 ml разтвор. Много често в аналитичните лаборатории титрите на разтвора се преизчисляват директно спрямо определяното вещество. Tog даТитърът на разтвора показва колко грама от определяното вещество съответства на 1 ml от този разтвор.

За да се приготвят разтвори с моларни и нормални концентрации, проба от веществото се претегля на аналитична везна и разтворите се приготвят в мерителна колба. При приготвяне на киселинни разтвори необходимият обем концентриран киселинен разтвор се измерва с бюрета със стъклен спирателен кран.

Теглото на разтвореното вещество се изчислява до четвъртия знак след десетичната запетая, а молекулните тегла се вземат с точността, с която са дадени в референтните таблици. Обемът на концентрираната киселина се изчислява до втория знак след десетичната запетая.

При приготвяне на разтвори с процентна концентрация веществото се претегля на технико-химичен баланс, а течностите се измерват с мерителен цилиндър. Следователно теглото на веществото се изчислява с точност до 0,1 g, а обемът на 1 течност с точност до 1 ml.

Преди да започнете да приготвяте разтвора, е необходимо да направите изчисление, т.е. да изчислите количеството разтворено вещество и разтворител, за да приготвите определено количество разтвор с дадена концентрация.

3. Изчисления при приготвяне на солни разтвори

Пример 1. Необходимо е да се приготвят 500 g 5% разтвор на калиев нитрат. 100 g от такъв разтвор съдържа 5 g KN0 3; Да направим пропорция:

100 g разтвор - 5 g KN0 3

500" - х» KN0 3

5*500/100 = 25гр.

Трябва да вземете 500-25 = 475 ml вода.

Пример 2. Необходимо е да се приготвят 500 g 5% разтвор на CaCl от солта CaCl 2 .6H 2 0. Първо, извършваме изчислението за безводната сол.

100 g разтвор - 5 g CaCl 2

500 "" - x g CaC1 2

5*500/ 100 = 25гр

Моларна маса на CaCl 2 = 111, моларна маса на CaCl 2 6H 2 0 = 219. Следователно,

219 g CaC1 2 *6H 2 0 съдържат 111 g CaC1 2. Да направим пропорция:

219 g CaC1 2 *6H 2 0 -- 111 g CaC1 2

х"СаС1 2 -6Н 2 0-25" CaCI 2,

219*25/ 111= 49,3гр.

Количеството вода е 500-49,3=450,7 гр., или 450,7 мл. Тъй като водата се измерва с помощта на мерителен цилиндър, десети от милилитър не се вземат предвид. Следователно трябва да измерите 451 ml вода.

4. Изчисления за приготвяне на киселинни разтвори

При приготвянето на киселинни разтвори е необходимо да се има предвид, че концентрираните киселинни разтвори не са 100% и съдържат вода. Освен това необходимото количество киселина не се претегля, а се измерва с помощта на мерителен цилиндър.

Пример 1. Необходимо е да се приготвят 500 g 10% разтвор на солна киселина от наличната 58% киселина, чиято плътност е d = l.19.

1. Намерете количеството чист хлороводород, което трябва да бъде в приготвения киселинен разтвор:

100 g разтвор -10 g НС1

500 "" - х» NS1

500*10/100= 50гр

За да се изчислят разтвори с процентна концентрация, моларната маса се закръгля до цели числа.

2. Намерете броя на грамовете концентрирана киселина, които ще съдържат 50 g НС1:

100 g киселина - 38 g НС1

х» » - 50 » NS1

100 50/38 = 131,6 g.

3. Намерете обема, зает от това количество киселина:

V= 131,6/ 1,19= 110,6 мл. (закръглено до 111)

4. Количеството разтворител (вода) е 500-131,6 = 368,4 g, или 368,4 ml. Тъй като необходимото количество вода и киселина се измерва с мерителен цилиндър, десети от милилитъра не се вземат предвид. Следователно, за да приготвите 500 g 10% разтвор на солна киселина, трябва да вземете 111 ml солна киселина и 368 ml вода.

Пример 2. Обикновено, когато се правят изчисления за приготвяне на киселини, се използват стандартни таблици, които показват процента на киселинния разтвор, плътността на този разтвор при определена температура и броя на грамовете на тази киселина, съдържащи се в 1 литър разтвор с тази концентрация. В този случай изчислението е опростено. Количеството приготвен киселинен разтвор може да се изчисли за определен обем.

Например, трябва да приготвите 500 ml 10% разтвор на солна киселина на базата на концентриран 38% разтвор. Според таблиците установяваме, че 10% разтвор на солна киселина съдържа 104,7 g НС1 в 1 литър разтвор. Трябва да приготвим 500 ml, следователно разтворът трябва да съдържа 104,7:2 = 52,35 g HCl.

Нека изчислим колко концентрирана киселина трябва да вземете. Според таблицата 1 литър концентрирана НС1 съдържа 451,6 g НС1. Да направим пропорция:

1000 ml - 451,6 g НС1

X мл- 52.35 "NS1

1000*52,35/ 451,6 =115,9 мл.

Количеството вода е 500-116 = 384 мл.

Следователно, за да приготвите 500 ml 10% разтвор на солна киселина, трябва да вземете 116 ml концентриран разтвор на НС1 и 384 ml вода.

Пример 1. Колко грама бариев хлорид са необходими за приготвяне на 2 литра 0,2 М разтвор?

Решение.Молекулното тегло на бариевия хлорид е 208,27. Следователно. 1 литър от 0,2 М разтвор трябва да съдържа 208,27 * 0,2 = 41,654 g BaCI 2 . За да приготвите 2 литра, ще ви трябват 41,654 * 2 = 83,308 g BaCI 2.

Пример 2. Колко грама безводна сода Na 2 C0 3 са необходими за приготвяне на 500 ml 0,1 N. решение?

Решение.Молекулното тегло на содата е 106.004; еквивалентна маса на Na 2 C0 3 =M: 2 = 53,002; 0,1 екв. = 5,3002 g

1000 ml 0,1 н. разтворът съдържа 5,3002 g Na 2 C0 3
500 »» » » х " Na 2 C0 3

x = 2,6501 g Na 2 C0 3.

Пример 3. Колко концентрирана сярна киселина (96%: d=l,84) е необходима за приготвяне на 2 литра 0,05 N. разтвор на сярна киселина?

Решение.Молекулното тегло на сярната киселина е 98,08. Еквивалентна маса на сярна киселина H 2 so 4 = M: 2 = 98,08: 2 = 49,04 g Маса 0,05 екв. = 49,04*0,05 = 2,452 g.

Нека намерим колко H 2 S0 4 трябва да се съдържа в 2 литра от 0,05 n. решение:

1 l-2,452 g H2S04

2"- х » H 2 S0 4

х= 2,452*2 = 4,904 g H2S04.

За да определим колко 96,% разтвор на H 2 S0 4 трябва да се вземе за това, нека направим пропорция:

в 100 гр. конц. H2S04 -96 g H2S04

U» » H 2 S0 4 -4,904 g H 2 S0 4

Y = 5,11 g H2S04.

Преизчисляваме тази сума в обем: 5,11: 1,84 = 2,77

Така се приготвят 2 литра 0,05 н. разтвор трябва да вземете 2,77 ml концентрирана сярна киселина.

Пример 4. Изчислете титъра на разтвор на NaOH, ако е известно, че точната му концентрация е 0,0520 N.

Решение.Нека припомним, че титърът е съдържанието в 1 ml разтвор на вещество в грамове. Еквивалентна маса на NaOH=40. 01 g Нека намерим колко грама NaOH се съдържат в 1 литър от този разтвор:

40,01*0,0520 = 2,0805 g.

1 литър разтвор съдържа 1000 мл.

Т=0,00208 g/ml. Можете също да използвате формулата:

T=E N/1000 g/l

Където T- титър, g/ml; д- еквивалентна маса; Н-нормалност на решението.

Тогава титърът на този разтвор е: 40,01 0,0520/1000 = 0,00208 g/ml.

Пример 5 Изчислете нормалната концентрация на разтвор HN0 3, ако е известно, че титърът на този разтвор е 0,0065 За изчисляване използваме формулата:

T=E N/1000 g/l, от тук:

N=T1000/E0,0065.1000/ 63,05= 0,1030 n.

Пример 6. Каква е нормалната концентрация на разтвор, ако е известно, че 200 ml от този разтвор съдържа 2,6501 g Na 2 C0 3

Решение.Както е изчислено в пример 2: ENа 2 с 3 =53.002.
Нека намерим колко еквивалента са 2,6501 g Na 2 C0 3:
2,6501: 53,002 = 0,05 екв.

За да изчислим нормалната концентрация на разтвор, създаваме пропорция:

1000 » » Х "

1 литър от този разтвор ще съдържа 0,25 еквивалента, т.е. разтворът ще бъде 0,25 N.

За това изчисление можете да използвате формулата:

N =P 1000/E V

Където Р - количество вещество в грамове; д - еквивалентна маса на веществото; V - обем на разтвора в милилитри.

ENа 2 с 3 =53.002, тогава нормалната концентрация на този разтвор

2,6501* 1000 / 53,002*200=0,25

5.Преизчисляване на концентрацията от един вид в друг.

В лабораторната практика често е необходимо да се преизчисли концентрацията на наличните разтвори от една единица в друга. Когато преобразувате процентната концентрация в моларна концентрация и обратно, е необходимо да запомните, че процентната концентрация се изчислява за определена маса на разтвора, а моларната и нормалната концентрация се изчисляват за обема, следователно за преобразуване трябва да познайте плътността на разтвора.

Плътността на разтвора се дава в справочниците в съответните таблици или се измерва с хидрометър. Ако обозначим: СЪС- процентна концентрация; М- моларна концентрация; N - нормална концентрация; д- плътност на разтвора; д- еквивалентна маса; м- моларна маса, тогава формулите за преобразуване от процентна концентрация в моларна и нормална концентрация ще бъдат както следва:

Пример 1. Каква е моларната и нормалната концентрация на 12% разтвор на сярна киселина, чиято плътност е d = l,08 g/cm??

Решение.Моларната маса на сярната киселина е 98. Следователно,

E n 2, така че 4 =98:2=49.

Замествайки необходимите стойности във формулите, получаваме:

1) моларната концентрация на 12% разтвор на сярна киселина е равна на

M=12*1.08 *10/98=1.32 M;

2) нормалната концентрация на 12% разтвор на сярна киселина е

N= 12*1.08*10/49= 2.64 n.

Пример 2. Каква е процентната концентрация на 1 N. разтвор на солна киселина, чиято плътност е 1,013?

Решение.Моларната маса на HCI е 36,5, следователно Ens1 = 36,5. От горната формула (2) получаваме:

следователно процентната концентрация е 1 N. разтвор на солна киселина е равен на

36,5*1/ 1,013*10 =3,6%

Понякога в лабораторната практика е необходимо моларната концентрация да се преизчисли до нормална и обратно. Ако еквивалентната маса на дадено вещество е равна на моларната маса (например KOH), тогава нормалната концентрация е равна на моларната концентрация. И така, 1 n. разтвор на солна киселина ще бъде едновременно 1 М разтвор. За повечето съединения обаче еквивалентната маса не е равна на моларната маса и следователно нормалната концентрация на разтвори на тези вещества не е равна на моларната концентрация. За преобразуване от една концентрация в друга можем да използваме формулите:

M = (NE)/m; N=M(m/E)

Пример 3. Нормална концентрация на 1М разтвор на сярна киселина Отговор-2М

Пример 4, Моларна концентрация 0,5 N. Разтвор на Na 2 CO 3 Отговор - 0.25H

Когато преобразувате процентната концентрация в моларна концентрация и обратно, е необходимо да запомните, че процентната концентрация се изчислява за определена маса разтвор, а моларната и нормална концентрация се изчисляват за обем, следователно за преобразуване трябва да знаете плътността на решение. Ако обозначим: c - процентна концентрация; M - моларна концентрация; N - нормална концентрация; e - еквивалентна маса, r - плътност на разтвора; m е моларна маса, тогава формулите за преобразуване от процентна концентрация ще бъдат както следва:

M = (s p 10)/m
N = (c p 10)/e

Същите формули могат да се използват, ако трябва да преобразувате нормална или моларна концентрация в проценти.

Понякога в лабораторната практика е необходимо моларната концентрация да се преизчисли до нормална и обратно. Ако еквивалентната маса на дадено вещество е равна на моларната маса (например за HCl, KCl, KOH), тогава нормалната концентрация е равна на моларната концентрация. И така, 1 n. разтвор на солна киселина ще бъде едновременно 1 М разтвор. За повечето съединения обаче еквивалентната маса не е равна на моларната маса и следователно нормалната концентрация на разтвори на тези вещества не е равна на моларната концентрация.
За да преобразувате от една концентрация в друга, можете да използвате следните формули:

M = (N E)/m
N = (M m)/E

Закон за смесване на разтвори

Количествата на смесените разтвори са обратно пропорционални на абсолютните разлики между техните концентрации и концентрацията на получения разтвор.

Законът за смесване може да се изрази с математическа формула:

mA/mB =С-b/а-с,

където mA, mB са количествата разтвори А и В, взети за смесване;

a, b, c - съответно концентрациите на разтвори А и В и разтвора, получен в резултат на смесване. Ако концентрацията е изразена в %, тогава количествата смесени разтвори трябва да се вземат в тегловни единици; ако концентрациите се вземат в молове или нормали, тогава количествата на смесените разтвори трябва да бъдат изразени само в литри.

За по-лесно използване правила за смесванеПриложи правило на кръста:

m1 / m2 = (w3 – w2) / (w1 – w3)

За да направите това, извадете по-малката диагонално от по-голямата стойност на концентрация, получавайки (w 1 – w 3), w 1 > w 3 и (w 3 – w 2), w 3 > w 2. След това се съставя и изчислява съотношението на масата на първоначалните разтвори m 1 / m 2.

Пример
Определете масите на първоначалните разтвори с масови части на натриев хидроксид от 5% и 40%, ако смесването им доведе до разтвор с тегло 210 g с масова част от натриев хидроксид 10%.

5 / 30 = m 1 / (210 - m 1)
1/6 = m 1 / (210 – m 1)
210 – m 1 = 6m 1
7m 1 = 210
m1 =30 g; m 2 = 210 – m 1 = 210 – 30 = 180 g

Основни понятия и термини на титриметричния анализ.

Титрант -разтвор на реагент с известна концентрация (стандартен разтвор).

Стандартно решение– Първичните вторични стандартни разтвори се разграничават според метода на приготвяне. Първичният се приготвя чрез разтваряне на точно определено количество чист химикал в определено количество разтворител. Вторичният се приготвя при приблизителна концентрация и концентрацията му се определя с помощта на първичния стандарт.

Точка на еквивалентност– момента, в който добавеният обем на работния разтвор съдържа количество вещество, еквивалентно на количеството на определяното вещество.

Цел на титруването- точно измерване на обемите на два разтвора, съдържащи еквивалентно количество вещество

Директно титруване– това е титруване на определено вещество „А” директно с титрант „В”. Използва се, ако реакцията между „А” и „Б” протича бързо.

Решения

Концепцията за разтвори и разтворимост

Методи за изразяване на концентрацията на разтворите. Понятието грам еквивалент.

Изчисления за приготвяне на разтвори на соли и киселини

Преизчисляване на концентрацията от един вид в друг.

Разтвори за смесване и разреждане

Техника за приготвяне на разтвори.

Приготвяне на солеви разтвори

Приготвяне на киселинни разтвори

Приготвяне на базови разтвори

Приготвяне на работен разтвор от фиксанал.

Приблизителни решения. В повечето случаи лабораторията трябва да използва солна, сярна и азотна киселина. Киселините се предлагат в търговската мрежа под формата на концентрирани разтвори, чийто процент се определя от тяхната плътност.

Използваните в лабораторията киселини са технически и чисти. Техническите киселини съдържат примеси и поради това не се използват в аналитичната работа.

Концентрираната солна киселина дими във въздуха, така че трябва да работите с него в абсорбатор. Най-концентрираната солна киселина е с плътност 1,2 g/cm3 и съдържа 39,11% хлороводород.

Разреждането на киселината се извършва съгласно изчислението, описано по-горе.

Пример. Трябва да приготвите 1 литър 5% разтвор на солна киселина, като използвате разтвор с плътност 1,19 g/cm3. От справочника откриваме, че 5% разтвор има плътност 1,024 g/cm3; следователно 1 литър от него ще тежи 1,024 * 1000 = 1024 g. Това количество трябва да съдържа чист хлороводород:

Киселина с плътност 1,19 g/cm3 съдържа 37,23% HCl (намираме го и от справочника). За да разберете колко от тази киселина трябва да се приема, съставете пропорцията:

или 137,5/1,19 = 115,5 киселина с плътност 1,19 g/cm3 След измерване на 116 ml киселинен разтвор доведете обема му до 1 литър.

Сярната киселина също се разрежда. Когато го разреждате, не забравяйте, че трябва да добавите киселина към водата, а не обратното. При разреждане се получава силно нагряване и ако добавите вода към киселината, тя може да се пръсне, което е опасно, тъй като сярната киселина причинява тежки изгаряния. Ако киселината попадне върху дрехи или обувки, трябва бързо да измиете обилно обилно вода, след което да неутрализирате киселината с натриев карбонат или разтвор на амоняк. В случай на контакт с кожата на ръцете или лицето, незабавно измийте мястото обилно с вода.

Изисква се особено внимание при работа с олеум, който е монохидрат на сярна киселина, наситен със серен анхидрид SO3. Според съдържанието на последния олеумът се предлага в няколко концентрации.

Трябва да се помни, че при леко охлаждане олеумът кристализира и е в течно състояние само при стайна температура. Във въздуха той пуши, освобождавайки SO3, който образува пари на сярна киселина при взаимодействие с влагата на въздуха.

Много е трудно да се прехвърли олеум от големи в малки контейнери. Тази операция трябва да се извърши или на течение, или на въздух, но където получената сярна киселина и SO3 не могат да имат вредно въздействие върху хората и околните предмети.

Ако олеумът се е втвърдил, първо трябва да се загрее, като съдът с него се постави в топло помещение. Когато олеумът се разтопи и се превърне в мазна течност, той трябва да се извади на въздух и след това да се излее в по-малък съд, като се използва методът на изстискване с въздух (сух) или инертен газ (азот).

Когато азотната киселина се смеси с вода, също се получава нагряване (макар и не толкова силно, колкото в случая със сярната киселина) и затова трябва да се вземат предпазни мерки при работа с нея.

В лабораторната практика се използват твърди органични киселини. Работата с тях е много по-проста и удобна от течните. В този случай трябва да се внимава само киселините да не са замърсени с нещо чуждо. Ако е необходимо, твърдите органични киселини се пречистват чрез прекристализация (виж глава 15 „Кристализация“),

Прецизни решения. Прецизни киселинни разтвориТе се приготвят по същия начин като приблизителните, с единствената разлика, че първоначално се стремят да получат разтвор с малко по-висока концентрация, така че по-късно да се разреди точно според изчисленията. За прецизни разтвори се използват само химически чисти препарати.

Необходимото количество концентрирани киселини обикновено се взема по обем, изчислен въз основа на плътността.

Пример. Трябва да подготвите 0,1 и. разтвор на H2SO4. Това означава, че 1 литър разтвор трябва да съдържа:

Киселина с плътност 1,84 g/cmg съдържа 95,6% H2SO4 n за приготвяне на 1 литър от 0,1 n. от разтвора трябва да вземете следното количество (x) от него (в g):

Съответният обем киселина ще бъде:

След измерване на точно 2,8 ml киселина от бюретата, тя се разрежда до 1 литър в мерителна колба и след това се титрува с алкален разтвор, за да се установи нормалността на получения разтвор. Ако разтворът се окаже по-концентриран), изчисленото количество вода се добавя към него от бюрета. Например, по време на титруване беше установено, че 1 ml от 6,1 N. Разтворът на H2SO4 съдържа не 0,0049 g H2SO4, а 0,0051 g. За да се изчисли необходимото количество вода за приготвяне на точно 0,1 N. разтвор, съставете пропорцията:

Изчислението показва, че този обем е 1041 ml; към разтвора трябва да се добавят 1041 - 1000 = 41 ml вода. Трябва също така да вземете предвид количеството разтвор, взет за титруване. Нека се вземат 20 ml, което е 20/1000 = 0,02 от наличния обем. Следователно трябва да добавите не 41 ml вода, а по-малко: 41 - (41 * 0,02) = = 41 -0,8 = 40,2 ml.

* За измерване на киселината използвайте добре изсушена бюрета със заточен спирателен кран. .

Коригираният разтвор трябва да се провери отново за съдържанието на веществото, взето за разтваряне. Точни разтвори на солна киселина се приготвят и чрез метода на йонообмен на базата на точно изчислена проба от натриев хлорид. Пробата, изчислена и претеглена на аналитични везни, се разтваря в дестилирана или деминерализирана вода и полученият разтвор се пропуска през хроматографска колона, пълна с катионен обменник в Н-форма. Разтворът, изтичащ от колоната, ще съдържа еквивалентно количество HCl.

Като правило, точни (или титрувани) разтвори трябва да се съхраняват в плътно затворени колби. В запушалката на съда трябва да се постави епруветка с калциев хлорид, напълнена с натриева вар или аскарит в случай на алкален разтвор и с калциев хлорид. или просто памучна вата в случай на киселина.

За да се провери нормалността на киселините, често се използва калциниран натриев карбонат Na2COs. Той обаче е хигроскопичен и затова не отговаря напълно на изискванията на анализаторите. Много по-удобно е да се използва за тези цели киселинен калиев карбонат KHCO3, изсушен в ексикатор над CaCl2.

При титруване е полезно да се използва "свидетел", за приготвянето на който се добавят една капка киселина (ако се титрува основа) или основа (ако се титрува киселина) и толкова капки индикаторен разтвор, колкото към титрувания разтвор се добавят към дестилирана или деминерализирана вода.

Приготвянето на емпирични, в зависимост от определяното вещество, и стандартни разтвори на киселини се извършва чрез изчисление, като се използват формулите, дадени за тези и описаните по-горе случаи.

Изпратете добрата си работа в базата от знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Публикувано на http://www.allbest.ru/

Министерство на образованието и науката на Руската федерация

Федерална държавна бюджетна образователна институция за висше професионално образование

"Южен Уралски държавен университет"

(национален изследователски университет)

Катедра Технологии и обществено хранене

Приготвяне на киселинни разтвори

Изпълнено от: Шарапова V.N.

Проверен от: Сидоренкова Л.А.

Челябинск 2014 г

1. Приготвяне на киселинни разтвори
2. Изчисления при приготвяне на разтвори и характеристики на приготвяне на разтвори с различни концентрации
2.1 Изчисления за приготвяне на разтвори с нормална концентрация
2.2 Изчисления при приготвяне на разтвори, чиято концентрация се изразява в грамове на 1 l
2.3 Изчисления при приготвяне на разтвори с определена процентна концентрация

1. Приготвяне на киселинни разтвори

При неутрализационните анализи се използва 0,1 N. и 0,5 n. точни разтвори на сярна и солна киселина, а в други методи за анализ, например редокс, често се използва 2 N. приблизителни разтвори на тези киселини.

За бързо приготвяне на точни разтвори е удобно да се използват фиксали, които са претеглени порции (0,1 g-equiv или 0,01 g-equiv) от химически чисти вещества, претеглени с точност от четири до пет значими цифри, разположени в запечатани стъклени ампули. При приготвяне на 1л. разтвор от фиксанал се получава 0,1 N. или 0,01 n. решения. Малки количества разтвори на солна и сярна киселина 0,1 N. концентрации могат да се приготвят от фиксанали. Стандартни разтвори, приготвени от фиксанали, обикновено се използват за установяване или проверка на концентрацията на други разтвори. Фиксаналните киселини могат да се съхраняват дълго време.

За да приготвите точен разтвор от фиксанал, измийте ампулата с топла вода, измийте надписа или етикета от нея и я избършете добре. Ако надписът е направен с боя, тогава той се отстранява с кърпа, навлажнена с алкохол. В мерителна колба от 1 литър. поставете стъклена фуния и в нея стъклен ударник, чийто остър край трябва да е насочен нагоре. След това ампулата с фиксанал се удря леко с тънкото си дъно по върха на ударника или се оставя да падне свободно, така че дъното да се счупи при удар с върха. След това с помощта на стъклена игла със заострен край разбиват тънката стена на вдлъбнатината в горната част на ампулата и позволяват на съдържащата се в ампулата течност да изтече. След това ампулата, разположена във фунията, се измива обилно с дестилирана вода от промивката, след което се изважда от фунията, фунията се измива и изважда от колбата и разтворът в колбата се добавя до марката с дестилирана вода , затваря се и се смесва.

Когато приготвяте разтвори от сухи фиксали (например от фиксанал на оксалова киселина), вземете суха фуния, така че съдържанието на ампулата да може да се излее в колбата с леко разклащане. След като веществото се прехвърли в колбата, измийте ампулата и фунията, разтворете веществото във водата в колбата и доведете обема на разтвора до марката с дестилирана вода.

Големи количества 0,1 н. и 0,5 n. разтвори на солна и сярна киселина, както и приблизителни разтвори на тези киселини (2 N и др.) се приготвят от концентрирани химически чисти киселини. Първо, плътността на концентрираната киселина се определя с помощта на хидрометър или денсиметър.

Въз основа на плътността в референтните таблици се намира концентрацията на киселината (съдържанието на хлороводород в солна киселина или монохидрат в сярна киселина), изразена в грамове на 1 литър. Формулите се използват за изчисляване на обема концентрирана киселина, необходим за приготвяне на даден обем киселина с подходяща концентрация. Изчислението се извършва с точност до две или три значещи цифри. Количеството вода за приготвяне на разтвора се определя от разликата в обемите на разтвора и концентрираната киселина.

Таблица 1. Плътност и концентрация на разтвори на солна киселина (15°C)

Плътност g/cm3		Плътност g/cm3

Таблица.2 Плътност и концентрация на разтвори на сярна киселина (15°C)

Плътност g/cm3

Разтвор на солна киселина се приготвя, като в съд за приготвяне на разтвора се налива половината от необходимото количество дестилирана вода и след това концентрирана киселина; След смесване разтворът се долива до пълния обем с останалото количество вода. Използвайте част от втората порция вода, за да изплакнете чашата, използвана за измерване на киселината.

Разтвор на сярна киселина се приготвя чрез бавно изливане на концентрирана киселина при непрекъснато разбъркване (за да се предотврати нагряване) към вода, излята в топлоустойчив стъклен съд. В този случай се оставя малко количество вода за изплакване на чашата, с която е измерена киселината, като този остатък се излива в разтвора, след като се охлади.

Понякога за химически анализ се използват разтвори на твърди киселини (оксалова, винена и др.). Тези разтвори се приготвят чрез разтваряне на проба от химически чиста киселина в дестилирана вода.

Масата на проба киселина се изчислява по формулата. Обемът вода за разтваряне се взема приблизително равен на обема на разтвора (ако разтварянето не се извършва в мерителна колба). За разтваряне на тези киселини се използва вода, която не съдържа въглероден диоксид.

В таблицата по плътност намираме съдържанието на хлороводород HCl в концентрирана киселина: Гк = 315 g/l.

Изчисляваме обема на концентриран разтвор на солна киселина:

V c = 36,5N*V / T c = 36,5*0,1*10000 / 315 = 315 ml.

Количество вода, необходимо за приготвяне на разтвора:

V H2O = 10000 - 115 = 9885 ml.

Тегло на проба от оксалова киселина H2C2O4*2H2O:

63.03N*V / 1000 = 63.03*0.1*3000 / 1000 = 12.6 g.

Установяване на концентрацията на работни киселинни разтвориможе да се извърши с натриев карбонат, боракс, прецизен алкален разтвор (титруван или приготвен от фиксанал). При установяване на концентрацията на разтвори на солна или сярна киселина с помощта на натриев карбонат или боракс, те използват метода на титруване на претеглени порции или (по-рядко) метода на пипетиране. При използване на метода на титруване се използват бюрети с вместимост 50 или 25 ml.

При определяне на концентрацията на киселини изборът на индикатор е от голямо значение. Титруването се извършва в присъствието на индикатор, в който преходът на цвета се извършва в диапазона на рН, съответстващ на точката на еквивалентност за химическата реакция, протичаща по време на титруване. Когато силна киселина взаимодейства със силна основа, като индикатори могат да се използват метилово оранжево, метилово червено, фенолфталеин и други, при които цветният преход става при рН = 4:10.

Когато силна киселина взаимодейства със слаба основа или със соли на слаби киселини и силни основи, тези, при които цветният преход се извършва в кисела среда, например метилоранж, се използват като индикатори. Когато слабите киселини взаимодействат със силни алкали, се използват индикатори, при които цветният преход се извършва в алкална среда, например фенолфталеин. Концентрацията на разтвор не може да се определи чрез титруване, ако слаба киселина реагира със слаба основа по време на титруване.

При установяване на концентрацията на солна или сярна киселина на базата на натриев карбонатНа аналитични везни в отделни бутилки се вземат три или четири претеглени порции безводен химически чист натриев карбонат с точност до 0,0002 g, за да се установи концентрация от 0,1 N. разтвор чрез титруване от бюрета с вместимост 50 ml, масата на пробата трябва да бъде около 0,15 g. Чрез сушене в пещ при 150 ° C пробите се довеждат до постоянно тегло и след това се прехвърлят в конични колби с вместимост 200-250 мл и се разтваря в 25 мл дестилирана вода. Бутилките с карбонатни остатъци се претеглят и от разликата в масата се определя точната маса на всяка проба.

Титруването на разтвор на натриев карбонат с киселина се извършва в присъствието на 1-2 капки от 0,1% разтвор на метилоранж (титруването завършва в кисела среда), докато жълтият цвят на разтвора се промени в оранжево-жълт. При титруване е полезно да се използва "свидетел" разтвор, за приготвянето на който една капка киселина от бюрета и толкова капки индикатор, колкото се добавя към титрувания разтвор, се добавят към дестилирана вода, налята в същата колба. като колбата, в която се извършва титруването.

Обемът на дестилирана вода за приготвяне на "свидетелския" разтвор трябва да бъде приблизително равен на обема на разтвора в колбата в края на титруването.

Нормалната концентрация на киселина се изчислява от резултатите от титруването:

N = 1000m N/E Na2CO3 V = 1000m N/52.99V

където m n е масата на проба от сода, g;

V е обемът на киселинния разтвор (ml), изразходван за титруване.

Средната конвергентна стойност на концентрацията е взета от няколко експеримента.

Очакваме да използваме около 20 ml киселина за титруване.

Тегло на пробата сода:

52,99 * 0,1 * 20 / 1000 = 0,1 g.

Пример 4. Проба от 0,1482 g натриев карбонат се титрува с 28,20 ml разтвор на солна киселина. Определете концентрацията на киселината.

Нормална концентрация на солна киселина:

1000 * 0,1482 / 52,99 * 28,2 = 0,1012 n.

При определяне на концентрацията на киселинен разтвор по отношение на натриев карбонат чрез пипетиране, проба от химически чист натриев карбонат, предварително доведена до постоянна маса чрез изсушаване в пещ и претеглена с точност до 0,0002 g, се разтваря в дестилирана вода в калибрирана мерителна колба с вместимост 100 ml.

Размерът на пробата при настройка на концентрацията на 0,1 N. киселинният разтвор трябва да бъде около 0,5 g (за да се получи приблизително 0,1 N разтвор при разтваряне). За титруване се пипетират 10-25 ml разтвор на натриев карбонат (в зависимост от капацитета на бюретата) и 1-2 капки 0,1% разтвор на метилоранж.

Методът на пипетиране често се използва за определяне на концентрацията на разтвори, като се използват полумикробюрети от 10 ml с деления от 0,02 ml.

Нормалната концентрация на киселинен разтвор, установена чрез пипетиране с натриев карбонат, се изчислява по формулата:

N = 1000m n V 1 / 52,99 V до V 2,

където m n е масата на проба от натриев карбонат, g;

V 1 - обемът на карбонатния разтвор, взет за титруване, ml;

V k е обемът на мерителната колба, в която е разтворена карбонатната проба;

V 2 е обемът на киселинния разтвор, изразходван за титруване.

Пример 5. Определете концентрацията на разтвор на сярна киселина, ако за нейното установяване 0,5122 g натриев карбонат са разтворени в мерителна колба от 100,00 ml и са използвани 14,70 ml разтвор на киселина за титруване на 15,00 ml разтвор на карбонат (като се използва бюрета с вместимост 25 ml).

Нормална концентрация на разтвор на сярна киселина:

1000 * 0,5122 * 15 / 52,99 * 100 * 14,7 = 0,09860 n.

При установяване на концентрацията на сярна или солна киселина с помощта на натриев тетраборат (боракс)Обикновено се използва методът на титруване. Кристалният хидрат на боракс Na 2 B 4 O 7 * 10H 2 O трябва да бъде химически чист и преди определяне на концентрацията на киселина се подлага на прекристализация. За прекристализация 50 g боракс се разтварят в 275 ml вода при 50-60°C; разтворът се филтрира и охлажда до 25-30°С. Енергичното разбъркване на разтвора предизвиква кристализация. Кристалите се филтрират върху фуния на Бюхнер, разтварят се отново и прекристализират. След филтриране, кристалите се сушат между листове филтърна хартия при температура на въздуха 20°С и относителна влажност 70%; сушенето се извършва на въздух или в ексикатор над наситен разтвор на натриев хлорид. Изсъхналите кристали не трябва да залепват по стъклената пръчка.

За титруване 3-4 проби от боракс се вземат последователно в чаша с точност до 0,0002 g и се прехвърлят в конични титруващи колби, като всяка проба се разтваря в 40-50 ml топла вода с енергично разклащане. След прехвърляне на всяка проба от бутилката в колбата, бутилката се претегля. Въз основа на разликата в масата по време на претеглянето се определя размерът на всяка проба. Размерът на отделна проба от боракс за установяване на концентрация от 0,1 N. киселинният разтвор при използване на бюрета с вместимост 50 ml трябва да бъде около 0,5 g.

Титруването на разтвори на боракс с киселина се извършва в присъствието на 1-2 капки от 0,1% разтвор на метилово червено, докато жълтият цвят на разтвора се промени в оранжево-червен или в присъствието на разтвор на смесен индикатор, състоящ се от метилово червено и метиленово синьо.

Нормалната концентрация на киселинен разтвор се изчислява по формулата:

N = 1000m n / 190.69V,

където m n е масата на пробата боракс, g;

V е обемът на киселинния разтвор, изразходван за титруване, ml.

Предполага се, че 15 ml киселинен разтвор ще бъдат използвани за титруване.

Тегло на пробата боракс:

190,69 * 0,1 * 15 / 1000 = 0,3 g.

Пример 7. Намерете концентрацията на разтвора на солна киселина, ако 24,38 ml солна киселина са използвани за титруване на 0,4952 g проба от боракс.

1000 * 0,4952 / 190,624,38 = 0,1068

Определяне на концентрацията на киселина с помощта на разтвор на натриев хидроксидили каустичен калий се извършва чрез титруване на алкален разтвор с киселинен разтвор в присъствието на 1-2 капки 0,1% разтвор на метилоранж. Въпреки това, този метод за определяне на концентрацията на киселина е по-малко точен от горния. Обикновено се използва при контролни тестове на киселинни концентрации. Като изходен разтвор често се използва алкален разтвор, приготвен от фиксанал.

Нормалната концентрация на киселинен разтвор N2 се изчислява по формулата:

N 2 = N 1 V 1 / V 2,

където N 1 е нормалната концентрация на алкалния разтвор;

V 1 - обемът на алкален разтвор, взет за титруване;

V 2 е обемът на киселинния разтвор, изразходван за титруване (средна стойност на резултатите от конвергентното титруване).

Пример 8. Определете концентрацията на разтвор на сярна киселина, ако се титруват 25,00 ml от 0,1000 N. разтвор на натриев хидроксид са изразходвани 25,43 ml разтвор на сярна киселина.

Концентрация на киселинен разтвор:

0,1 * 25 / 25,43 = 0,09828 n.

2. Изчисления при приготвяне на разтвори и характеристики на приготвяне на разтвори с различни концентрации

чаша за концентрация на разтвор на киселина

Точността на изчисленията при приготвяне на разтвори зависи от вида на приготвения разтвор: приблизителен или точен. При изчисляване на приблизителните разтвори атомните и молекулните маси се закръглят до три значещи цифри. Така, например, атомната маса на хлора се приема за 35,5 вместо 35,453, атомната маса на водорода е 1,0 вместо 1,00797 и т.н. Закръгляването обикновено се прави нагоре.

При изготвянето на стандартни разтвори изчисленията се извършват с точност до пет значими цифри. Атомните маси на елементите се вземат със същата точност. При извършване на изчисления се използват петцифрени или четирицифрени логаритми. Разтворите, чиято концентрация след това ще се определи чрез титруване, се приготвят по същия начин като приблизителните.

Разтворите могат да се приготвят чрез разтваряне на твърди вещества, течности или разреждане на по-концентрирани разтвори.

2.1 Изчисления за приготвяне на разтвори с нормална концентрация

Претегленото количество вещество (g) за приготвяне на разтвор с определена нормалност се изчислява по формулата:

m n =ENV/1000,

където Е е химическият еквивалент на разтворимото вещество;

N е необходимата нормалност на разтвора, g-eq/l;

V - обем на разтвора, ml.

Претеглената част от веществото обикновено се разтваря в мерителна колба. Разредени приблизителни разтвори могат да се приготвят чрез разтваряне на проба от веществото в обем разтворител, равен на обема на разтвора. Този обем може да се измери с градуиран цилиндър или чаша.

Ако се приготвя разтвор от проба от кристален хидрат на вещество, тогава стойността на химичния еквивалент на кристалния хидрат се замества в изчислителното уравнение, за да се определи пробата.

Когато се приготвя разтвор с определена нормална концентрация чрез разреждане на по-концентриран разтвор, обемът на концентрирания разтвор (ml) се изчислява по формулата:

V k = ENV/T k,

където Tk е концентрацията на концентрирания разтвор, g/l, или:

където Nk е нормалността на концентрирания разтвор, или:

V до =ENV/10 p до d до,

където p k е процентната концентрация на концентрирания разтвор;

dk е плътността на концентрирания разтвор, g/cm3.

Концентрираните разтвори се разреждат в мерителни колби. При приготвяне на точни разтвори (например стандартни разтвори от по-концентриран стандартен разтвор), концентрираните разтвори се измерват с пипети или се изливат от бюрети. Когато се приготвят приблизителни разтвори, разреждането може да се извърши чрез смесване на концентрирания разтвор с обем вода, равен на разликата между обемите на разредения и концентрирания разтвор:

2.2 Изчисления при приготвяне на разтвори, чиято концентрация се изразява в грамове на 1 l

Теглото на веществото (g) за такива разтвори се изчислява по формулата:

където Т е концентрацията на разтвора, g/l;

V - обем на разтвора, ml.

Разтварянето на веществото обикновено се извършва в мерителна колба, като обемът на разтвора след разтваряне се довежда до марката. Приблизителни разтвори могат да се приготвят чрез разтваряне на проба в обем вода, равен на обема на разтвора.

Ако разтвор се приготвя от проба от кристален хидрат и концентрацията на разтвора се изразява на базата на безводно вещество, размерът на пробата от кристален хидрат се изчислява по формулата:

m n =TVM k /1000M,

където Mk е молекулното тегло на кристалния хидрат;

При приготвяне на разтвори чрез разреждане на по-концентрирани, обемът на концентрирания разтвор се определя по формулата:

където T k е концентрацията на концентрирания разтвор, g/l, или:

V k =100VT/1000p k d k,

където p k е процентната концентрация на концентрирания разтвор;

d k - плътност на концентрирания разтвор, g/cm 3 ;

V k =VT/EN k,

където N k е нормалната концентрация на концентрирания разтвор; Е е химическият еквивалент на веществото.

Разтворите се приготвят по същия начин, както при приготвянето на разтвори с определена нормална концентрация чрез разреждане на по-концентрирани разтвори.

За приблизителни изчисления, свързани с приготвянето на разтвори чрез разреждане на по-концентрирани, можете да използвате правилото за разреждане („правило на кръста“), което гласи, че обемите на смесените разтвори са обратно пропорционални на разликите в концентрациите на смесените и разтворите, получени чрез смесване. Това се изразява с диаграми:

където N 1, T 1, N 3, T 3 са концентрациите на смесените разтвори;

N 2, T 2 - концентрация на разтвора, получен чрез смесване;

V 1, V 3 - обеми на смесени разтвори.

Ако разтворът се приготвя чрез разреждане на концентриран разтвор с вода, тогава N 3 = 0 или T 3 = 0. Например, за да се приготви разтвор с концентрация T 2 = 50 g/l от разтвори с концентрация T 1 = 100 g/ l и T 3 = 20 g/l е необходимо да се смеси обем от V 1 = 50 - 20 = 30 ml разтвор с концентрация 100 g/l и V 3 = 100 - 50 = 50 ml разтвор с концентрация 20 g/l:

2.3 Изчисления при приготвяне на разтвори с определена процентна концентрация

Масата на пробата (g) се изчислява по формулата:

където p е процентната концентрация на разтвора;

Q е масата на разтвора, g.

Ако е даден обемът на разтвора V, масата на разтвора се определя:

където d е плътността на разтвора, g / cm 3 (може да се намери в референтните таблици).

Масата на пробата за даден обем разтвор се изчислява:

Масата на водата за разтваряне на пробата се определя:

Тъй като масата на водата е числено приблизително равна на нейния обем, водата обикновено се измерва с помощта на измервателен цилиндър.

Ако разтворът се приготвя чрез разтваряне на кристалния хидрат на дадено вещество и концентрацията на разтвора се изразява като процент от безводното вещество, тогава масата на кристалния хидрат се изчислява по формулата:

m n =pQM k /100M,

където Mk е молекулното тегло на кристалния хидрат;

M е молекулното тегло на безводното вещество.

Удобно е да се приготвят разтвори чрез разреждане на по-концентрирани чрез измерване на определени обеми разтвори и вода, докато обемът на концентрирания разтвор се изчислява по формулата:

V k = pdV/p k d k,

където d k е плътността на концентрирания разтвор.

Разтворите с определена процентна концентрация се приготвят като приблизителни и затова проби от вещества с точност до две или три значими цифри се претеглят на технически везни, а за измерване на обеми се използват чаши или градуирани цилиндри.

Ако разтвор се получи чрез смесване на два други разтвора, единият от които има по-висока концентрация, а другият по-ниска, тогава масата на първоначалните разтвори може да се определи с помощта на правилото за разреждане ("правилото на кръста"), което за разтвори с определена процентна концентрация гласи: масите на смесените разтвори са обратно пропорционални на разликите в процентните концентрации на смесените и получените разтвори. Това правило е изразено чрез диаграмата:

Например, за да получите разтвор с концентрация p 2 = 10% от разтвори с концентрация p 1 = 20% и p 3 = 5%, трябва да смесите количеството на първоначалните разтвори: m 1 = 10-5 = 5 g от 20% разтвор и m 3 = 20 -10=10g от 5% разтвор. Познавайки плътността на разтворите, можете лесно да определите обемите, необходими за смесване.

Публикувано на Allbest.ru

Подобни документи

Характеристики на разтвори, съдържащи буферни системи и имащи способността да поддържат pH на постоянно ниво. Приложение на буферни разтвори и тяхната класификация. Същността на буферното действие. Буферни свойства на разтвори на силни киселини и основи.

тест, добавен на 28.10.2015 г

Класификация и особености на разтвори и разтворители. Участие на разтворителите в киселинно-алкални взаимодействия и техните резултати. Протеолитична теория на киселините и основите. Методи за изразяване на концентрацията на разтворите. Буферни разтвори и изчисляване на тяхното pH.

резюме, добавено на 23.01.2009 г

Константи и параметри, които определят качественото (фазовото) състояние и количествените характеристики на разтворите. Видове разтвори и техните специфични свойства. Методи за получаване на твърди разтвори. Характеристики на разтвори с евтектика. Разтвори на газове в течности.

резюме, добавено на 09/06/2013

Ролята на осмозата в биологичните процеси. Дифузионен процес за два разтвора. Формулиране на закона на Раул и последствията от него. Приложение на методите криоскопия и ебулиоскопия. Изотоничен коефициент на Вант Хоф. Колигативни свойства на електролитни разтвори.

резюме, добавено на 23.03.2013 г

Метод на киселинно-алкално титруване: понятие и съдържание, основни етапи и принципи на изпълнение, изисквания, основни условия и възможности за приложение. Изчисляване на pH на разтвори. Построяване на титруващи криви. Избор на индикатор и неговата обосновка.

презентация, добавена на 16.05.2014 г

Характеристики на методите на редокс титруване. Основни изисквания към реакциите, константа на равновесие. Характеристики на видовете редокс титруване, неговите показатели и криви. Приготвяне и стандартизиране на разтвори.

курсова работа, добавена на 25.12.2014 г

Класификация на методите за титриметричен анализ. Стъклария в титриметричния анализ и техники за работа с нея. Методи за изразяване на концентрацията на разтворите. Връзката между различните начини за изразяване на концентрацията на разтворите. Еквивалент на моларна концентрация.

резюме, добавено на 23.02.2011 г

Приготвяне на полимерни разтвори: процес на разтваряне на полимери; разтвори за филтриране и обезвъздушаване. Етапи на производство на филми от полимерен разтвор. Общи изисквания към пластификаторите. Подготовка на разтвора за формоване. Образуване на течен филм.

курсова работа, добавена на 01/04/2010

Класификация на методите за титраметричен анализ. Същността на метода "неутрализиране". Приготвяне на работни разтвори. Изчисляване на точки и построяване на киселинно-базови и редокс титруващи криви. Предимства и недостатъци на йодометрията.

курсова работа, добавена на 17.11.2013 г

Естество на разтвореното вещество и разтворителя. Методи за изразяване на концентрацията на разтворите. Влиянието на температурата върху разтворимостта на газове, течности и твърди вещества. Фактори, влияещи върху разтворимостта. Връзката между нормалност и моларност. Закони за решения.

При приготвяне на разтвори с процентна концентрация веществото се претегля на технико-химичен баланс, а течността се измерва с мерителен цилиндър. Затова, закачете го! вещества се изчисляват с точност до 0,1 g, а обемът на 1 течност с точност до 1 ml.

Преди да започнете да приготвяте разтвора, | необходимо е да се направи изчисление, т.е. да се изчисли количеството разтворено вещество и разтворител, за да се приготви определено количество разтвор с дадена концентрация.

ИЗЧИСЛЕНИЯ ПРИ ПРИГОТВЯНЕ НА СОЛНИ РАЗТВОРИ

Пример 1. Необходимо е да се приготвят 500 g 5% разтвор на калиев нитрат. 100 g от такъв разтвор съдържа 5 g KN0 3;1 Съставяме пропорцията:

100 g разтвор - 5 g KN0 3

500 » 1 - х» KN0 3

5-500 „_ х= -jQg- = 25 g.

Трябва да вземете 500-25 = 475 ml вода.

Пример 2. Необходимо е да се приготвят 500 g 5% разтвор на CaCl от солта CaCl 2 -6H 2 0. Първо, извършваме изчислението за безводната сол.

100 g разтвор - 5 g CaCl 2 500 "" - х "CaCl 2 5-500 _ x = 100 = 25 g -

Моларна маса на CaCl 2 = 111, моларна маса на CaCl 2 - 6H 2 0 = 219*. Следователно 219 g CaCl 2 -6H 2 O съдържат 111 g CaCl 2. Да направим пропорция:

219 g CaCl 2 -6H 2 0-111 g CaCl 2

х » CaС1 2 -6Н 2 0- 26 » CaCI,

219-25 х = -jjj- = 49,3 g.

ИЗЧИСЛЕНИЯ ПРИ ПРИГОТВЯНЕ НА КИСЕЛИНИ РАЗТВОРИ

Пример 1. Необходимо е да се приготвят 500 g 10% разтвор на солна киселина от наличната 58% киселина, чиято плътност е d = l.19.

1. Намерете количеството чист хлороводород, което трябва да бъде в приготвения киселинен разтвор:

100 g разтвор -10 g НС1 500 "" - х » NS1 500-10 * = 100 = 50 g -

* За изчисляване на разтвори с процентна моларна концентрация, масата се закръгля до цели числа.

2. Намерете броя на грамовете концентриран)
киселина, която ще съдържа 50 g НС1:

100 g киселина - 38 g НС1 х » » -50 » NS1 100 50

х gg— » = 131,6 G.

3. Намерете обема, който заема това количество 1
киселини:

V — -— 131 ‘ 6 110 6 sch

4. Количеството разтворител (вода) е 500-;
-131,6 = 368,4 g, или 368,4 ml. Тъй като необходимото съ-
Количеството вода и киселина се измерва с помощта на мерителен цилиндър.
ром, тогава десети от милилитъра не се вземат предвид
ут. Следователно, за да приготвите 500 g 10% разтвор
За солна киселина трябва да вземете 111 ml солна I
киселина и 368 ml вода.

Пример 2.Обикновено, когато се правят изчисления за приготвяне на киселини, се използват стандартни таблици, които показват процентното съдържание на киселинния разтвор, плътността на този разтвор при определена температура и броя на грамовете на тази киселина, съдържащи се в 1 литър разтвор на тази концентрация (вижте Приложение V). В този случай изчислението е опростено. Количеството приготвен киселинен разтвор може да се изчисли за определен обем.

Например, трябва да приготвите 500 ml 10% разтвор на солна киселина на базата на концентриран 38% j разтвор. Според таблиците установяваме, че 10% разтвор на солна киселина съдържа 104,7 g НС1 в 1 литър разтвор. Трябва да приготвим 500 ml, следователно разтворът трябва да съдържа 104,7:2 = 52,35 g H O .

Нека изчислим колко трябва да приемате концентриран азкиселини. Според таблицата 1 литър концентрирана НС1 съдържа 451,6 g НС1. Съставяме пропорцията: 1000 ml - 451,6 g НС1 х » -52.35 » NS1

1000-52,35 x = 451,6 = "5 ml.

Количеството вода е 500-115 = 385 мл.

Следователно, за да приготвите 500 ml 10% разтвор на солна киселина, трябва да вземете 115 ml концентриран разтвор на НС1 и 385 ml вода.

В таблицата по плътност намираме съдържанието на хлороводород HCl в концентрирана киселина: Гк = 315 g/l.

Изчисляваме обема на концентриран разтвор на солна киселина:

V k = 36,5N V / T k = 36,5 0,1 10000 / 315 = 315 мл.

Количество вода, необходимо за приготвяне на разтвора:

V H 2 O = 10000 - 115 = 9885 ml.

Тегло на проба от оксалова киселина H2C2O4 · 2H2O:

63.03N V / 1000 = 63.03 0.1 3000 / 1000 = 12.6 g.

Нормалната концентрация на киселина се изчислява от резултатите от титруването:

N = 1000m N/E Na 2 CO 3 V = 1000m N/52.99V

където m n е масата на проба от сода, g;

V е обемът на киселинния разтвор (ml), изразходван за титруване.

Средната конвергентна стойност на концентрацията е взета от няколко експеримента.

Очакваме да използваме около 20 ml киселина за титруване.

Тегло на пробата сода:

52,99 0,1 20 / 1000 = 0,1 g.

Пример 4.Проба от 0,1482 g натриев карбонат се титрува с 28,20 ml разтвор на солна киселина. Определете концентрацията на киселината.

Нормална концентрация на солна киселина:

1000 0,1482 / 52,99 28,2 = 0,1012 n.

N = 1000m n V 1 / 52,99 V до V 2,

където m n е масата на проба от натриев карбонат, g;

V 1 - обемът на карбонатния разтвор, взет за титруване, ml;

V k е обемът на мерителната колба, в която е разтворена карбонатната проба;

V 2 е обемът на киселинния разтвор, изразходван за титруване.

Пример 5.Определете концентрацията на разтвор на сярна киселина, ако за нейното установяване 0,5122 g натриев карбонат са разтворени в мерителна колба от 100,00 ml и са използвани 14,70 ml разтвор на киселина за титруване на 15,00 ml разтвор на карбонат (като се използва бюрета с вместимост 25 ml).

Нормална концентрация на разтвор на сярна киселина:

1000 0,5122 15 / 52,99 100 14,7 = 0,09860 n.

При установяване на концентрацията на сярна или солна киселина с помощта на натриев тетраборат (боракс)Обикновено се използва методът на титруване. Кристалният хидрат на боракс Na 2 B 4 O 7 10H 2 O трябва да бъде химически чист и преди да се определи концентрацията на киселина, той се подлага на прекристализация. За прекристализация 50 g боракс се разтварят в 275 ml вода при 50-60°C; разтворът се филтрира и охлажда до 25-30°С. Енергичното разбъркване на разтвора предизвиква кристализация. Кристалите се филтрират върху фуния на Бюхнер, разтварят се отново и прекристализират. След филтриране, кристалите се сушат между листове филтърна хартия при температура на въздуха 20°С и относителна влажност 70%; сушенето се извършва на въздух или в ексикатор над наситен разтвор на натриев хлорид. Изсъхналите кристали не трябва да залепват по стъклената пръчка.

Нормалната концентрация на киселинен разтвор се изчислява по формулата:

N = 1000m n / 190.69V,

където m n е масата на пробата боракс, g;

V е обемът на киселинния разтвор, изразходван за титруване, ml.

Предполага се, че 15 ml киселинен разтвор ще бъдат използвани за титруване.

Тегло на пробата боракс:

190,69 0,1 15 / 1000 = 0,3 g.

Пример 7.Намерете концентрацията на разтвора на солна киселина, ако 24,38 ml солна киселина са използвани за титруване на 0,4952 g проба от боракс.

1000 0,4952 / 190,624,38 = 0,1068

Нормалната концентрация на киселинен разтвор N2 се изчислява по формулата:

N 2 = N 1 V 1 / V 2,

където N 1 е нормалната концентрация на алкалния разтвор;

V 1 - обемът на алкален разтвор, взет за титруване;

Пример 8.Определете концентрацията на разтвор на сярна киселина, ако се титруват 25,00 ml от 0,1000 N. разтвор на натриев хидроксид са изразходвани 25,43 ml разтвор на сярна киселина.

Концентрация на киселинен разтвор.

Дял: