Загальні властивості розчинів. Виготовлення розчинів заданої концентрації

Лабораторна робота № 5

Мета: узагальнити теоретичні знання про розчини, формувати уміння виготовляти розчини заданої концентрації, удосконалювати уміння працювати з мірним посудом та зважувальними приладами.

Дослід 1. Зміна температури при розчиненні речовин.

В дві пробірки налити до 1/3 їх об’єму дистильованої води і виміряти її температуру. В першу пробірку насипати біля 1 г кристалічного амоній нітрату, розчинити його при перемішуванні і виміряйте температуру. В другу пробірку внести 2-3 шматочки лугу і після його розчинення визначити температуру розчину.

Зробіть висновок про тепловий ефект розчинення цих речовин.

Дослід 2. Залежність розчинності солей від температури.

В пробірку налити близько 1 мл води. Внести мікрошпатель натрій нітрату і перемішати до повного розчинення солі. Далі добавити NaNO₃ і перемішувати до тих пір, поки на дні пробірки не залишиться трохи солі, яка не буде розчинятись при перемішуванні. Пробірку закріпити в пробіркотримачі і нагріти її в полум’ї до повного розчинення солі. Продовжувати додавати натрій нітрат в гарячий розчин до одержання насиченого розчину.

Нагріти пробірку до кипіння і повного розчинення кристалів солі, а потім охолодити пробірку в холодній воді. Спостерігати виділення кристалів NaNO₃.

1. Дати визначення насиченим і ненасиченим розчинам.

2. Порівняти результати своїх спостережень з даними розчинності натрій нітрату.

3. Зробити висновок про залежність розчинності від температури.

Дослід 3. Виготовлення розчину солі з певною масовою часткою розчиненої речовини.

Варіант 1.

Виготовте 20 г розчину з масовою часткою калій хлориду 0,05.

Варіант 2.

Виготовте 25 г розчину з масовою часткою 3 %.

Варіант 3.

Виготовте 15 г розчину з масовою часткою натрій карбонату 3 %.

Варіант 4.

Виготовте 20 г розчину з масовою часткою кухонної солі 15 %.

Відповідно до завдання, яке видав викладач (можливі також і інші завдання), обчисліть, яку масу солі і води треба взяти для виготовлення розчину.

Зважте на аналітичних терезах відповідно до зроблених обчислень масу солі (наважку) та висипте сіль у хімічний стакан.

Відміряйте мірним циліндром потрібний об’єм дистильованої води і вилийте в хімічний стакан з наважкою. Перемішайте вміст стакана скляною паличкою до повного розчинення солі.

Дослід 4. Виготовлення розчину солі заданої молярної концентрації.

Варіант 1.

Виготовте 25 мл розчину калій хлориду з молярною концентрацією 0,2 моль/л.

Варіант 2.

Виготовте 25 мл розчину натрій нітрату з молярною концентрацією 1 моль/л.

Варіант 3.

Виготовте 25 мл розчину натрій карбонату з молярною концентрацією 0,15 моль/л.

Відповідно до завдання, яке видав викладач (можливі і інші варіанти), обчисліть масу солі, необхідну для виготовлення заданого об’єму розчину.

Зважте на аналітичних терезах відповідно до зроблених обчислень наважку солі.

Всипте зважену сіль у мірну колбу на 25 мл. Для цього вставте у мірну колбу суху лійку і через неї всипте наважку солі, а потім ретельно змийте стінки лійки невеликим об’ємом дистильованої води з промивалки.

Добавте в мірну колбу дистильовану воду до 1/3 її місткості (приблизно 7-10 мл). Закрийте колбу щільно пробкою, перемішайте її вміст обережним струшуванням, домагаючись повного розчинення солі. Якщо сіль не розчинилась, добавте ще води, але не більше ¾ місткості колби. Після того, як сіль розчиниться, долийте води до риски (останню краплю добавте з піпетки) так, щоб нижній рівень меніска співпадав з мірною рискою. Закрийте колбу пробкою і знову перемішайте.

Дослід 5. Виготовлення розчину заданої концентрації з проведенням розрахунків за діагональними схемами.

В лабораторній практиці часто виникає необхідність із концентрованого розчину виготувати розведений. Для розрахунку зручно користуватись правилом діагональних схем (правило «хреста»"):

де ω – масова частка заданого розчину; ω₁ – масова частка розчину з вищою концентрацією; ω₂ – масова частка розчину, який використовується для розведення (у випадку з водою ω₂ = 0); m₁ i m₂ – маси вихідних розчинів, які визначають співвідношення, в яких необхідно змішувати вихідні розчини: m₁ = ω-ω₂ i m₂ = ω₁-ω.

Наприклад, треба приготувати 100 см³ 10 %-го розчину кухонної солі із 22 % і 4 %-го розчинів NaCl.

Скористаємось правилом діагональних схем:

співвідношення масових частин 22%-го і 4%-го розчину - сума їх масових частин.

Із довідника виписуємо значення густини розчинів кухонної солі з різною масовою часткою: ρ_22% = 1,164 г/см³, ρ_10% = 1,071 г/см³; ρ_4% = 1,027 г/см³.

Знаходимо масу 100 см³ 10 %-го розчину солі: m = V · ρ; m = 100 см³ · 1,071 г/см³ = 107,1 г.

Ще раз згадуємо, що маса 22 %-го розчину у виготовленому розчині складає одну частину, а 4 %-го – дві. Знаходимо маси цих розчинів, склавши пропорції:

107,1	-	3 ч
m1	-	1 ч

107,1	-	3 ч
m2	-	2 ч

Розраховуємо відповідні об’єми, розділивши масу розчину на його густину:

V_22% = ; V_4% =

Зазначимо, що якщо розчини, які змішуються, мають різну густину, то додавати їх об’єми при розрахунках не можна (так званий об’ємний ефект).

Виміряти розраховані об’єми вихідних розчинів, змішати їх у склянці місткістю 200 см³ і добре перемішати. Перенести добутий розчин у мірний циліндр на 100 см³ і визначити його густину ареометром. Порівняти це значення з табличним та розрахувати відносну похибку.

Завдання та запитання для самопідготовки

1. Для хвойної ванни, що дає змогу зняти втому, головний біль, поліпшити настрій, у воді об’ємом 200 л розчиняють порошкоподібний хвойний екстракт масою 60 г. Яка масова частка хвойного екстракту в розчині?

2. Для миття обладнання у харчовій промисловості використовують 10%-й розчин натрій карбонату (кальцинованої соди). Визначте масу соди, яку необхідно взяти для приготування 10 л такого розчину. Густина розчину 1,1 г/см³.

3. Змішали 1 кг молока із жирністю 3% із 500 г молока, що має жирність 2%. Визначте жирність (%) одержаного молока.

4. Визначити, яку масу води треба додати до 2 кг 50%-го розчину цукру, щоб одержати 10%-й розчин.

5. Для одержання розсолу змішали 30 см³ 22% розчину солі (густина 1,64 г/см³) і 70 см³ 4% розчину (густина 1,03 г/см³). Визначте масову частку (у %) NaCl у добутому розчині та молярну концентрацію цього розчину, якщо його густина 1,17 г/см³.

6. Розчинність KNO₃ при 10 ⁰С становить 20 г. 500 г 60%-го гарячого розчину KNO₃ охолодили до 10 ⁰С. Яка маса KNO₃ викристалізувалась?

7. Обчисліть масу калій гідроксиду, необхідну для виготовлення розчину з концентрацією 0,5 моль/л КОН, об’єм якого 250 см³.

8. У 2 л етанолу (густина 0,79 г/см³) за н. у. розчинили 4 л сірководню. Обчисліть масову частку H₂S в добутому розчині.

9. Який об’єм в см³ розчину сульфатної кислоти з масовою часткою речовини 80% та густиною 1,732 г/см³ треба взяти для приготування 2 л 6 М розчину H₂SO₄?

10. До 800 мл 3 н. розчину КОН додали 1,2 л розчину з масовою часткою калій гідроксиду 12% та густиною 1,1 г/см³. Чому дорівнює молярна концентрація еквівалентів речовини у розчині? Зміною об’єму при змішуванні розчинів знехтувати.

11. Визначте масову частку хлороводню в 11,8 н. розчині НС1 з густиною 1,18 г/см³.

12. Обчисліть осмотичний тиск розчину, в 1 л якого при 21 ⁰С розчинено 3,1 г аніліну.

13. При 42 ⁰С пружність водяної пари дорівнює 8199 Па. На скільки зменшиться пружність водяної пари при цій самій температурі, якщо в 540 г води розчинили 36 г глюкози С₆Н₁₂О₆?

14. При якій температурі закипить розчин цукру С₁₂Н₂₂О₁₁ з масовою часткою речовини 50% (ебуліоскопічна константа води дорівнює 0,52)?

Дата добавления: 2014-12-07