Неорганическая химия (стр. 15 )

Сульфат меди. Рассчитать, какое количество пентагидрата сульфата меди надо растворить в 10 мл воды, чтобы получить раствор, насыщенный при 60 °С (см. Методическое пособие для студентов 1 курса, стр. 108). Полученный при нагревании раствор довести почти до кипения и быстро отфильтровать через складчатый фильтр на воронке для горячего фильтрования (воронка должна быть горячей). Пробирку с фильтратом закрыть кусочком ваты. Если в фильтрате образовались кристаллы, их необходимо перевести в раствор осторожным нагреванием. Раствор охладить и внести в него маленький кристаллик исходной соли. Что наблюдается? Изменяется ли температура раствора?

Нагреть пробирку с содержимым, чтобы снова получить прозрачный раствор, осторожно охладить его и потереть стеклянной палочкой внутреннюю стенку пробирки с раствором. Объяснить выпадение кристаллов. Дать определение понятий: насыщенный, ненасыщенный и пересыщенный растворы.

4.2. Определение растворимости веществ в воде

4.2.1. Лабораторная работа № 5

«Определение растворимости дихромата калия»

Приготовить насыщенный при комнатной температуре раствор дихромата калия. Рассчитать, пользуясь таблицей растворимости (см. Методическое пособие для студентов 1 курса, стр. 108), какое количество дихромата калия требуется для насыщения 50 мл дистиллированной воды, взять избыток его (10%). Взвешенное на технохимических весах количество соли поместить в колбу емкостью 100 мл и прилить туда 50 мл дистиллированной воды. Закрыв колбу пробкой, перемешивать содержимое колбы в течение 10-15 мин, держа колбу за горло. Перед фильтрованием измерить температуру раствора. Отфильтровать оставшуюся нерастворимой соль, собирая фильтрат в сухую колбу. Промыть 2-3 раза бюретку, предварительно тщательно вымытую хромовой смесью и водой, приготовленным насыщенным раствором дихромата калия. Для чего это делается? Закрепить бюретку в штативе и перелить в нее прозрачный раствор. Заполнить кончик бюретки раствором и отметить уровень жидкости в бюретке.

Данные опыта	Номер опыта
1	2
Температура насыщенного раствора, °С
Уровень раствора в бюретке после сливания, мл
Уровень раствора в бюретке до сливания, мл
Объем раствора, взятого для выпаривания, мл
Масса фарфоровой чашки с раствором, г
Масса пустой фарфоровой чашки, г
Масса раствора, г
Масса фарфоровой чашки с сухой солью, г
Количество дихромата калия, содержащееся во взятом растворе, г

Взвесить две фарфоровые чашки с точностью до 0,1 г на технохимических весах. Отлить из бюретки по 10-20 мл раствора в каждую взвешенную чашку. Объем раствора определить с точностью до 0,1 мл. Взвесить чашки с раствором. Упарить раствор досуха на водяной бане. Чашки с веществом поместить в сушильный шкаф. Как определить, что осадок высушен?

Взвесить чашки с сухим дихроматом калия. Результаты измерений и взвешиваний записать следующим образом:

Найти массу дихромата калия, насыщающего при отмеченной температуре 100 г воды, 100 г раствора, 1000 мл раствора. Как выражается растворимость веществ? Сравнить полученные результаты с табличными данными.

Для определения растворимости можно брать любую соль, полученную при очистке методом перекристаллизации.

4.2.2. Лабораторная работа № 6

«Определение концентрации растворов кислот методом титрования»

Для точного определения концентрации растворов применяют метод титрования. К исследуемому раствору кислоты добавляют раствор щелочи точно известной концентрации (титрованный раствор) до нейтрализации. Момент нейтрализации устанавливают по изменению окраски индикатора (фенолфталеин, метилрот, метилоранж).

Титрованные растворы хранят в бутылях с присоединенными к ним бюретками (рис. 45). Бюретку заполняют сначала раствором выше нулевого деления, а затем жидкость спускают до деления, принятого за начало отсчета. Необходимо следить, чтобы в носике бюретки не было пузырьков воздуха. При отсчитывании уровня раствора в бюретке глаз наблюдателя и нижний край мениска жидкости должны находиться на одной горизонтали.

В две конические колбы емкостью 100 мл отмерить пипеткой по 10 мл приготовленных растворов кислот и прилить 2-3 капли индикатора фенолфталеина.

Рис. 45. Бутыли и бюретки для титрованных растворов

Пользуясь промывалкой с дистиллированной водой, смыть капли раствора кислоты со стенок конической колбы и произвести титрование. Приливать щелочь к кислоте следует небольшими порциями, непрерывно помешивая раствор; для этого колбу нужно держать за горло пальцами правой руки, а зажим бюретки открывать левой рукой. Конец титрования определяют по появлению едва заметной, не исчезающей в течение 30 с малиновой окраски (фенолфталеин) или по изменению цвета индикатора (метилрот, метилоранж). Отметить показание бюретки с точностью до 0,05 мл и добавить еще одну каплю раствора щелочи. Появление вполне заметной окраски раствора указывает, что последняя капля оказалась избыточной.

Снова заполнить бюретку раствором щелочи до нулевого деления и повторить титрование кислоты, находящейся во второй колбе. Допустимое расхождение между двумя измерениями 0,05 мл. Рекомендуется следующий порядок записи в тетради:

Название кислоты	Номер опыта	Объем раствора кислоты, мл	Объем раствора щелочи, мл	Концен-трация щелочи, н.	Концен-трация кислоты, н.

По полученным данным рассчитать нормальность приготовленной кислоты. Написать уравнение реакции нейтрализации в молекулярной и сокращенной ионной формах. В чем заключается сущность процесса нейтрализации? Как можно установить нейтральность среды? Какие известны индикаторы? Каковы интервалы рН перехода окраски этих индикаторов? При какой концентрации водородных ионов реакция нейтральна? Что называется ионным произведением воды? Чему равняется ионное произведение воды при 22 °С? В каких объемах будет реагировать щелочь с кислотой при одинаковой нормальности их растворов?

План семинара

по теме «Растворы. Способы выражения концентрации растворов»

1. Определения: раствор, растворенное вещество, растворитель, растворимость.

2. Типы растворов.

3. Растворы неэлектролитов.

4. Растворы электролитов.

5. Термодинамика растворения, осмос, упругость пара, температуры кипения и замерзания.

6. Способы выражения концентрации растворов: массовая доля, объемная доля, молярность, нормальность, моляльность, мольная доля, титр

Литература: [11] гл. II, §§ 1–4 гл. 1, 2; [16] ч. 1, раздел III, гл. 2, § 1; [17] гл. 6, § 6.1, 6.2.

Задачи: [11] №№ 000, 153, 163, 195, 263, 265.

Задачи

1.  Растворимость Ca(OH)2 при 18 оС равна 0,02 моль/г. Сколько килограммов Ca(OH)2 содержится в 500 л раствора, насыщенного при этой температуре?

2.  Растворимость в воде сульфата кобальта CoSO4 при 20 оС составляет 34,4 г на 100 г воды. Какова процентная концентрация такого раствора?

3.  Растворимость в воде сульфата кадмия при 25 оС составляет 77,13 г на 100 г воды. Сколько воды требуется для растворения при этой температуре 200 кг CdSO4?

4.  Сколько граммов CuSO4.5H2O для приготовления 50 л 8 % раствора, плотность которого 1,084 г/мл?

5.  Каков титр 0,2 М раствора CuSO4?

6.  Смешали 2 л 60% раствора серной кислоты (пл. 1,5 г/мл) с 3 л 14% раствора (пл. 1,1 г/мл). Какова процентная концентрация полученного раствора?

7.  Смешали 2 л 0,5 н раствора и 0,5 л 2н раствора. Вычислить нормальность полученной смеси.

8.  К 10 мл 12,8% раствора хлорида бария (пл. 1,12 г/мл) прибавлен раствор сульфата натрия. Рассчитайте массу выпавшего осадка.

9.  Какой объем диоксида углерода (при н. у.) выделится при действии 3 л 2 н раствора HCl на NaHCO3?

10.  Для нейтрализации раствора, содержащего 2,25 г щавелевой кислоты потребовалось 25 мл 2 н раствора щелочи. Каков эквивалент кислоты?

Тесты для самопроверки знаний

Вариант 1

Техника лабораторных работ

1.  Оборудование лаборатории

2.  Где хранят плавиковую кислоту? Почему

3.  Как очистить дистиллированную воду от примесей органических веществ

4.  Как хранят дистиллированную воду?

5.  Чем отличается воронка для фильтрования от обычной воронки?

6.  Как предупредить возможность попадания в промывалку пыли и т. п.?

7.  Устройство холодильника Либиха.

8.  Как подготовить эксикатор к работе?

9.Чем отличается склянка Тищенко для жидких поглотителей от склянки Тищенко для твердых поглотителей? Почему?

10.  Устройство приборов для получения малых количеств газа?

11.  Какие загрязнения нельзя отмывать хромовой смесью?

12.  Как определить, когда раствор KМnO4 стал непригоден для мытья химической посуды? Почему это происходит? Как герметизировать сосуд, закрытый корковой пробкой?

13.  Почему песок, используемый для бань, рекомендуют перед употреблением прокалить?

15. Почему аналитические весы всегда заключают в стеклянный футляр-витрину?

16.  Термодинамическая и практическая международные шкалы измерения температур.

17.  Смешивание твердых веществ

18.  У всех ли веществ повышается растворимость с увеличением температуры?

19.  От чего зависит взаимная растворимость двух жидкостей