Процентная концентрация. Показывает отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора. Масса раствора равняется  сумме массе растворенного вещества и массе растворителя:  m раств= m1+ m2

m1- масса  растворенного вещества, m2- масса  раствора. Процентную концентрацию раствора определяют по формуле:  С%·100%.

Если, известны плотность и объем раствора, то формула процентной концентрации принимает вид:

  С%·100%  p  отсюда  m= pV

Задача 1. Найдите процентную концентрацию раствора, который образуется при смешивании 15 гр NaCl и 65 гр воды.

Решение:  m раств= m1+ m2= 15+65=80г

Масса раствора равна 80г тогда  С%=17,64%

Образуется 17,65%  раствор.

Задача 2. Рассчитайте массу КОН который необходимо  для приготовления 300 мл 20%-ного раствора (p=1,18 г/мл).

Решение: С%·100%

  m1=С· p·V= 20· 1,18 ·300 =70,8г КОН

Молярная концентрация. Показывает количество грамм-молекул растворенного вещества в одном литре раствора и обозначается См. Например, 2М (молярный) раствор показывает, что в одном литре раствора содержится две моли вещества. Его выражают в виде формулы:

  СМ

Здесь: СМ-молярная концентрация, m-масса растворенного вещества, М-мольная масса вещества, V-объем раствора.

Задача. Рассчитайте массу хлорида натрия, которое необходимо для приготовления 500 мл 0,2М раствора.

Решение:  М(NaCl)=58,5 г/м 

  СМ  m

Нормальная концентрация. Показывает число грамм-эквивалентов растворенного вещества в одном литре раствора. Например, 2н раствор серной кислоты показывает, что в одном литре  раствора растворено два грамм-эквивалента  ил и98 грамм серной кислоты. Нормальную концентрацию выражают следующей формулой:

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

  Сн

здесь: Э - эквивалентная масса растворенного вещества, m - масса растворенного вещества, V-объем раствора.

Задача. Найдите нормальную концентрацию раствора в 200 мл которого растворено 3,92 гр серной кислоты.

Решение:  Mr(H2SO4) =98 г/м  ЭH2SO4 =49 г/м

  Сн =0,4 н

Практическая часть

Опыт 1. Приготовление раствора определенной процентной концентрации.

  Для приготовления определенного количества раствора заданной концентрации, нужно определить массу растворенного вещества и растворителя. Если растворяемое вещество имеет высокую концентрации, то по его плотности можно определить его массу. Количество воды можно  измерить с помощью измерительной посуды (мензурка, цилиндр).

  Количество растворяемого вещества с помощью воронки добавьте в посуду содержащего растворитель и перемешайте стеклянной палочкой до полного растворения. Определите плотность полученного раствора с помощью ареометра.

  Правильность проделанной работы можно определить  по значению плотности, рассчитав теоретически. 

Опыт 2. Приготовление 200 гр 15%-ного раствора NaCl, NaOH, Na2CO3,  CuSO4.

  Вначале рассчитайте массы веществ, необходимые для приготовления раствора. Взвесьте их на техно-химических весах с точностью 0,01 гр. После этого навеску поместите в колбу содержащую небольшое количество воды и растворите. Потом прилейте остальную воду  и ареометром измерьте плотность полученного раствора.

Опыт 3. Приготовление раствора с известной молярной концентрацией.

  Для приготовления определенного объема раствора с известной молярной концентрацией, вначале нужно рассчитать  массу растворенного вещества. Определенную массу вещества поместите в колбу и растворите в небольшом количестве воды до полного растворения. Объем доведите до одного литра.

Опыт 3. Приготовление 250 мл 0,5М раствора CuSO4·5H2O.

Вначале определите массу  CuSO4·5H2O,  необходимую для приготовления данного раствора с точностью до 0,01гр в технохимических весах, и поместите в измерительную колбу, растворив в небольшом количестве воды. Затем долейте воду до определенного объема. Измерьте плотность полученного раствора с помощью ареометра.

Опыт 4. Приготовление раствора с определенной нормальной концентрацией.

  При приготовлении раствора необходимо вычислить грамм-эквивалент растворяемого вещества, растворить его в небольшом количестве воды и довести объем до одного литра.

Опыт 5. Приготовление 250 мл 1н раствора серной кислоты.

  Рассчитайте массу серной кислоты необходимую для приготовления 250 мл 1н-ного раствора. С помощью ареометра определите плотность кислоты, которая  находится в лаборатории. В зависимости от плотности найдите по таблице процентную концентрацию кислоты.

  Определите объем кислоты  и воды, необходимых для приготовления раствора. Необходимый объем кислоты возьмите в цилиндр. Определенный объем воды налейте в колбу  и прилейте кислоту, небольшими частями постоянно помешивая. С помощью ареометра определите плотность полученного раствора. Сравните процентную концентрацию приготовленного раствора и теоретически рассчитанного.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

Ионное произведение воды. Гидролиз солей

  Вода очень слабый электролит, но в небольших количествах подвергается диссоциации, которая протекает по схеме: Н2О=Н++ОН-

  Этот процесс является обратимым и между молекулами воды и ионами устанавливается равновесие. Согласно закону действия масс константу диссоциацию воды можно записать так:

  Кдисс.  или  Кдисс. ·[Н2О] =[Н+]·[ОН-]

  Степень диссоциации воды имеет очень маленькое значение, поэтому концентрацию недиссоциированных молекул воды принимают как постоянное значение и выражают так:

Кдисс.·[Н2О]=КН2О  тогда  Кдисс.·[Н2О]=КН2О

КН2О –называется  ионным произведением воды. Значение КН2О при 220С равна 1· 10-14 г·ион/л.

В воде концентрация ионов Н+ и ОН - равна [Н+]=[ОН-]=1· 10-7 г·ион/л.

  Если концентрация ионов воды равны, то среда раствора нейтральна. Обычно среду раствора определяют  в зависимости от концентрации  ионов водорода:

При кислой среде  [Н+]>10-7 и  [ОН-]<10 -7

При нейтральной среде  [Н+]=10-7 ва [ОН-]=10 -7

При щелочной среде  [Н+]<10-7 [ОН-]>10 -7

  Чтобы избавиться от отрицательного значения концентрации ионов водорода [Н+], используют отрицательное значение  десятичного логарифма величины [Н+], которое называется водородным показателем и обозначается  рН:  рН=- lg[Н+] =  - lg1·10-7=7

если  рН=7  среда нейтральная,

  рН <7  среда кислая

  рН > 7  среда щелочная

Если известна концентрация ионов Н+ , то можно определить концентрацию ионов ОН - и рН.

Пример. Концентрация ионов  водорода равна  [Н+]=10-5 моль/л. Вычислите концентрацию ионов ОН - и рН  раствора.

Решение:  1)  [Н+]·[ОН-]=1· 10-7 мол/л

  [ОН-]=1· 10-14/10-5 =10-9 мол/л  [ОН-]=10-9 мол/л

2)  рН=-lg[Н+]= - lg10-5=5

Задача.  Вычислите рН  0,0365 % - ного  раствора НCl, плотность которого равна p=1,0 г/л.

Решение:а)Масса 1л раствора равна:

  p,  p=V·p=1000·1=1000г

  б)масса НCl в 1000г раствора

1000г  -  100%  Х=0,365г

Хг  -  0,0365%

  с)  СМ=1·10-2

Соляная кислота  НCl одноосновная кислота, поэтому ее водный раствор  имеет концентрацию ионов водорода [Н+]=10-2моль/л

  д) рН=-lg [Н+]= - lg (10-2)=2

  В промышленности используют в основном водные растворы веществ, определение рН которых является главной задачей. Для определения рН растворов можно применять индикаторы.

  Индикаторы такие органические вещества, которые в зависимости от среды  раствора могут изменить свой цвет.

  Иногда при растворении веществ  между растворителем и растворяемым веществом протекает химическая реакция. Такие реакции называются сольволизом (если растворителем является вода, то процесс называется гидролизом).

  Многие химические соединения, как соли, белки, эфиры, жиры могут подвергаться гидролизу. В неорганической химии изучение гидролиза солей имеет особое значение.

  Реакции между ионами соли и воды, в результате которого составные части воды меняются с составными частями соли, называется гидролизом.

  В результате гидролиза солей происходит смещение равновесия электролитической диссоциации  воды. Поэтому среда растворов большинства водных растворов солей может быть или кислотной или щелочной.

  В зависимости от химического состава и условий образования солей  гидролиз протекает четырьмя способами:

1.Гидролиз солей образованных от сильного основания и слабой кислоты (K2S, NaCN, K2CO3).

  NaCN + Н2О =  НCN +  NaОН

  Na++CN - +НОН = НCN+ Na+ + ОН-

  CN - +НОН = НCN + ОН-

  Процесс гидролиза протекает  до восстановления равновесия. В результате гидролиза этой соли образуется малодиссоциируюшаяся соль НCN, то есть в растворе уменьшается концентрация ионов Н+. В результате концентрация ионов ОН - увеличится, то есть среда раствора становится щелочной, потому, что NaОН сильное основание.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9