Растворы (стр. 5 )

При приготовлении раствора из сухих солей взвешивают расчетное количество вещества  в чистом сухом бюксе или на часовом стекле. Затем навеску высыпают в стакан, и бюкс (часовое стекло) несколько раз ополаскивают заранее отмеренным количеством воды. Оставшуюся воду выливают в стакан и перемешивают раствор до полного растворения соли. При разбавлении отмеренное количество исходного раствора и воды выливают в стакан и обязательно перемешивают.

Для приготовления растворов с концентрацией менее 1 % соответствующую навеску вещества растворяют в 100 мл воды. Например: если говорят 0,5%-ный раствор, то 0,5 г вещества растворяют в 100 мл воды, а не в 99,5 мл, что приводит практически к несущественной ошибке. Следует прилить в стакан  (колбу) с отвешенным веществом сначала часть отмеренной воды. И только после полного растворения навески добавляют остальную воду.

  Определение концентраций заданных растворов. Существуют как химические методы определения концентрации раствора, так и физические (по электропроводности, по плотности раствора). Химические методы являются наиболее точными, но продолжительными по времени и, зачастую, трудоемкими. Преимуществом физических методов является быстрое и простое по технике исполнения определение концентрации раствора.

В данной работе проверка результатов проведенных опытов осуществляется методом измерения плотности растворов с помощью набора ареометров (денсиметров) (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – Ареометр

Ареометр представляет собой стеклянную трубку, расширенную внизу, имеющую на конце стеклянный шарик, заполненный дробью, специальной массой  или ртутью. В верхней, узкой части ареометра имеется шкала с делениями. Отсчет следует вести сверху вниз.

Определение плотности ареометром проводят в высоком стеклянном цилиндре. В цилиндр наливают исследуемый раствор, примерно на ѕ его емкости, и  осторожно начинают погружать в него ареометр, не выпуская из рук, пока не убедятся, что ареометр плавает. Ареометр должен находиться в центре цилиндра и ни в коем случае не касаться его стенок. Совершенно не допустимо, чтобы ареометр касался дна цилиндра.

Отсчет производят по делениям шкалы ареометра на уровне верхнего края мениска жидкости. После определения ареометр осторожно вынимают из цилиндра, обмывают водой, вытирают и убирают в футляр.        

Обработка экспериментальных данных. В таблицу заносят данные эксперимента (таблица 2.1).

Таблица 2.1 – Таблица экспериментальных данных

Наименование раствора	Способы выражениия состава растворов	Плотность раствора	Погрешность
теоретические	опытные	теоретическая	опытная	%
щТ %, масс	CМ,  М	CН, н.	щоп %, масс

1. Пересчитайте массовую долю щТ  растворов в молярную CМ концентрацию и молярную концентрацию эквивалентов CН растворов.

Дано:

Найти:

СМ =f(щ),

СН =f(СМ)

2. Рассчитайте опытные массовые доли щоп. Для  этого, используя справочные данные Приложения А, найдите пару справочных значений плотности растворов и соответствующие им концентрации, между которыми находится ваша опытная плотность растворов. Индекс один относится к большему значению, два – к меньшему. Рассчитайте массовую долю щоп из соотношения:

где с1, с2 – справочные значения плотности растворов, между которыми находится опытная плотность раствора;

  щ1, щ2 – соответствующие справочные данные по массовым долям.

  соп, щоп – опытная плотность и массовая доля растворов.

3. Рассчитайте относительную погрешность эксперимента:

  ,  (2.2)

где щТ  − теоретическая массовая доля раствора.

2.2 Задание второе

Опыт 1.  Определение направления протекания реакций с участием электролитов.

Реакции с участием электролитов протекают в направлении образования слабых электролитов, выделения газов и выпадения осадков.

Химическая посуда: пробирки, стеклянные палочки.

Реактивы: кристаллы хлорида аммония NH4Cl,  1 н. раствор NaОН (KOH), кристаллы ацетата натрия CH3COONa, 1 н. раствор соляной кислоты HCl.

1) Внесите в пробирку небольшое количество кристаллического хлорида аммония NH4Cl и прибавьте 2−3 капли 1 н. раствора едкого натра NаOH. Перемешайте содержимое пробирки стеклянной лопаточкой, определите по запаху, какой газ выделяется.

Запишите уравнение реакции в молекулярном и ионном виде. Объясните причину выделения газа.

2) Внесите в пробирку небольшое количество кристаллического ацетата натрия CH3COONa и прибавьте 2−3 капли 1 н. раствора соляной кислоты HCl. Перемешайте содержимое ячейки стеклянной лопаточкой, определите, какому соединению соответствует новый запах.

Обработка опытных данных.

1. Запишите уравнение реакции в молекулярном и ионном виде.

2. Сделайте вывод о направлении протекания изученных реакций, используя данные по константам диссоциации соответствующих электролитов.

Kb(NH4OH)=1,77 ⋅10–5, Kа(СН3СООН)=1,86⋅10–5

Опыт 2.  Определение и сравнение рН растворов сильных и слабых электролитов.

По величине водородного показателя рН можно не только определить реакцию среды раствора данного электролита, но и сравнить силу соответствующих кислот и оснований.

Значение рН раствора зависит от концентрации. Поэтому в таблице 2.2 приведены значения рН водных растворов при концентрации 0,1 моль/л. Для малорастворимых соединений, отмеченных звездочкой, указаны рН насыщенных растворов. Чем мешьше значение pH раствора, тем кислота «кислее» и наоборот, чем больше значение pH раствора, тем более едкая щелочь.

Таблица 2.2 – Водородный показатель pH некоторых растворов

Раствор	рН	Раствор	рН
CCl3COOH	1,2	KCN	11,1
NaHSO4	1,4	NH3	11,3
Винная кислота	2,0	Na2CO3	11,6
Лимонная кислота	2,1	Na3PO4	12,0
Салициловая кислота	2,4	Ca(OH)2	12,4
H3BO3	5,3	NaOH	13

Химическая посуда: пробирки, стеклянные палочки.

Реактивы: 0,1 н. раствор уксусной кислоты СН3СООН, универсальная индикаторная бумага, 0,1 н. раствор соляной кислоты HCl,  0,1 н. раствор гидроксида аммония NH4OH, 0,1 н. раствор щелочи КОН (NaOH), растворы индикаторов.

1) Внесите 2−3 капли 0,1 н. раствора СН3СООН в пробирку. С помощью цветовой шкалы универсальной индикаторной бумаги, используя данные таблицы 2.3, оцените величину рН раствора.

Для этого стеклянной палочкой небольшое количество исследуемого раствора перенесите на полоску универсальной индикаторной бумаги. (После использования палочку необходимо ополаскивать в стакане с дистиллированной водой и протирать фильтровальной бумагой.)

В пробирку с раствором 0,1 н. раствора СН3СООН внесите 1-2 капли кислотно-основного индикатора и оцените pH раствора, используя данные таблицы 2.4.

Сравните найденное значение с величиной рН 0,1 н. раствора HCl, определенной аналогичным способом.

Таблица 2.3 − Цвет универсального индикатора (раствора или бумаги)

рН	Цвет	рН	Цвет
1...3	Красный	8	Бирюзовый
4,5	Оранжевый	9,10	Голубой
6	Желтый	11...13	Фиолетовый
7	Зеленый

Таблица 2.4 – Изменение окраски кислотно-основных индикаторов в зависимости от значения pH раствора

Название	Окраска индикатора в среде
Кислая [H+] > [OH] рН < 7	Нейтральная [H+] = [OH-] рН = 7	Щелочная [OH-] > [H+] рН > 7
Лакмус	красный	фиолетовый	Синий
Фенолфталеин	бесцветный	бесцветный	Малиновый
Метилоранж	розовый	оранжевый	Желтый

2) Способом, аналогичным п.1, изучите 0,1 н. раствор гидроксида аммония NH4OH. Проведите сопоставление с 0,1 н. раствором щелочи КOH.

Заполните таблицу опытных данных 2.6.

Таблица 2.6 – Опытные данные

Раствор	рН универсальной индикаторной бумаги	Цвет раствора в присутствии индикатора метилоранжа /среда	Цвет раствора в присутствии индикатора фенолфталеина /среда
HCl
СН3СООН
NH4OH
КОН

Обработка опытных данных.