- •Саратовский государственный технический университет
- •Определение
- •Концентраций растворов
- •Титриметрическим методом
- •Методические указания
- •Саратов 1999
- •Основные положения
- •Основные способы выражения концентрации растворов
- •Вычисления, связанные с пересчетом концентраций растворов из одних единиц в другие
- •Сущность титриметрического анализа
- •Метод нейтрализации
- •Требования безопасности труда
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание и оформление отчета о работе
Министерство общего образования и профессионального образования Российской Федерации
Саратовский государственный технический университет
Определение
Концентраций растворов
Титриметрическим методом
Методические указания
к выполнению лабораторных работ
по общей химии
для студентов всех специальностей
-
Одобрено
редакционно–издательским советом
Саратовского государственного технического университета
Саратов 1999
Цель работы: ознакомиться с методикой определения концентраций растворов и научиться по результатам эксперимента рассчитывать концентрации растворов.
Основные положения
Титриметрический анализ основан на точном измерении объема реактива известной концентрации, пошедшего на взаимодействие с исследуемым раствором.
Основные способы выражения концентрации растворов
1. Массовая доля растворенного веществ (процентная концентрация) (С%) выражается числом единиц массы (например, граммов) растворенного вещества, содержащих в 100 единицах массы (например, в 100 г) раствора
С% =,
где mB – масса вещества;
ma – масса растворителя.
Например, для приготовления 20% -ного раствора NaCl следует взвесить 20 г NaCl и растворить 80 г Н2О.
Пример 1. Определить массовую долю (%) хлорида калия в растворе, содержащем кг КСl в л раствора, плотность которого кг/м3.
Решение. Масса раствора равна произведению объема раствора V на его плотность
m = V, тогда С% = .
Массовая доля хлорида в растворе равна
С% = ~10%.
2. Молярная концентрация или молярность (См или М) выражается числом молей растворенного вещества в 1 литре раствора.
Моль – количество вещества, содержащее столько структурных единиц (молекул, атомов, ионов), сколько содержится в атомов в 12 г изотопа углерода (12С). число структурных единиц, содержащихся в одном моле вещества, равно 6,02·1023 и называется числом Авогадро (NА).
Например, 2М Н2SO4 означает раствор, в каждом литре которого содержится 2 моль сернистой кислоты, то есть 98·2=196г.
Пример 2. Какова масса NaOH, содержащегося в 0,2 л раствора, если молярная концентрация раствора 0,2 моль/л?
Решение. Молярная концентрация (моль/л) равна
СМ = ,
где m1 – масса растворенного вещества, г;
M – молярная масса растворенного вещества, г/моль;
V – объем раствора, мл.
М (NaOH) = 40г/моль. Масса NaOH, содержащегося в растворе, равна
m1=CM··M·V= 0,2·40·0,2=1,6г.
3. Эквивалентная концентрация или нормальность (СН или N) выражается числом эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 литре раствора.
Напомним, что эквивалентом элемента называют такое количество, которое соединяется с 1 молем атома водорода или замещает то же количество водорода в химических реакциях.
Масса 1 эквивалента элемента или сложного вещества называется его эквивалентной массой и выражается в г/ моль.
Массу эквивалента (mэ) элемента (простого вещества) можно рассчитать по формуле
mэ = ,
где А – атомная масса элемента;
В – валентность.
Для вычисления эквивалента сложного вещества пользуются формулой
mэ =,
где М – молярная масса г/моль;
В – валентность (заряд) функциональной группы;
n – число функциональных групп.
Функциональными группами являются:
а) для кислоты – ионы водорода (Н+);
б) для основания – ионы гидроксила (ОН-);
в) для соли – ионы металла.
Например, 2Н Н2SO4 означает раствор, в каждом литре которого содержится 2 mэ серной кислоты. Так как mэ Н2SO4 ==49 г/моль, то этот раствор содержит 2·49=98 г Н2SO4.
Пример 3. Определите эквивалентную концентрацию хлорида железа (III), если в 0,3 л раствора содержится 32,44 г FeCl3.
Решение: Эквивалентная концентрация равна
N=
где m1 – масса растворенного вещества.
Эквивалентная масса FeCl3 равна
mэ (FeCl3 ) = г/моль.
Эквивалентная концентрация раствора FeCl3 равна
N=моль/л.
4. Титр (Т) – количество вещества в граммах, содержащегося в 1 мл раствора.
Титр и нормальность связаны между собой уравнениями
.
Пример 4. Определите титр 0,01 н КОН.
Решение: Определим эквивалентную массу КОН.
mэ (КОН) = 56,1 г/моль.
В 1л 0,01 КОН содержится 0,01·56,1 = 0,561 г КОН.
Титр этого раствора равен
г/мл.