Лабораторная работа № 3 приготовление растворов заданной концентрации

I. Разделы курса, необходимые для подготовки к лабораторной работе.

Растворы жидкие и газообразные. Способы выражения концентрации раствора: массовая и объемная доля вещества в растворе, процентная концентрация, молярная, моляльная и нормальная концентрации. Перевод процентной концентрации вещества в растворе в молярную, моляльную, нормальную и наоборот (необходимо знать плотность раствора).

II. Вопросы и упражнения.

1. В каком объёме воды (плотность воды = 1 г/мл) следует растворить 50 г соли для получения 10 % раствора?

2. Смешаны 200 г 20%(масс.) раствора фосфорной кислоты и 400 г 50% (масс.) раствора той же кислоты. Какова процентная концентрация кислоты в полученном растворе?

3. Найдите массу воды, необходимую для приготовления 1,5 моляльного раствора хлорида натрия, если имеется 10 г NaCl.

4. Какую массу раствора с массовой долей карбоната натрия 40% надо при-

бавить к воде объемом 40 мл для получения раствора с массовой долей

соли 6%?

5^*. Какого объема раствор с массовой долей СuSO₄, равной 1% ( = 1,02 г/мл), потребуется для растворения 100 г медного купороса CuSO₄ * 5H₂O, если надо получить раствор, в котором массовая доля СuSO₄ составляла бы 10% ?

6^*. Для приготовления 5%-ного (по массе) раствора MgSO₄ взято 400 г

MgSO_{4 *}7H₂O. Найдите массу полученного раствора.

7. К 100 мл 10%-ного раствора хлорида калия (=1,063 г/мл) прибавили 100

мл воды. Вычислите массовую долю вещества в полученном растворе.

8. К раствору массой 250 г, массовая доля соли в котором составляет 10%,

прилили воду объемом 150 мл. Приняв плотность воды равной 1 г/мл,

определите массовую долю соли в полученном растворе.

9. Сколько мл 0,5 М раствора H₂SO₄ можно приготовить из 15 мл 2,5 М

раствора?

10 Какой объем 0,1 М раствора H₃PO₄ можно приготовить из 75 мл 0,75 н.

раствора?

11. Плотность 40%-ного (по массе) раствора HNO₃ равна 1,25 г/мл. Рассчи-

тайте молярность, моляльность и нормальность этого раствора.

12 Какой объем 10% (по массе) H₂SO₄ (=1,07 г/мл) потребуется для

нейтрализации раствора, содержащего 16,0 г NaOH ?

III. Экспериментальная часть

Определение плотности раствора ареометром.

Между плотностью раствора и концентрацией растворенного

вещества существует непосредственная зависимость. Для

наиболее часто применяемых кислот, растворимых оснований

и солей эта зависимость установлена и приводится в справоч-

никах в виде таблиц (см. Приложения). Благодаря этому

определение концентрации растворенного вещества в пределах

точности  0,5% может быть проведено путем эксперименталь-

ного измерения плотности раствора и последующего

нахождения концентрации вещества по табличным данным.

Плотность раствора определяют чаще всего с помощью ареометров. Ареометр  это стеклянный поплавок, имеющий вверху шкалу,

градуированную в единицах плотности. Исследуемый раствор наливают в

стеклянный цилиндр. Осторожно погружая в него поочередно ареометры,

подбирают такой из них, при котором уровень жидкости находится в пределах

его шкалы. При этом ареометр не должен касаться стенок цилиндра. Показания

шкалы ареометра на уровне мениска жидкости отвечает плотности этой

жидкости.

Если в таблице нет значения плотности, точно соответствующего

показанию ареометра, концентрацию находят интерполяцией. Например,

измеренная плотность раствора карбоната натрия равна 1,070 г/мл. В таблице

имеются значения:

Концентрация, % (масс.) , г/мл

8 1,0816

6 1,0606

Разность 0,0210

Полученное значение 1,070 г/мл отличается от плотности 6%-ного

раствора на 1,070  1,0606=0,0094 г/мл. Составляем пропорцию:

0,0210 г/мл  2%

0,0094 г/мл  х х=0,90%

Таким образом, концентрация раствора карбоната натрия с плотностью

1,070 г/мл равна 6 + 0,90=6,90%.