Растворы. Определение концентрации раствора.

Цель работы: экспериментально определить концентрацию раствора методом объемного анализа; основываясь на коллигативных свойствах растворов, определить молекулярную массу растворенного вещества.

Теоретическая часть.

Растворы представляют собой однородную систему, состоящую из двух или больше компонентов, один из которых является растворенным веществом, а другой, как правило, взятый в большем количестве, растворителем.

Концентрацией раствора называется количество растворенного вещества, содержащееся в определенном весовом количестве или определенном объеме раствора или растворителя.

Способы выражения концентраций:

1. Молярность С_М - это число молей растворенного вещества в 1 л раствора:

где ν - количество молей растворенного вещества;

m₁ - масса растворенного вещества, г;

М₁ - молярная масса растворенного вещества, г/моль;

V – объем раствора, мл.

2. Нормальность Сн или N - число грамм-эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора:

где ν_экв - количество молей эквивалентов растворенного вещества;

Э - эквивалентная масса растворенного вещества, г/моль.

Согласно закону эквивалентов равные объемы одинаковой концентрации содержат одинаковое число г-эквивалентов растворенного вещества, поэтому при одинаковой нормальности объемы растворов реагирующих веществ равны. Если же эти нормальности неодинаковы, то объемы растворов обратно пропорциональны их нормальностям:

Основанный на этом метод определения концентрации растворов называется объемным анализом и сводится к измерению объемов растворов реагирующих веществ, концентрация одного из которых известна. Такое измерение производится постепенным прибавлением одного раствора к другому, до окончания реакции, которое определяется с помощью индикатора. Этот процесс называется титрованием.

3. Моляльность Ст - число молей растворенного вещества в 1000 г растворителя:

где m₁- масса растворенного вещества, г;.

m₂- масса растворителя, г

4. Мольная доля χ₁- отношение числа молей растворенного вещества к сумме числа молей всех компонентов раствора:

где ν₁,ν₂ - число молей растворенного вещества и растворителя;

М₂ - молярная масса растворителя, г/моль

5. Титр Т - количество граммов растворенного вещества в 1 см^З раствора:

6. Процентная концентрация или массовая доля ω – это количество граммов растворенного вещества в 100 г раствора:

где р - плотность раствора, г/см³,

Приготовление растворов необходимой концентрации часто производится путем разбавления концентрированных растворов. Нужные весовые количества исходных жидкостей легко находятся при помощи так называемого «правила креста». Так, например, используемая в качестве электролита для аккумуляторов 25%-ная серная кислота готовится из концентрированной 96%-ной кислоты и воды 0%:

96 25 25-0=25

25

0 71 96-25=71

В соответствии со схемой для приготовления 25%-ной серной кислоты нужно взять 25 весовых частей 96%-ной серной кислоты и 71 весовую часть воды.

Практическая часть

0пыт1. Определение концентрации раствора кислоты.