2 Экспериментальная часть

Цель работы:

– ознакомление с процессами, протекающими в водных растворах электролитов;

− изучение таких явлений и понятий, как электролитическая диссоциация, степень и константа диссоциации, сильные и слабые электролиты, ионное произведение воды, водородный и гидроксидный показатели, гидролиз солей, произведение растворимости;

− научиться рассчитывать и готовить растворы заданных концентраций;

− решать задачи по теме «Растворы».

2.1 Задание первое

Опыт 1. Приготовить 100 мл раствора вещества А концентрации % из безводной соли.

Опыт 2. Приготовить 100 мл раствора вещества А концентрации % из кристаллогидрата.

Опыт 3. Приготовить 100 мл раствора вещества А концентрации % из раствора концентрации ₁% разбавлением водой (%<₁%).

Методика проведения работы. Перед приготовлением растворов надо рассчитать массу вещества и объем воды, необходимые для приготовления заданных растворов (смотрите п. 2.5).

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 ¾ 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	%
	ωТ%, масс	CМ, М	CН, н.	ωоп %, масс

1. Пересчитайте массовую долю ω_Т растворов в молярнуюC_Мконцентрацию и молярную концентрацию эквивалентовC_Н растворов.

Дано:

Найти:

С_М=f(ω),

С_Н=f(С_М)

2. Рассчитайте опытные массовые доли ω_оп. 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 долюω_опиз соотношения:

где ρ₁, ρ₂ – справочные значения плотности растворов, между которыми находится опытная плотность раствора;

ω₁, ω₂ – соответствующие справочные данные по массовым долям.

ρ_оп ,ω_оп – опытная плотность и массовая доля растворов.

3. Рассчитайте относительную погрешность эксперимента:

, (2.2)

где ω_Т − теоретическая массовая доля раствора.