1KURS_PNP / ТЕХНІЧНА ХІМІЯ / ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ ТЕХНІЧНА ХІМІЯ / ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №6
.docЛабораторна робота №6
Тема: Загальні властивості розчинів
Мета роботи: вивчення загальних властивостей розчинів на підставі проведених дослідів.
Обладнання та реактиви: 1) ваги технохімічні з важками; 2) термометри; 3) штатив з кільцем і лапкою; 4) пальник; 5) мірні циліндри ємністю 150 та 250 мл; 6) ексикатор; 7) фарфорова ступка з товкачиком; 6) фарфорова чашка; 9) колби ємністю 100 і 500 мл; 10) стакани ємністю 100 мл (2 шт.) та ємністю 250 мл; 11) лійки (2 шт.); 12) банки або склянки для зливання розчинів; 13) пінцет; 14) штатив з пробірками; 15) пробірка з пробкою та гумовим кільцем; 16) скляна паличка; 17) шпатель; 16) азбестова сітка; 19) йод кристалічний; 20) натрій гідроксид; 21) амоній нітрат; 22) калій нітрат; 23) натрій нітрат; 24) натрій ацетат; 25) мідний купорос; 26) бензен; 27) етиловий спирт; 28) фільтрувальний папір; 29) вата.
Зміст роботи
1. Явища, які спостерігаються при розчиненні речовин:
а) Зміна температури.
У дві пробірки налийте (до 1/3) води і виміряйте її температуру. У першу пробірку всипте 2-3 г амоній нітрату, обережно перемішайте одержаний розчин термометром і відзначте найнижчу температуру. У другу пробірку внесіть декілька шматочків натрій гідроксиду і після перемішування відзначте найвищу температуру. При розчиненні якої з речовин теплота виділяється, а якої поглинається? Чому? Поясніть явища, що відбуваються.
б) Зміна об'єму.
Налийте в пробірку (до 1/3) води і обережно додайте рівний об'єм спирту. Положення верхнього рівня рідини одразу ж відзначте гумовим кільцем. Закрийте пробірку пробкою і добре перемішайте. Після охолодження відзначте рівень розчину. Поясніть спостережуване явище.
в) Руйнування кристалів і утворення сольватів.
Нагрійте в пробірці 2-3 кристала йоду. Відзначте забарвлення утворених парів йоду. Який ступінь роздрібнення речовини в пароподібному стані при сублімації йоду?
У дві пробірки помістіть по 1-2 кристали йоду. У першу додайте трохи бензолу, у другу – спирту і добре струсніть вміст обох пробірок. Якого забарвлення набувають отримані розчини і чому? Дайте пояснення спостережуваним явищам, виходячи при цьому з різного складу утворюваних сольватів.
2. Визначення розчинності солі.
Зважте на технохімічних терезах 25-27 г дрібно потовченого калій нітрату і розчиніть його при нагріванні в колбі з 25 мл води, струшуючи та змішуючи вміст колби. Потім охолодіть її водою до кімнатної температури. Що при цьому відбувається? Як назвати отриманий розчин, маючи на увазі його концентрацію? Розчин відфільтруйте під вакуумом на лійці Бюхнера від осаду через сухий фільтр і виміряйте його температуру.
Зважте суху фарфорову чашку, улийте в неї близько 10 мл розчину і знову зважте. Обережно нагрійте на азбестовій сітці чашку з розчином, накривши останню попередньо зваженою лійкою (навіщо?).
Нагрівання продовжуйте до тих пір, доки вся вода не випарується, а лійка не стане сухою. Після цього охолодіть чашку та лійку і зважте. Як перевірити, що вся вода випарувалася?
Обробка результатів:
Розрахуйте, виходячи з даних досліду: а) масу розчину, який взяли для випарювання; б) масу солі, яка міститься в розчині; в) масу води, яка містилася в розчині; г) розчинність (в г/100 г води та в г/1000 мл води) калій нітрату при відміченій температурі.
За даними таблиці розчинності солей при різних температурах побудуйте криву розчинності калій нітрату, визначте по кривій його розчинність при температурі досліду і порівняйте її з величиною, отриманою в досліді.
3. Залежність розчинності солей від температури.
Налийте в пробірку води, всипте в неї невелику кількість натрій нітрату, потовченого у порошок, і збовтайте до повного розчинення солі. Додаючи натрій нітрат, збовтуйте розчин до тих пір, доки на дні пробірки не залишиться трохи солі, що не розчиняється при збовтуванні. Нагрійте пробірку до розчинення солі і продовжуйте додавати натрій нітрат NaNO3 у гарячий розчин до отримання насиченого розчину. Що вказує на утворення такого розчину? Нагрійте розчин до кипіння і потім дайте йому охолонути до кімнатної температури. Відзначте, яка кількість кристалів виділиться. Сформулюйте висновок про розчинність натрій нітрату NаNO3 у холодній і гарячій воді і обґрунтуйте залежність розчинності солей від температури.
4. Пересичені розчини.
У пробірку насипте натрій ацетат масою 5 г, додайте води об'ємом 3 мл і нагрівайте до розчинення солі. Потім, закривши отвір пробірки ватою, поставте пробірку в стакан із холодною водою. Коли розчин охолоне, вийміть вату і киньте в пробірку кристал натрій ацетату. Що при цьому спостерігається? Зверніть увагу на розігрів розчину. Поясніть зміни, що відбуваються та явища, що спостерігаються.
5. Кристалогідрати:
а) Властивості кристалогідратів.
Всипте в пробірку декілька кристалів мідного купоросу. Закріпіть пробірку в штативі так, щоб дно її було трохи вище отвору (навіщо?), і нагрівайте пробірку. Спостерігайте за зміною забарвлення кристалів. Коли взята речовина повністю змінить своє забарвлення, нагрівання припиніть. Напишіть рівняння відповідної реакцій та поясніть спостережуване явище.
Після охолодження пробірки улийте в неї 2-3 краплі води. Зверніть увагу на розігрів солі і зміну її забарвлення. Поясніть явища, що спостерігаються. Напишіть рівняння відповідної реакції та поясніть її.
б) Визначення кристалізаційної води.
Зважте фарфоровий тигель з точністю до 0,01 г. Потім зважте в ньому близько 1 г (з тією ж точністю) мілко подрібненого мідного купоросу СuSO4•Н2O. Помістіть тигель на кільце штативу і обережно нагрівайте у полум'ї пальника до тих пір, доки вся сіль не стане білою. Після охолодження тигля в ексикаторі знову зважте його. Для того, щоб впевнитися у повному зневодненні солі, прожарювання і зважування повторіть.
Обробка результатів:
1. Розрахуйте, виходячи з даних досліду: а) масу взятої солі; б) масу солі після прожарювання; в) масу кристалізаційної води; г) масу води, яка припадала на 1 моль СuSO4; д) число моль кристалізаційної води, що припадає на 1 моль СuSO4.
2. Представте формулу мідного купоросу як комплексної сполуки та поясніть її склад і будову.
Вправи
1. Яка маса калій нітрату необхідна для приготування насиченого при 75 °С розчину масою 40 г? (Використовуйте графік розчинності солей.)
2. Яка маса натрій хлориду виділиться з насиченого при 90 °С розчину масою 250 г при охолодженні його до 10 °С? (Використовуйте графік розчинності солей.)
3. Яку масу сульфур (VI) оксиду необхідно розчинити у воді масою 200 г, щоб отримати 15 %-ний (за масою) розчин сульфатної кислоти?
4. Знайдіть молярність 36,2 %-ного (за масою) розчину соляної кислоти, густина якого 1,18 г/мл.
Індивідуальні завдання
1. Яка маса глюкози міститься в розчині об'ємом 200 мл, осмотичний тиск якого при 33 °С складав 810,4 кПа?
2. Скільки молекул розчиненої речовини міститься у розчині об'ємом 1 мл, осмотичний тиск якого при 54 °С складає 6065 кЛа?
3. Розчин, об'ємом 1 мл, містить 0,0405 г деякої розчиненої речовини, ізотонічний з 0,0225 М розчином цукру. Розрахуйте молекулярну масу розчиненої речовини.
4. Розрахуйте температуру кипіння 5 %-ного розчину цукру у воді.
5. Розрахуйте температуру кристалізації водного розчину сечовини, у якому на 100 молів води приходиться 1 моль розчиненої речовини.
6. Приготовлено 0,1 М розчин калій хлориду при постійній температурі. Чи можна приготувати такий же розчин для будь-якої солі? Приведіть математичне визначення вказаного способу вираження складу розчину.
7. У фарфорову чашку масою 11,64 г налили насичений при 15 °С розчин калій нітрату. Маса чашки з розчином становить 106,4 г, а після випарювання розчину – 30,54 г. Знайдіть розчинність калій нітрату при зазначеній температурі.
8. Встановлено, що найбільша кількість цинку, яка може прореагувати з розведеним розчином сульфатної кислоти масою 100 г складає 13 г. Який процентний вміст сульфатної кислоти в цьому розчині?
9. Є розведена соляна кислота (густ. 1,1). Яка маса їдкого натру піде на нейтралізацію цієї кислоти масою 500 г?
10. Коефіцієнти абсорбції кисню та азоту при 0 °С дорівнюють відповідно 0,049 та 0,023. Газова суміш, яка містить 20 % кисню і 80 % азоту, підлягла збовтуванню з водою при 0 °С. Який склад газової суміші, розчиненої у воді? Визначте склад газової суміші після виділення її з розчину та повторного розчинення у воді (при такій же температурі).