Приготовление раствора хлорида натрия заданной концентрации по навеске

Цель работы: экспериментально применить знания теоретического материала по теме «Растворы неэлектролитов»; отработать умение приготовления растворов с заданной массовой долей вещества в растворе из твердого вещества и воды.

Реактивы и материалы: хлорид натрия твердый, дистиллированная вода.

Оборудование: технохимические весы с набором разновесов, набор ареометров, цилиндр высокий узкий, мерная колба на 100 мл, химические стаканы, колбы, воронки стеклянные, шпатели.

Техника безопасности: соблюдать основные правила работы в химической лаборатории.

Пример расчета и методика приготовления раствора

Задание: Приготовить 100 мл 6,5 %-го раствора хлорида бария.

По табл. 1 рассчитать плотность 6,5 %-ного раствора хлорида бария.

Таблица 1

Зависимость плотности раствора от массовой доли растворенного вещества

ω,%	ρ, г/мл	ω, %	ρ, г/мл
ВаСl2	NaCl	ВаСl2	NaCl
2.0	1.016	1.013	12.0	1.113	1.086
4.0	1.034	1.027	14.0	1.134	1.101
6.0	1.053	1.041	16.0	1.156	1.116
8.0	1.072	1.056	18.0	1.179	1.132
10.0	1.092	1.071	20.0	1.203	1.148

Плотности 6,5 %-ного раствора хлорида бария можно рассчитать методом интерполяции, предполагая, что зависимость плотности от концентрации в узком интервале линейная. Массовая доля 6,5 % находится между 6,0 % и 8,0% следовательно плотность 6,5 %-ного раствора находится между значениями 1,053 и 1,072 г/мл. Концентрация 6,5% больше, чем 6,0% на 0,5 %. При увеличений концентрации на2 % от 6,0 % до 8,0 % плотность увеличивается от 1,053 до 1,072. Пропорцией можно определить, на сколько г/мл плотность 6,5 %-ного раствора больше, чем плотность 6 % - ного раствора (х).

при изменении концентрации раствора на 2 % плотность изменяется на 0,019 г/мл (1,072-1,053)

при изменении концентрации раствора на 0,5 % плотность изменяется на х г/мл

х = 0,005 г/мл.

Плотность 6,5 %-ного раствора равна: сумме 6,0 %-ного раствора и х.

ρ_6,5% = ρ_6% + ρ_0,5% = 1,053 + 0,005 = 1,058 г/мл.

2. Рассчитать массу заданного раствора:

m_p-pa= V ∙ p = 100 ∙ 1,058 = 105,80 г.

3. Рассчитать массу растворенного вещества:

m(ВаС1₂) = m_р-ра ∙ ω = 105,80 ∙ 0,065 = 6,88 г.

4. На технохимических весах взвесить 6,88 г ВаС1₂.

5. С помощью стеклянной воронки перенести соль в мерную колбу на 100 мл, смыть дистиллированной водой остатки соли с воронки и довести объем до метки. Закрыть колбу пробкой и перемешать раствор, переворачивая колбу до исчезновения кристаллов соли.

6. С помощью ареометра измерить плотность полученного раствора (рис. 1). Для этого перелить раствор в цилиндр, подобрать ареометр по плотности раствора. Измерение плотности проводить под руководством преподавателя. Предположим, что плотность полученного раствора ρ_эксп = 1,059 г/мл.

7. Определить концентрацию полученного раствора ω_эксп, используя метод интерполяции (см. п. 1).

2 % -------------------- 0,019 г/мл.

х --------------- 0,006 г/мл (ρ_эксп - р_{6,0 %}),

где: х – разность между ω_эксп и ω_{6,0 %} раствора

х = 0,6 %.

ω_эксп = 6,0 % + 0,6 % = 6,6 %.

8. Рассчитать ошибку эксперимента: абсолютная ошибка (∆): ∆ = |6,5 - 6,6| % = 0,1 %.

относительная ошибка (δ):

δ = ∙ 100 % = ∙ 100 % = 1,5 %.

Вывод: определили концентрацию полученного раствора. Она равна 6,6 %. Относительная ошибка эксперимента равна 1,5 %.

Контрольные вопросы и задания: получите у преподавателя индивидуальное задание и приготовьте раствор хлорида натрия заданной концентрации по навеске. Рассчитайте абсолютную (∆) и относительную (δ) погрешности эксперимента.

Контрольные вопросы:

1. Какие величины применяют для количественного выражения состава раствора?

2. Что показывает массовая доля растворенного вещества? В каких единицах она выражается?

3. Как выразить состав раствора через плотность?

4. Каково устройство и принцип действия ареометра? Для чего он применяется?

5. Перечислите способы, с помощью которых ненасыщенный раствор можно сделать насыщенным.

6. Какое количество растворенного вещества содержится в 150 мл 0,3 М раствора серной кислоты?

7. Сколько воды надо добавить к 100 мл 40%-ного раствора гидроксида натрия (плотность 1,437 г/мл) для получения 15 %-ного раствора?

8. Определите моляльную концентрацию раствора, в 200 г которого содержится 50,5 г нитрата калия.

9. Определите молярную, моляльную, нормальную концентрацию и титр 20%-ного раствора серной кислоты (плотность 1,14 г/мл).

10. Приведите формулы связи следующих физических величин между собой: с, С_М, с_н.