Лабораторная работа: “Физико-химические методы исследования растворов.

Приготовление растворов”.

 

Ход работы:

Приготовить 1% и 2% растворы хлорида натрия массой 250 грамм, используя готовые навески. С помощью ареометра определить плотность приготовленного раствора и установить ω% по справочной таблице. С помощью рефрактометра определить коэффициент рефракции полученного раствора и установить ω% его раствора по таблице. Сравнить полученные результаты.

 

Таблица 1. Зависимость показателя преломления (n) и плотности раствора (r)

Плотность,	Концентрация		Коэффициент рефракции
г/мл	ω %	С	(n)
1.00	0	0	1.333
1.007	1	0.17	1.335
1.015	2	0.34	1.337
1.022	3	0.51	1.338
1.029	4	0.70	1.340
1.036	5	0.85	1.342
1.044	6	1.07	1.343
1.051	7	1.26	1.345
1.058	8	1.45	1.347
1.066	9	1.64	1.348
1.073	10	1.83	1.350
1.080	11	2.03	1.352

от концентрации натрия хлорида (при 20 С)

Работа с рефрактометром.

Одну или две капли исследуемого раствора соли, помещают между призмами рефрактометра. В окно верхней призмы направляют источник света. Через нижнюю призму свет попадает на шкалу прибора, частично её освещая и создавая чёткую границу света снизу и тени сверху. Если граница светотени недостаточно чёткая, имеет радужные полоски, то вращением компенсатора добиваются их исчезновения. Поворотом рычага, на котором закреплён окуляр, добиваются совмещения трёх чёрточек с границей светотени и считывают по левой шкале коэффициент рефракции, по правой - процентное содержание вещества. Контроль работы производится по дистиллированной воде, коэффициент рефракции которой равен 1,333. Зная коэффициент рефракции раствора, по таблице находят его процентное содержание. Необходимо помнить, что таблица составляется только для определенного вещества.

 

 

Занятие № 2. Тема: «Основы химического анализа. Качественный и количественный анализ. Основы титриметрического анализа. Метод кислотно-основного титрования. Алкалиметрия».

 1. Актуальность темы:

Аналитическая химия - наука, предметом которой является разработка методов определения качественного и количественного состава веществ, встречаемых в природе и входящих в организм человека и всего живого.

Научные исследования и практика показали необходимость проведения качественного и количественного анализа веществ и их смесей. На основании анализа мочи, крови, желудочного сока можно получить данные, которые облегчают распознать заболевание, дают возможность следить за течением болезни. При помощи качественного и количественного анализа разрешается вопрос о пригодности медицинских препаратов для лечебных целей.

Без знания состава живого организма невозможно понять сущность процессов, которые протекают в нем и невозможно разработать методы лечения. Диагностика заболевания основана на сравнении результатов анализа больного с нормальным содержанием отдельных компонентов в крови, моче, желудочном соке и других жидкостях.

 

2. Цель обучения:

Знать основы качественного и количественного анализа, овладеть техникой выполнения метода алкалиметрии при определении кислотности растворов и желудочного сока, экспериментально проводить качественный анализ некоторых веществ и ионов.

Вопросы для обсуждения.

1.	Предмет и задачи аналитической химии. Качественный и количественный анализ.
2.	Основные понятия качественного анализа: а) аналитические реакции; б) реагент (реактив); в) дробный и систематический метод анализа; г) макро-, микро-, полумикроанализ; д) способы выполнения аналитических реакций.
3.	Методы количественного анализа. Классификация методов количественного анализа.
4.	Закон эквивалентов. Основные понятия объемного (титриметрического) анализа: а) рабочий раствор (титрант); б) исходные вещества, требования к ним; в) анализируемый раствор; г) титрование; д) точка эквивалентности, точка нейтрализации; е) конец титрования.
5.	Индикаторы, выбор индикатора. Понятие о кривых титрования, их анализе.
6.	Метод нейтрализации. Основные реакции метода. Алкалиметрия и ацидиметрия. Техника выполнения метода алкалиметрии.
7.	Значение методов качественного и количественного анализа в медицине и других областях практической деятельности (санитарно-гигиенической практике).

4. Выполнить тестовые задания (письменно):

1.		Какие методы используются при проведении качественного анализа:
	А	окрашивание пламени
	В	метод парообразования
	С	спектрофотометрия
	D	метод нейтрализации
2.		Какой из представленных реагентов можно использовать для качественного определения ионов Cu2+ ?
	А	NH4OH
	В	NaCl
	С	KNO3
	D	FeCl3
3.		Аналитические реакции между электролитами записывают:
	А	только в ионном виде
	В	в ионном виде только слабые электролиты
	С	слабые электролиты и малодиссоциированные вещества в молекулярном виде.
	D	только в молекулярном виде
4.		Какая реакция является качественной на ионы SO42-?
	А	с ионами Ва2+
	В	с ионами Fe2+
	С	с ионами Na+
	D	с ионами Ca2+
5.		Ионы калия окрашивают бесцветное пламя горелки в:
	А	красный цвет
	В	синий цвет
	С	фиолетовый цвет
	D	зелёный цвет
6.		Ионы Рb2+ в растворе можно определить в присутствии ионов:
	А	SO42-
	В	Clˉ
	С	I-
	D	NO3-
7.		Осадок какого цвета выпадает в реакции Ba2+ + SO42-  ® BaSO4¯
	А	черный
	В	желтый
	С	белый кристаллический
	D	белый творожистый
8.		Как называется анион SO32-?
	А	сульфат – ион
	В	роданид – ион
	С	тиосульфат – ион
	D	сульфит – ион
9.		Бромид и иодид серебра окрашены соответственно в:
	А	бледно-жёлтый и жёлтый цвет
	В	жёлтый и черный цвет
	С	бледно-жёлтый и белый цвет
	D	голубой и белый цвет
10.		Соли кальция окрашивают пламя горелки в:
	А	насыщенный желтый цвет
	В	кирпично – красный цвет
	С	желтовато – зеленый цвет
	D	светло – фиолетовый цвет
11.		На какой анион третьей группы реакция с солями железа (III) является качественной:
	А	NO3-
	В	Cl-
	С	SCN-
	D	SO32-
12.		Какой закон используют для расчётов в объёмном анализе?
	А	Закон Авогадро
	В	Закон эквивалентов
	С	Закон постоянства состава
	D	Закон перехода количества в качество
13.		Чему равны эквивалентные массы H2SO4 и NaOH?
	А	98 и 40
	В	49 и 20
	С	49 и 40
	D	98 и 49
14.		Как изменится окраска индикатора фенолфталеина в щелочной среде?
	А	С бесцветной на желтую
	В	С бесцветной на малиновую
	С	С бесцветной на красную
	D	С бесцветной на фиолетовую
15.		Какой раствор является стандартным?
	А	Раствор с точно известной концентрацией
	В	Раствор, концентрацию активного вещества которого надо установить
	С	Раствор, содержащий определенную массовую долю растворённого вещества
	D	Раствор, не содержащий активного вещества
16.		Каким методом определяют концентрацию раствора соды Na2CO3:
	А	алкалиметрией
	В	ацидометрией
	С	методом осаждения
	D	оксидиметрией
17.		При титровании сильной кислоты сильным основанием реакция среды изменяется:
	А	кислая → нейтральная → щелочная
	В	кислая → щелочная
	С	кислая → щелочная → нейтральная
	D	кислая → кислая
18.		Для определения кислотности желудочного сока в качестве титранта следует применить:
	А	I2
	В	KI
	С	KOH
	D	НСl
19.		Как изменяется характер среды раствора (рН) в методе ацидиметрии:
	А	нейтральная → кислая → щелочная
	В	нейтральная → щелочная → кислая
	С	кислая → нейтральная → щелочная
	D	щелочная → нейтральная → кислая
20.		Какие вещества используются в методе нейтрализации в качестве исходных?
	А	NaOH, HCl
	В	Na2CO3, HCl
	С	NH3, H2O
	D	BaCl2, H2SO4

5. Ситуационные задачи:

№	Текст задания:
1.	Написать уравнения качественных реакций на ионы меди и хлора в растворе CuCl2 и определить признаки их прохождения.
2.	Для титрования 10 мл анализируемого раствора гидроксида калия методом ацидиметрии израсходовано 16 мл раствора серной кислоты, с молярной концентрацией эквивалента 0,05 н. Рассчитать молярную концентрацию эквивалента гидроксида калия.
3.	На титрование 25 мл раствора FeSO4 в кислой среде израсходовано 12,5 мл раствора КМnО4 с С f (КМnО4) = 0,01 моль/л. Рассчитать массу FeSO4 в растворе.
№	Эталоны ответов:
1.	Качественная реакция на ион Cu2+: CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2¯ + 2NaCl (молекулярное уравнение)                                                          голубой Cu2+ + 2Cl- + 2Na+ + 2OH- → Cu(OH)2¯ + 2Na+ + 2Cl- (полное ионное уравнение) Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2¯ (сокращенное ионное уравнение) Качественная реакция на ион Cl-: CuCl2 + 2AgNO3 → 2AgCl¯ + Cu(NO3)2 (молекулярное уравнение)                                                           белый Cu2+ + 2Cl- + 2Ag+ + 2NO3- → 2AgCl¯ + Cu2+ + 2NO3- (полное ионное уравнение) Cl- + Ag+ → AgCl¯ сокращенное ионное уравнение)
2.	Þ
3.	Находим Сf раствора FeSO4 Þ Массу FeSO4 находим по формуле:

     

6. Задачи для самостоятельного решения (выполнить письменно):

1. Написать уравнения качественных реакций на ион аммония и карбонат-ион в растворе (NH₄)₂СO₃ и определить признаки их прохождения.

 

 

2. На титрование 30 мл раствора NaOН затрачено 20 мл раствора HCl с С_f(HCl) = 0,05 моль/л. Рассчитать массу NaОН в растворе.

 

3. На титрование 20 мл анализируемого раствора уксусной кислоты методом алкалиметрии израсходовано 25 мл раствора гидроксида натрия, с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/л. Рассчитать молярную концентрацию эквивалента уксусной кислоты в растворе.

 

7. Вспомогательные материалы по самоподготовке:

Аналитическая химия – наука о методах и приемах определения качественного и количественного химического состава веществ или их смесей.

 

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Качественный анализ	Количественный анализ
определение (открытие) химических элементов, ионов, атомов, атомных групп, молекул в анализируемом веществе, смеси веществ.	определение количественного состава вещества т.е. установление количества химических элементов, ионов, атомов, атомных групп, молекул в анализируемом веществе, смеси веществ.

Качественный анализ

Систематический (разделение смеси ионов на аналитические группы катионов и анионов)

Дробный (открытие каждого иона без предварительного разделения на ионы)