Теоретические вопросы
1. Раствор, растворенное вещество, растворитель. Примеры растворов.
2. Тепловые эффекты при растворении.
3. Массовая доля растворенного вещества в растворе.
4. Молярная концентрация растворенного вещества в растворе.
5. Эквивалент, фактор эквивалентности, молярная масса эквивалентов вещества.
6. Молярная концентрация эквивалентов растворенного вещества в растворе.
7. Закон эквивалентов. Закон эквивалентов для растворов.
Экспериментальная часть
Задачей данной работы является приготовление 250 мл раствора HCl с молярной концентрацией эквивалента 0,1н. Для этого нужно определить концентрацию исходного раствора соляной кислоты по ее плотности и рассчитать, сколько нужно взять этой кислоты для приготовления 250 мл 0,1н раствора.
Опыт 1. Определение концентрации раствора соляной кислоты
Налейте в мерный цилиндр исходный раствор соляной кислоты и опустите в него ареометр так, чтобы уровень раствора кислоты был на шкале ареометра. По шкале определите деление, совпадающее с нижним мениском уровня кислоты. Значение этого деления соответствует плотности соляной кислоты. По таблице 1 найдите массовую долю соляной кислоты.
Таблица 1
Зависимость плотности раствора НСl от ее концентрации при 20оС.
| w | r (г/мл) | w | r (г/мл) | w | r (г/мл) |
| 0,04 | 1,019 | 0,16 | 1,079 | 0,28 | 1,142 |
| 0,06 | 1,029 | 0,18 | 1,089 | 0,30 | 1,152 |
| 0,08 | 1,039 | 0,20 | 1,100 | 0,32 | 1,163 |
| 0,10 | 1,049 | 0,22 | 1,110 | 0,34 | 1,173 |
| 0,12 | 1,059 | 0,24 | 1,121 | 0,36 | 1,183 |
| 0,14 | 1,069 | 0,26 | 1,132 | 0,38 | 1,194 |
Пример: Если в опыте найдено, что плотность раствора кислоты равна 1,089 г/мл, то массовая доля кислоты равна 0,18.
Примечание: если значение найденной Вами плотности лежит между табличными значениями, рассчитайте концентрацию кислоты методом линейной интерполяции.
Выполните расчет объема HCl с массовой долей w и плотностью r необходимого для приготовления 250 мл 0,1н раствора кислоты по формуле: V = 0,9125/(w×r). Так кислоты с w=0,18 и r =1,089 г/мл необходимо взять
V = 0,9125/(0,18×1,089) = 4,6 мл.
Опыт 2. Приготовление 250 мл 0,1н раствора HCl
Отмерьте мерным цилиндром рассчитанный объем раствора НСl и перенесите этот объем в мерную колбу на 250 мл, добавьте дистиллированную воду в колбу до метки. Закройте мерную колбу пробкой и тщательно перемешайте раствор, переворачивая колбу несколько раз. Раствор готов для работ, в которых не требуется точная концентрация.
Задачи и упражнения
1. Для подкормки растений потребовалось 300 кг 0,5% раствора калийной селитры KNO3. Сколько будет израсходовано селитры и воды?
2. В 450 г H2O растворили 50 г CuSO4´7H2O. Найти массовую долю безводной соли.
3. Сколько натриевой селитры (NaNO3) надо взять для приготовления 300 мл 0,2н раствора?
4. Найти молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалентов раствора H3PO4 c массовой долей 0,49 (r=1,33 г/моль).
5. Сколько мл раствора NaOH (w=0,3 и r=1330 г/мл) нужно взять для приготовления 0,5 л 0,5М раствора?
6. Сколько мл раствора азотной кислоты (w=0,50, r=1,315 г/мл) нужно для приготовления 5 л раствора с w=0,02 и r=1,010 г/мл?
7. Сколько мл воды нужно прибавить к 25 мл раствора КОН (w=0,40, r=1,41 г/мл), чтобы получить раствор с w=0,02?
8. Сколько мл 0,2М и 0,9М растворов NaOH нужно взять, чтобы приготовить 100 мл 0,4М раствора NaOH?
9. Для нейтрализации 30 мл 0,1н раствора H2SO4 нужно 12 мл NaOH. Найдите молярную концентрацию эквивалента раствора NaOH.
10. Сколько мл 0,50н раствора NaOH нужно, чтобы осадить в виде Cu(OH)2 всю медь, содержащуюся в 15 мл 1,2н раствора СuCl2?
11. В 250 г воды растворили 50 г кристаллогидрата CuSO4×5H2O. Вычислите массовую долю кристаллогидрата и безводной соли в растворе.
12. Имеется раствор, содержащий серную и азотную кислоты. При добавлении к образцу этого раствора массой 40 г избытка BaCl2 получили осадок массой 9,32 г. Для нейтрализации образца исходного раствора массой 20 г потребовалось 14 мл раствора NaOH c массовой долей w=0,18 и r=1,20 г/мл. Чему равны массовые доли кислот в исходном растворе?
Лабораторная работа 4
ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ.
