Приготовление раствора и определение его концентрации

                                                               

 

 

Кафедра химии

Лабораторная работа 4

 

По дисциплине:

 

 

Тема: приготовление раствора и определение его концентрации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2009г

 

 Цель работы: ознакомиться с методами приготовления растворов определенной концентрации.

 

Общие сведения.

      Раствором называют однородную систему из двух более компонентов, состав которой может изменяться непрерывно. В растворе выделяют растворитель – вещество, образующее непрерывную среду, в которой распределены частицы растворенного вещества. Концентрацией раствора называют соотношение между количествами растворенного вещества и растворителя. Концентрацию растворов выражают различными способами, наиболее распространенными из которых являются следующие:

1. Процентная концентрация – число единиц массы растворенного вещества, содержащихся в ста единицах массы раствора,

C_% = m₂·100%/m_р-ра, %.

      В обозначениях индекс 2 будем относить к характеристикам растворенного вещества, а индекс 1 – к характеристикам растворителя.        

2. Молярная концентрация С_М или просто М – число молей растворенного вещества в одном литре раствора,

C_M = n₂/V_р-ра , моль/л.

3. Нормальная концентрация С_N или N – число эквивалентов растворенного вещества в одном литре раствора,

C_N = z·C_M , экв/л или н.

      где z – число эквивалентов в моле вещества.

4. Моляльная концентрация C_m или m – число молей растворенного вещества, приходящихся на 1 кг растворителя,

C_m = n₂/m₁ , моль/кг.

5. Молярная доля – отношение числа молей растворенного вещества к общему числу молей компонентов раствора,

X₂ = n₂/(n₁ + n₂).

 Прием количественного анализа,  при котором к раствору определяемого  вещества по каплям приливают  раствор реагента точно заданной  концентрации, называют титрованием. Состояние системы, в котором аналитическая реакция прошла полностью в соответствии со стехиометрическим уравнением при отсутствии избытка реагента, называют точкой эквивалентности. Задача титрования – определить эквивалентный объем добавляемого реагента – титранта, необходимый для установления точки эквивалентности, так как в ней числа эквивалентов определяемого вещества и титранта равны между собой. Из определения нормальной концентрации следует, что число эквивалентов вещества в растворе равно произведению нормальности на объем раствора. Следовательно:

N_XV_X = N_TV_T .            (1)

Отобрав для титрования мерной пипеткой точный объем пробы V_X , зная нормальность титранта N_T и определив эквивалентный объем V_T , по формуле (1) можно вычислить концентрацию пробы N_X .

До эквивалентной точки в  ходе титрования в растворе присутствует избыток определяемого вещества, а после – избыток титранта. Поэтому в эквивалентной точке  свойства раствора резко изменяются, в частности, изменяется окраска  специально подобранных цветных индикаторов, что позволяет определить эквивалентный объем титранта.

 

 

 

Порядок выполнения работы

 

 Для проведения опыта дан  раствор соляной кислоты концентрацией  и г/мл.

1. Рассчитываю объем исходного раствора, который надо взять для приготовления 100 мл раствора концентрацией С_N = 0,15 н.

                              ,      ,

где -нормальная концентрация приготовляемого раствора  (экв/л)

      -молярная концентрация приготовляемого раствора  (моль/л)

      -объем приготовляемого раствора  (л)

     -количество вещества соляной кислоты  (моль)

       z- число эквивалентов в моле HCl  (экв).

(моль)

 г. где - масса растворенной HCl

                                                                  - молярная масса HCl.

 г. , где - масса исходного раствора

 мл , где - объем исходного раствора

 

2. Рассчитанный объем исходного раствора из бюретки отбираю в мерную колбу объемом 100 мл, довожу уровень жидкости в колбе дистиллированной водой до метки по нижнему краю мениска и перемешиваю раствор путем переворачивания плотно закрытой колбы.

3. В 2 конические колбы с помощью мерной пипетки отбираю аликвотные объемы приготовленного раствора по 5 мл, добавляю немного дистиллированной воды (до толщины слоя жидкости около 5 мм) и 2-3 капли индикатора – фенолфталеина.

4. Бюретку на 25 мл наполняю титрованным раствором едкого натра. Затем медленно, по каплям, добавляю раствор щелочи из бюретки к аликвоте кислоты, непрерывно перемешивая раствор в конической колбе.

Эквивалентную точку определяю  по переходу окраски фенолфталеина от бесцветной к малиновой, сохраняющейся при перемешивании в течение 30 с. Титрование повторяю 2-3 раза и усредняю измеренные эквивалентные объемы щелочи.

мл

мл

 мл

5. Рассчитываю точное значение концентрации приготовленного раствора кислоты.

,      ,

где мл, экв/л

 экв/л

6. Нахожу погрешность.

 

 

 

                                                                                                             

Вывод: я ознакомилась с методами приготовления растворов определенной концентрации и получила опытным путем раствор концентрацией экв/л с погрешностью .