Структура занятия.

1. Теоретическая часть:

1.1. Повторение понятий по теме: «Растворы».

1.2. Техника приготовления точных растворов.

1.3. Решение задач на молярную концентрацию эквивалента.

Число эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора, выражают эквивалентную концентрацию (нормальность).

Однонормальным называется раствор, в 1 л которого содержится один эквивалент растворенного вещества. Растворы, содержащие доли эквивалентов в 1 л раствора, например 0,1; 0,2; 0,02; 0,001, называются соответственно децинормальными (0,1 н), двудецинормальными (0,2 н), двусантинормальными (0,02 н), миллинормальными (0,001 н), а содержащие 2; 3; 4 и более эквивалентов, называются соответственно двунормальными, трехнормальными и т.д.

При переходе от молярной концентрации к эквивалентной и наоборот следует учитывать число эквивалентов, входящих в состав одного моля данного вещества.

Для растворов соединений типа НС1, НNО₃, КОН и других, для которых эквивалент численно совпадает с одним молем, молярность и нормальность растворов совпадает.

При приготовлении растворов, содержащих определенное количество эквивалентов данного вещества, необходимо уметь подсчитывать молярную массу эквивалента (эквивалентную массу), т.е. массу одного эквивалента.

Эквивалентная масса кислоты равна её молярной массе, деленной на основность кислоты.

Например:

Эквивалентная масса основания равна его молярной массе, деленной на степень окисления металла.

Например:

Эквивалентная масса соли равна молекулярной массе соли, деленной на произведение степени окисления металла, умноженного на число атомов в молекуле соли.

Например:

В лабораторной практике применяют название «нормальная концентрация», которая обозначается в различных формулах буквой «N», а при обозначении концентрации данного раствора буквой «Н».

Растворы нормальной концентрации являются точными растворами.

Приготовить точный раствор можно двумя способами:

1. Приготовление по точно взятой навеске.

2. Приготовление из фиксаналов.

1. По точно взятой навеске можно приготовить растворы многих солей, некоторых твердых кристаллических кислот (щавелевой, борной). Растворы щелочей, большинства кислот и некоторых солей готовить таким способом нельзя. Вещество, используемое для приготовления точного раствора, должно отвечать следующим требованиям:

1) быть чистым (практически не содержать примесей);

2) точно соответствовать формуле;

3) не обладать гигроскопичностью или способностью быстро терять на воздухе кристаллизационную воду;

4) быть устойчивым в водном растворе.

Если вещество не удовлетворяет этим требованиям, то приготовить из него раствор точно заданной концентрации по точно взятой навеске невозможно. Для приготовления раствора мерную колбу тщательно моют хромовой смесью, много раз ополаскивают водой из-под крана и 3-4 раза дистиллированной водой. На аналитических весах берут навеску, необходимую для приготовления того или иного раствора. используют для взятия навески часовое стекло или бюкс. Навеску высыпают в мерную колбу через сухую воронку, аккуратно, остатки смывают из промывалки в воронку дистиллированной водой. Общее количество воды, использованное для обмывания часового стекла или бюкса, а также воронки, не должно занимать ½ колбы. Колбу закрывают пробкой, осторожно вращательным движением перемешивают до полного растворения навески. Затем доливают водой до метки, нижняя часть мениска должна касаться метки на шейке колбы. Закрывают колбу пробкой и перемешивают раствор 12-15 раз.

Например: требуется приготовить 150 мл 0,1 н раствора NаС1.

Делаем расчет массы NаС1:

1) М(NаС1) = 22,98977 + 35,453 = 58,4428 г.

2) 1000 мл – 0,1 экв NаС1

150 мл – Х г-экв NаС1

3) 1 г-экв NаС1 – 58,4428 г

0,015 г-экв – У г

Следовательно, растворив взятую навеску в мерной колбе вместимостью 150 мл, мы получим раствор, точная концентрация которого будет равна: 0,0669.

Допустим, масса бюкса с навеской 12,7080 г

масса бюкса ------------- 12,1218 г

навеска -------------------- 0,5862 г

0,8766 – 0,1 н р-р

0,5862 г – Х

2. Приготовление из фиксаналов. Для приготовления точных растворов различных кислот удобно пользоваться так называемыми фиксаналами, представляющими собой запаянные стеклянные ампулы с точными навесками реактивов. Каждая ампула имеет надпись, показывающая, какое вещество и в каком количестве находится в ампуле. Из фиксаналов можно готовить также растворы солей и щелочей.

Необходимо помнить, что фиксаналы, содержащие щелочь, пригодны в течение определенного срока. Перед тем как использовать фиксанал щелочи, следует внимательно осмотреть содержимое ампулы. Раствор должен быть абсолютно прозрачным.

Из фиксаналов можно готовить точные растворы таких солей, которые не удовлетворяют требованиям, предъявляемым веществам, из которых можно готовить точные растворы по точно взятой навеске, например КМnО₄, Nа₂SО₄ и др. Однако нужно учитывать, что некоторые растворы, например растворы щелочи, при стоянии быстро меняют свою концентрацию.

Для приготовления раствора из фиксанала поступают следующим образом. В чисто вымытую мерную колбу вставляют воронку, тщательно вымытую и сполоснутую дистиллированной водой; если в ампуле содержится не раствор, а сухое вещество, то воронка должна быть сухой. Затем в воронку вставляют специальный стеклянный боек (обычно прилагается к коробке с фиксаналами), также сполоснутый дистиллированной водой. Ампулу ротирают спиртом, чтобы удалить надпись, и обмывают дистиллированной водой. Затем ее вставляют в воронку так, чтобы она своим тонким, втянутым внутрь дном касалась бойка, приподнимают её и слегка ударяют о конец бойка. Содержимое ампулы попадает через воронку в колбу. Сбоку в ампуле имеется углубление, в котором пробивают отверстие стеклянной палочкой с заостренным концом. Через это отверстие многократно обмывают дистиллированной водой из промывалки стенки ампулы маленькими порциями. После этого споласкивают стенки ампулы снаружи и ампулу выбрасывают. Ополаскивают воронку и боек, затем поднимают воронку и обмывают наружную часть трубки воронки. Обмывают верхнюю часть шейки мерной колбы. Производя все эти операции по промыванию, следят, чтобы количество воды в мерной колбе к концу всех операций не превысило ½ объема колбы. Осторожно вращательным движением перемешивают содержимое колбы.

Дистиллированной водой доводят содержимое колбы до метки так, как это было описано выше, и перемешивают содержимое колбы 12-15 раз.

3. Приготовление растворов по приблизительно взятой навеске. Способ приготовления растворов по точно взятой навеске применим не для всех веществ. Некоторые соли, все щелочи и многие кислоты легко изменяют на воздухе свой состав.

Для получения раствора такого вещества с точно известной концентрацией поступают следующим образом. На техно-химических весах берут рассчитанную навеску с точностью до второго десятичного знака. Растворять навеску можно не в мерной колбе, а в простой плоскодонной и воду отмеривать цилиндром. Если нужно приготовить раствор щелочи, то вещества отвешивают несколько больше рассчитанного количества.

Точную концентрацию приготовленного раствора устанавливают объемным путем – титрованием.

Таким образом получают раствор не с точно приготовленной, а с точно установленной концентрацией.

4. Приготовление точного раствора кислоты из концентрированной кислоты. Как было указано выше, точные растворы кислот готовят из фиксанала. Однако в случае отсутствия фиксанала можно рекомендовать следующий способ приготовления точного раствора кислоты. Измерив плотность концентрированной кислоты, по таблице определяют ее концентрацию и производят расчет. Сухую бюретку со стеклянным краном споласкивают 2 раза концентрированной кислотой и заполняют по правилам заполнения бюретки. В мерную колбу наливают около ½ объема дистиллированной воды и осторожно выпускают из бюретки концентрированную кислоту с точностью до сотых долей миллилитра. Перемешивают раствор, дают ему остыть и доводят водой содержимое колбы до метки.

2. Указания к занятию:

2.1. Внимательно изучите инструкцию.

2.2. Просмотрите записи в тетради, которые вы сделали при изложении материала преподавателем. Обсудите друг с другом!

2.3. При приготовлении растворов соблюдайте осторожность в работе с кислотами и щелочами!

2.4. При приготовлении растворов из фиксаналов внимательно изучите технику приготовления таких растворов, работайте аккуратно, внимательно и осторожно!

2.5. Используйте для приготовления точных растворов только мерную посуду.

2.6. При работе с пипетками пользуйтесь резиновой грушей с переходником.

Дата добавления: 2015-08-13