Способы выражения состава растворов. Приготовление

1
Лабораторная работа
Приготовление разбавленного раствора серной кислоты
Цель работы. Освоение навыков приготовления растворов кислот и определения
их концентраций.
Задачи работы. Приготовить раствор H2SO4 из более концентрированного
раствора и определить его концентрацию.
Общие положения. Составы растворов чаще всего выражают в массовых долях ω,
молярной концентрацией сМ и молярной концентрацией эквивалента (нормальной
концентрацией) сн:
ω=
100m f
cM =
cн =
m
=
mf
M f ⋅V
mf
M Эf ⋅ V
mf
10V ρ
;
(1)
;
(2)
,
(3)
где mf и m — массы растворенного вещества и раствора, г; V — объем раствора, дм3; ρ —
плотность раствора, г·см-3; Mf и MЭf — молярная масса и молярная масса эквивалента
(эквивалентная масса) растворенного вещества, г·моль-1.
Дома. Используя определение (2) молярной концентрации, рассчитайте массу
концентрированной серной кислоты, содержащейся в объеме раствора V с заданной
концентрацией сМ:
mH 2 SO4 =
Ход работы.
1. С помощью ареометра определите плотность исходного раствора серной
кислоты или возьмите данные у преподавателя: ρ =
Используя справочные данные, по значению плотности определите массовую долю
H2SO4 в исходном растворе: ω =
2. Используя рассчитанное дома значение массы H 2 SO4 , определите массу mω
исходного раствора с массовой долей ω:
mω =
mH 2 SO4 ⋅ 100
ω
=
3. Рассчитайте объем Vω исходного раствора H 2 SO4 с массовой долей ω,
который необходим для приготовления заданного раствора:
m
Vω = ω =
ρ
2
4. Мерным цилиндром отмерьте рассчитанный объем Vω и перенесите его в
мерную колбу емкостью V (во избежание разбрызгивания кислоты, колбу
предварительно заполните на четверть дистиллированной водой!). Доведите
дистиллированной водой раствор в мерной колбе до метки. Тщательно перемешайте
приготовленный раствор, закрыв колбу резиновой пробкой и переворачивая ее
(удерживая за дно и пробку).
5. В основе объемного титрования в данном случае лежит реакция
нейтрализации приготовленного раствора H2SO4 раствором NaOH с известной
концентрацией cNaOH (концентрация указана на склянке со щелочью).
Запишите эту реакцию:
Нормальную (эквивалентную) концентрацию cH 2 SO4 приготовленного раствора
H2SO4 рассчитывают, используя формулировку закона эквивалентов, выраженную
через объемы1 и нормальные концентрации реагирующих растворов
cH 2 SO4VH 2SO4 = cNaOHVNaOH .
(4)
Для титрования пипеткой отберите 10 мл (аликвоту) приготовленного
раствора серной кислоты, перенесите его в коническую плоскодонную колбу и
добавьте одну-две капли индикатора фенолфталеина.
Добавляйте небольшими порциями раствор гидроксида натрия (титрант) из
бюретки, непрерывно перемешивая содержимое колбы легким встряхиванием и
наблюдая изменение его окраски. Титрование считать законченным при
изменении окраски из бесцветной в слабо-розовую, устойчивую в течение 30
секунд. Титрование повторите дважды, записывая объем израсходованной щелочи:
V2 =
V1 =
Для дальнейших расчетов используйте среднее арифметическое
V +V
VNaOH = 1 2 =
2
6. Из (4) рассчитайте нормальную концентрацию раствора H2SO4:
cH 2 SO4 =
значение:
cNaOH ⋅ VNaOH
=
10
7. Учитывая соотношение молярной и эквивалентной масс H2SO4, входящих в
(2) и (3), переведите найденное значение cH 2 SO4 в молярную концентрацию:
сМ =
8. Рассчитайте относительное отклонение экспериментального и заданного
значений молярной концентрации H2SO4:
δ=
1
cM эксперимент − сM задание
сM задание
⋅ 100 =
При расчетах обычно объемы берут в мл.