Министерство общего образования и профессионального образования Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

Определение

Концентраций растворов

Титриметрическим методом

Методические указания

к выполнению лабораторных работ

по общей химии

для студентов всех специальностей

Одобрено редакционно–издательским советом Саратовского государственного технического университета

Саратов 1999

Цель работы: ознакомиться с методикой определения концентраций растворов и научиться по результатам эксперимента рассчитывать концентрации растворов.

Основные положения

Титриметрический анализ основан на точном измерении объема реактива известной концентрации, пошедшего на взаимодействие с исследуемым раствором.

Основные способы выражения концентрации растворов

1. Массовая доля растворенного веществ (процентная концентрация) (С%) выражается числом единиц массы (например, граммов) растворенного вещества, содержащих в 100 единицах массы (например, в 100 г) раствора

С% =,

где m_B – масса вещества;

m_a – масса растворителя.

Например, для приготовления 20% -ного раствора NaCl следует взвесить 20 г NaCl и растворить 80 г Н₂О.

Пример 1. Определить массовую долю (%) хлорида калия в растворе, содержащем кг КСl в л раствора, плотность которого кг/м³.

Решение. Масса раствора равна произведению объема раствора V на его плотность 

m = V, тогда С% = .

Массовая доля хлорида в растворе равна

С% = ~10%.

2. Молярная концентрация или молярность (См или М) выражается числом молей растворенного вещества в 1 литре раствора.

Моль – количество вещества, содержащее столько структурных единиц (молекул, атомов, ионов), сколько содержится в атомов в 12 г изотопа углерода (¹²С). число структурных единиц, содержащихся в одном моле вещества, равно 6,02·10²³ и называется числом Авогадро (N_А).

Например, 2М Н₂SO₄ означает раствор, в каждом литре которого содержится 2 моль сернистой кислоты, то есть 98·2=196г.

Пример 2. Какова масса NaOH, содержащегося в 0,2 л раствора, если молярная концентрация раствора 0,2 моль/л?

Решение. Молярная концентрация (моль/л) равна

С_М = ,

где m₁ – масса растворенного вещества, г;

M – молярная масса растворенного вещества, г/моль;

V – объем раствора, мл.

М (NaOH) = 40г/моль. Масса NaOH, содержащегося в растворе, равна

m₁=C_M··M·V= 0,2·40·0,2=1,6г.

3. Эквивалентная концентрация или нормальность (С_Н или N) выражается числом эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 литре раствора.

Напомним, что эквивалентом элемента называют такое количество, которое соединяется с 1 молем атома водорода или замещает то же количество водорода в химических реакциях.

Масса 1 эквивалента элемента или сложного вещества называется его эквивалентной массой и выражается в г/ моль.

Массу эквивалента (m_э) элемента (простого вещества) можно рассчитать по формуле

m_э = ,

где А – атомная масса элемента;

В – валентность.

Для вычисления эквивалента сложного вещества пользуются формулой

m_э =,

где М – молярная масса г/моль;

В – валентность (заряд) функциональной группы;

n – число функциональных групп.

Функциональными группами являются:

а) для кислоты – ионы водорода (Н⁺);

б) для основания – ионы гидроксила (ОН^-);

в) для соли – ионы металла.

Например, 2Н Н₂SO₄ означает раствор, в каждом литре которого содержится 2 m_э серной кислоты. Так как m_э Н₂SO₄ ==49 г/моль, то этот раствор содержит 2·49=98 г Н₂SO₄.

Пример 3. Определите эквивалентную концентрацию хлорида железа (III), если в 0,3 л раствора содержится 32,44 г FeCl₃.

Решение: Эквивалентная концентрация равна

N=

где m₁ – масса растворенного вещества.

Эквивалентная масса FeCl₃ равна

m_э (FeCl₃ ) = г/моль.

Эквивалентная концентрация раствора FeCl₃ равна

N=моль/л.

4. Титр (Т) – количество вещества в граммах, содержащегося в 1 мл раствора.

Титр и нормальность связаны между собой уравнениями

.

Пример 4. Определите титр 0,01 н КОН.

Решение: Определим эквивалентную массу КОН.

m_э (КОН) = 56,1 г/моль.

В 1л 0,01 КОН содержится 0,01·56,1 = 0,561 г КОН.

Титр этого раствора равен

г/мл.