Приготовление раствора заданной концентрации по правилу смешения из более концентрированного раствора и воды или из двух растворов с известным процентным содержанием
Пример. Сколько миллилитров 37,23% раствора соляной кислоты (плотность 1,19) и воды потребуется для приготовления 500 мл 10% раствора?
Решение. Концентрация исходных растворов (37,23 и для воды 0) записываем в первом столбце, во втором столбце записываем заданную концентрацию (10).
Разность между исходными концентрациями и заданной записываем в третьем столбце в направлении пересекающихся диагоналей (см. стрелками на схеме)
37,23
10 (10
0)
10
0 27,23 (37,23 10)
Полученные цифры (правый столбец) указывают, в каком весовом отношении должны быть смешаны раствор и вода. Следовательно, на 10 весовых частей раствора кислоты нужно взять 27,23 весовой части воды. По таблице находим удельный вес 10% раствора соляной кислоты (при необходимости методом интерполяции ). Он равен 1,049. Вес приготовляемого раствора 500 . 1,049 = 524,5 г должен быть распределен пропорционально найденным весовым частям. Всего частей: 10+27,23 = 37,23. Вес концентрированной соляной кислоты, необходимый для приготовления 10 % раствора, равен
524,5 . 10/37,23 = 140,9 г,
а объём её V = 140,9/1,19 = 118,4 мл.
Вес (объем) воды равен 524,5 . (27,23/37,23)=383,6 г
(или 524,5–140,9=383,6 г)
Лабораторная работа Приготовление растворов
Цель работы
Освоение навыков приготовления растворов заданной концентрации и методики их количественного анализа.
Оборудование и реактивы.
Ареометр. Мерные цилиндры. Колба мерная (100 мл). Воронка. Бюретка (50 мл). Колбы конические (100 мл). Пипетки (10 мл). Гидроксид натрия (кристал.). Индикатор метилоранж. Растворы: хлорида калия (конц.), соляной кислоты (0,5Н)
Опыт 1. Приготовление раствора
Приготовить, например, 250 мл 5% раствора хлористого калия из концентрированного раствора и воды.
1. Определить ареометром плотность исходного раствора, опуская последний в цилиндр.
2. Определить по шкале – таблице процентную концентрацию исходного раствора, отвечающую найденной плотности (если величина процентной концентрации не числится в таблице, то необходимо воспользоваться методом интерполяции).
3. Определить плотность приготовляемого 5% раствора хлористого калия по таблице.
4. Вычислить вес приготовляемого раствора.
5. Рассчитать, какое весовое количество исходного раствора хлористого калия нужно для приготовления заданного раствора (по правилу смешения).
6. Пересчитать полученную величину навески на объем.
7. Рассчитать нужный объем воды.
8. Отмерить мерным цилиндром вычисленные объемы концентрированного раствора и воды, слить их, тщательно перемешать жидкость и определить ареометром плотность полученного раствора. Определить расхождение найденной и заданной плотностей в процентах.
Опыт 2. Приготовление раствора заданной концентрации и проверка ее титрованием
Пример. Приготовить 100 мл 0,5 Н раствора NaOH из кристаллического NaOH.
1. Определить количество NaOH (m), необходимое для приготовления заданного раствора:
1000 мл – 20 г (0,5 Н) МNaOH = 40
100 мл – m m = 2 г.
2. Взвесить 2 г NaOH, перенести в стакан и добавить примерно 60 мл воды. Стеклянной палочкой тщательно перемешать раствор до полного растворения щелочи. Раствор перелить в мерную колбу на 100 мл. Стакан сполоснуть небольшим количеством воды (~ 15 мл) и прилить её в ту же колбу с помощью воронки. Объём раствора в цилиндре довести до 100 мл (до метки) и тщательно перемешать.
3. Из мерной колбы отобрать пипеткой 10 мл приготовленного раствора и перенести его в коническую плоскодонную колбу для титрования. В колбу добавить 2…3 капли индикатора (метилоранж) и титровать раствором соляной кислоты до перехода желтого окрашивания раствора в розовый. Титрование повторить три раза, каждый раз точно определяя объем израсходованной кислоты (V1,V2,V3). Затем рассчитать средний объём
V1 + V2 + V3
Vс.р. = —————– .
3
4. Число грамм-эквивалентов щёлочи в объёме пипетки (10 мл) равно чис-лу грамм-эквивалентов кислоты в объёме Vс.р.. По формуле Vm . Nm = Vk . Nk определить нормальную концентрацию приготовленного раствора щелочи. Сравнить полученные результаты с заданием.