Приготовление растворов

Большинство методов проведения анализа связано с использованием растворов с точно известной концентрацией – титрованных растворов. Существует три метода приготовления таких растворов:

– взятие точной навески вещества. Точную навеску вещества растворяют в мерной колбе, затем доводят объем раствора водой до метки. Зная массу растворенного вещества и объем полученного раствора, рассчитывают его молярную или молярную концентрацию эквивалента. Титрованные растворы, полученные таким образом, (стандартные или точные растворы) применяют в титриметрии для количественного определения тех или иных веществ и для установки концентрации других титровальных растворов.

Следует учитывать, что описанный способ приготовления титрованных растворов применим далеко не всегда. Его нельзя применять для приготовления титрованных растворов веществ, находящихся в исходном состоянии в виде растворов, точная концентрация которых неизвестна, например, HCl, H₂SO₄, HNO₃ и др., в случае веществ, образующих кристаллогидраты, а также гигроскопичных веществ и неустойчивых веществ, например, NaOH. В этих случаях используют второй способ приготовления растворов.

– предварительное приготовление раствора приблизительно требуемой концентрации. Сначала готовят раствор вещества приблизительно требуемой концентрации, затем устанавливают его точную концентрацию путём титрования раствором другого вещества с точно известной концентрацией (установочного раствора). Например, концентрацию раствора NaOH можно установить в результате титрования его раствором щавелевой кислоты, приготовленным по точной навеске.

– использование фиксанала (рис.1.11.). Фиксаналом называется специально запаянная ампула, содержащая определенное количество вещества. Для приготовления раствора определённой концентрации ампулу разбивают над специальной воронкой, снабженной пробивным устройством, содержимое ее количественно переводят в мерную колбу и доливают водой до метки. Обычно фиксаналы рассчитаны на приготовление 1дм³ раствора. Концентрация получаемого раствора указывается на фиксанале.

Способы выражения концентрации растворов

Процентная концентрация (массовая доля) показывает число граммов растворённого вещества, содержащееся в 100 г раствора:

Молярная концентрация (молярность) показывает число молей растворенного вещества, содержащихся в 1 дм³ раствора:

Молярная концентрация эквивалента (нормальность) показывает число эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 дм³ раствора:

Число эквивалентов рассчитывается как отношение числа молей вещества к его эквиваленту:

Эквивалентом называется величина обратная количеству химических связей атома данного элемента, принимающих участие в данной реакции (для ОВР эквивалент равен единице, делённой на число принимаемых, или отдаваемых электронов).

Мольно-массовая концентрация (моляльность) показывает число молей растворенного вещества, приходящееся на 1000 г растворителя:

Методика проведения работы

Вариант 1. Приготовление растворов для кислотно-основного титрования

Порядок проведения эксперимента

Приготовление установочного раствора карбоната натрия методом взятия точной навески вещества

1. Рассчитывают массу карбоната натрия, необходимую для приготовления 100см³ 0,05 Н раствора.

2. На аналитических весах взвешивают пустой чистый сухой стаканчик из стекла или полиэтилена.

3. В стаканчик добавляют рассчитанное количество карбоната натрия, постоянно взвешивая его и корректируя количество вещества.

4. Определяют точную массу стаканчика с веществом – m₁.

5. При помощи воронки переносят навеску вещества в мерную колбу.

6. Взвешивают пустой стаканчик – m₀.

7. Определяют точное значение величины навески: m = m₁ – m₀, и записывают полученную величину.

8. При помощи промывалки смывают в мерную колбу с воронки остатки карбоната натрия.

9. Заполняют мерную колбу водой примерно на ⅔ объёма и перебалтывают до полного растворения вещества.

10. Доводят объём раствора в колбе до метки, погружают в колбу мешалку и перемешивают на магнитной мешалке в течение 5 минут.

11. После перемешивания закрытую пробкой колбу несколько раз переворачивают и перемешивают ещё несколько минут.

12. Рассчитывают точное значение нормальности полученного раствора.

13. Полученное значение концентрации записывают на колбе с раствором.