Лекции Лаборант школы (химия). 1 посуда лабораторная
 Скачать 1.87 Mb.
|
Концентрация растворов. Приготовление растворовКонцентрацией раствора называется количество (масса или объем) растворенного вещества, содержащееся в определенном количестве (мас- се или объеме) раствора или растворителя. Ее выражают различными спо- собами. В химии наиболее часто применяются следующие способы: Процентная концентрация по массе - это отношение массы рас- творенного вещества к массе всего раствора, умноженное на 100. Если раствор состоит из компонентов А и В, то процент компонента А вычис- ляется по формуле:  где а и b – массовые количества каждого компонента раствора. Например, 5%-ный раствор гидроксида натрия содержит 5 г гидроксида натрия в 100 г раствора, или, что то же самое, 5 г гидроксида натрия при- ходится на 100 - 5 = 95 г воды. Процентная концентрация – безразмерная величина. Молярнаяконцентрация, или молярность, выражается числом молей растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Раствор, в 1 л которого содержится один моль растворенного вещества, называется молярным. Если в 1 л раствора содержится 0,1 моль вещества, то он назы- вается децимолярным, 0,01 моль-сантимолярным, 0,001 моль- миллимолярным. Размерность молярной концентрации – моль/л. Молярность раствора обычно обозначается буквой М. Например, 1 М NaOH – молярный раствор гидроксида натрия, 1 л такого раствора содержит 40 г NaOH; 0,01 М NaOH – сантимолярный раствор, 1 л его со- держит 0,01 моль, т.е. 0,4 г NaOH, и т.д. Чтобы приготовить, например, децимолярный раствор гидроксида натрия, надо взвесить 0,1 моль его, т. е. 4 г внести в литровую мерную колбу, на горлышке которой отмечен объем, точно равный 1 л, добавить воды до полного растворения вещества и затем раствор довести до метки (нижняя часть мениска должна касаться метки) и тщательно перемешать. Моляльная концентрация, или моляльность – это число молей растворенного вещества, содержащихся в 1 кг растворителя. Например, одномоляльный водный раствор серной кислоты состоит из 98 г кислоты и 1 кг воды. Если в 1 кг воды растворено 0,5/моля вещества, то такой рас- твор называется полумоляльным. Размерность моляльной концентрации - моль/кг. Моляльность обычно обозначается буквой m. Нормальная концентрация, или нормальность, выражается чис- лом эквивалентов вещества, содержащихся в 1 л раствора. Раствор, в 1 л которого содержится один эквивалент (экв) растворенного вещества, называется нормальным. Если в 1 л раствора содержится 0,1 экв вещества, то он называется децинормальным, 0,01 экв-сантинормальным, 0,001 экв- миллинормальным. Нормальность обычно обозначается буквой н. (иногда N). Так, например, 1 н. H2SO4 - нормальный раствор серной кислоты, 1 л такого раствора содержит 1 экв, т.е. 49 г H2SO4; 0,01 н. NaOH- сантинормальный раствор гидроксида натрия, 1 л его содержит 0,01 экв, т.е. 40/100 = 0,4 г NaOH, и т.д. Нормальный раствор готовится аналогично молярному. Приготовление неточных растворов. Для растворов, используемых при проведении синтезов и опытов, как правило, не требуется очень высо- кая точность их приготовления. Для приготовления неточного раствора: Взвесить на весах навеску вещества с точностью 0,1 – 0,01 г. Рассчитать массу растворителя, необходимую для приготовле- ния раствора заданной концентрации. Вычислить объем растворителя, ис- ходя из его массы и плотности. Отмерить с помощью мерного цилиндра или мензурки, необ- ходимый для приготовления раствора объем жидкости. Перенести взвешенное вещество в химический стакан (или в плоскодонную колбу). При этом обязательно обмыть стаканчик для взве- шивания жидкостью из цилиндра и перелить в химический стакан остаток жидкости. Растворить навеску вещества в рассчитанном количестве жид- кости при перемешивании стеклянной палочкой. Для ускорения растворения стакан с раствором можно подо- греть через асбестовую сетку или стеклокерамическую пластину. Приготовление растворов точной концентрации. Для приготовле- ния растворов точной концентрации используют только дистиллирован- ную воду. Готовят такие растворы в мерных колбах с кольцевой меткой. Для приготовления раствора точной концентрации: Заполнить мерную колбу (1) примерно наполовину дистилли- рованной водой (рис. 14, а). Взвесить в стаканчике для взвешивания (3) на весах с точно- стью до 0,01 г навеску вещества. Осторожно через химическую воронку (2) перенести навеску вещества в мерную колбу (1). Остатки вещества из стаканчика для взвешивания и с воронки тщательно смыть дистиллированной водой в мерную колбу, используя промывалку (4). Содержимое колбы тщательно перемешать круговыми движе- ниями до полного смешения жидкостей или растворения твердого веще- ства. По достижении раствором комнатной температуры довести объем раствора до кольцевой метки.  Колбу закрыть пробкой и, многократно переворачивая ее вверх дном, тщательно перемешать раствор.Рис.14. Приготовление растворов: а) – из навески вещества; б) – из фикса- нала; 1 – мерная колба; 2 – воронка; 3 – стаканчик для взвешивания; 4 – промывалка с дистиллированной водой; 5 – нижний боек; 6 – ампула с фиксаналом; 7 – верхний боек Для быстрого приготовления растворов точной концентрации удоб- но применять фиксаналы - заранее приготовленные и запаянные в стек- лянных ампулах точно отмеренные количества реактива, необходимого для приготовления 1 л 1 н. или 0,05 н. раствора. Для вскрытия ампул с фиксаналами прилагаются специальные бойки. Информация об объеме и концентрации получаемого раствора из одной ампулы фиксанала приво- дится на этикетке. Для получения раствора с помощью фиксанала содержимое ампулы количественно перенести в мерную колбу (рис. 14, б). Для этого: В мерную колбу (1) емкостью 1 л налить небольшое количе- ство воды. Вставить в мерную колбу химическую воронку (2) диаметром 9 - 10 см с вложенным в нее бойком (5) с утолщением. Снять этикетку с ампулы с фиксаналом (6). Вымыть и вытереть насухо ампулу с фиксаналом. Сухую и вымытую ампулу со снятой этикеткой повернуть дном вниз и слегка ударить углублением об острие бойка (5). Вторым бойком (7) пробить верхнее отверстие и дать жидко- сти полностью вылиться, твердое вещество при осторожном встряхивании высыпать в воронку. Не изменяя положения ампулы, тщательно промыть ее изнутри дистиллированной водой из промывалки. Для промывания рекомендуется не менее чем шестикратное (по объему ампулы) количество воды. После растворения всего вещества и достижения комнатной температуры довести объем раствора до кольцевой метки. Колбу закрыть пробкой и, переворачивая ее вверх дном, тща- тельно перемешать раствор. Ампулы с сухими фиксаналами можно вскрыть над сухой воронкой и с помощью одного бойка (второй боек в воронку не ставится): вначале вскрыть дно ампулы, затем ампулу перевернуть и пробить верхнее отвер- стие, вещество из ампулы осторожным встряхиванием высыпать в колбу, а ампулу промыть изнутри дистиллированной водой. Разбавлениерастворов.Для разбавления раствора в кратное число раз: Налить на дно мерной колбы с кольцевой меткой небольшое количество дистиллированной воды. Внести в нее разбавляемый раствор известного объема. Довести общий объем раствора до метки и тщательно переме- шать. Для точного измерения объема вносимой жидкости лучше использо- вать пипетку Мора с кольцевой меткой или, в крайнем случае, градуиро- ванную пипетку. |