ЛР_3. Лабораторная работа 3 Способы выражения концентрации растворов по курсу Аналитическая химия Тема Введение в количественный анализ. Гравиметрический анализ. Титриметрические методы анализа

• Название: Лабораторная работа 3 Способы выражения концентрации растворов по курсу Аналитическая химия Тема Введение в количественный анализ. Гравиметрический анализ. Титриметрические методы анализа
• Дата: 05.05.2022
• Размер: 0.68 Mb.
• Имя файла: ЛР_3.docx
• Тип: Лабораторная работа; #514050

Лабораторная работа № 3 «Способы выражения концентрации растворов» по курсу «Аналитическая химия»

Тема 4. Введение в количественный анализ. Гравиметрический анализ. Титриметрические методы анализа
Цель работы – изучить методики приготовления раствора заданной концентрации методом разбавления.

  Задачи:

1. 
   Освоить методики приготовления раствора заданной концентрации методом разбавления.
   
2. 
   Определить концентрации приготовленных растворов по их плотности.
   

1. Порядок запуска виртуальной лабораторной работы (ВЛР)

1.1. Получите доступ к виртуальному рабочему столу. Инструкция по получению доступа прилагается к заданию в курсе.

1.2. Откройте на виртуальном рабочем столе папку Лабораторные работы, выберите папку Professional group, в ней запустите двойным щелчком программу Выполнить.

1.3. Одинарным щелчком выберите группу «Химия».

1.4. Из развернувшегося перечня выберите одинарным щелчком лабораторную работу «Способы выражения концентрации растворов».

1.5. По одинарному щелчку вам доступны файлы ВЛР: Методические материалы и Виртуальная лаборатория (рис. 3.1).



Рис. 3.1. Файлы ВЛР

Для выхода из Методических материалов используется кнопка (стрелка «влево» на зеленом фоне в левом нижнем углу экрана). Для выхода из Виртуальной лаборатории – клавиша F10.

Используйте сочетание клавиш Ctrl + Alt, чтобы курсор мыши имел возможность свернуть или уменьшить размер окна виртуального стола. Тогда вы сможете и работать на своем компьютере за пределами виртуального рабочего стола, и возвращаться обратно (рис. 3.2).



Рис. 3.2. Личный рабочий стол и виртуальный

2. Материалы и оборудование

2.1. Активные клавиши

В этой лабораторной работе применяются следующие клавиши (рис. 3.3):

• 
  W, S, A, D – для перемещения в пространстве;
  
• 
  F2, Е – аналоги средней кнопки мыши-манипулятора (при первом нажатии берется объект, при последующем – ставится);
  
• 
  Ctrl – присесть;
  
• 
  F10 – выход из программы.
  

Рис. 3.3. Активные клавиши клавиатуры и мыши-манипулятора
Левая кнопка мыши 1 при нажатии и удерживании обрабатывает (поворачивает, переключает) тот или иной объект.

Средняя кнопка 2 при первом нажатии (без прокрутки) берет объект, при последующем – ставит (прикрепляет).

При нажатии правой кнопки мыши 3 появляется курсор-указатель (при повторном нажатии – исчезает).

Примечание: при появившемся курсоре невозможно перевести взгляд вверх и в стороны.

2.2. Оборудование, необходимое для проведения лабораторной работы (рис. 3.4)

1. Мерный цилиндр и колба.

2. Реактивы: 16%-ный раствор NaCl, вода.

3. Ареометр.

4. Воронка аналитическая.



Рис. 3.4. Оборудование

3. Порядок выполнения работы

3.1. Порядок действий (рекомендованный)

Приготовление раствора хлорида натрия заданной концентрации разбавлением

Рассчитайте, какие объемы исходного раствора и воды необходимы для приготовления 100 мл раствора хлорида натрия заданной концентрации. Отмерьте рассчитанный объем дистиллированной воды мерным цилиндром. Затем в этот же цилиндр долейте исходного раствора до метки 100 мл; последние порции прибавляйте по каплям из соответствующей капельницы. Уровень жидкости определите по нижнему краю мениска.

Полученный раствор слейте в коническую колбу и тщательно перемешайте круговыми движениями. Чтобы установить точную концентрацию приготовленного раствора, налейте его в мерный цилиндр и измерьте его плотность с помощью ареометра.

3.2. Последовательность действий

  1. В мерный цилиндр вставляем аналитическую воронку.

2. Через воронку в цилиндр наливаем воду из бутыли с надписью «Вода» до метки 95–97 мл.

3. Через воронку в мерный цилиндр наливаем 25–27 мл 16%-ного раствора NaCl.

4. Убираем воронку.

5. Последние порции раствора прибавляем по каплям из капельницы с надписью «16%-ный раствор NaCl».

6. Полученный раствор переливаем в коническую колбу, перемешиваем и переливаем обратно в мерный цилиндр.

7. Берем ареометр.

8. Опускаем ареометр в мерный цилиндр с приготовленным раствором, нажать на ареометр для приближения шкалы ареометра.

9. По табличным данным, на основе измеренной плотности, определяем концентрацию полученного раствора.

Пример расчета

Какие объемы воды и 18%-ного (по массе) раствора NaCl нужно взять для приготовления 100 мл 5%-ного (по массе) раствора NaCl?

Решение:

1. Найдем массу 100 мл 5%-ного раствора NaCl. Для этого по табл. 3 определим плотность 5%-ного раствора: ρ = 1,034 г/см³. Масса раствора составляет 100 · 1,034 = 103,4 г.

2. Определим массу NaCl, содержащуюся в 103,4 г этого раствора. Она равна 5 · 103,4 : 100 = 5,17 г.

3. Найдем массу 18%-ного раствора, содержащего 5,17 г NaCl. Она составляет 5,17 · 100 : 18 = 28,72 г.

4. Рассчитаем объем 18%-ного раствора, предварительно определив по табл. 3 плотность исходного раствора ρ = 1,132 г/см³. Искомый объем исходного раствора NaCl равен 28,72 : 1,132 ≈ 25,4 мл.

5. Найдем объем Н₂О, необходимый для приготовления 100 мл 5%-ного раствора NaCl. Он составляет 100 – 25,4 ≈ 74,6 мл.

Ответ: для приготовления 100 мл 5%-ного раствора NaCl требуется 25,4 мл 18%-ного раствора NaCl и 74,6 мл воды.

Таблица 3

Плотность водного раствора хлорида натрия при 20 °С

Концентрация, %	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	12	14	16	18
Плотность, г/см3	1,005	1,013	1,020	1,027	1,034	1,041	1,049	1,056	1,063	1,071	1,086	1,101	1,116	1,132

   

4. Структура отчета о проделанной работе

1. 
   Титульный лист (стандартный, прикреплен в курсе).
   
2. 
   Цель и задачи работы.
   
3. 
   Оборудование и реактивы.
   
4. 
   Ход работы. (Кратко описывается ход работы, составляются уравнения химических реакций (в молекулярном и ионном виде), записываются ответы на вопросы.)
   
5. 
   Выводы о проделанной работе.
   
6. 
   Письменные ответы на контрольные вопросы:
   

1. Растворимость нитрата натрия при 30 °С составляет 40 г на 100 г раствора. Сколько нужно взять воды, чтобы растворить 10 г этой соли?

2. Рассчитайте нормальность раствора с массовой долей серной кислоты 20 % (ρ = 1,15 г/мл).

3. В воде объемом 450 мл растворили 50 г гидроксида натрия. Плотность полученного раствора ρ = 1,05 г/мл. Рассчитайте массовую долю (%), молярность и нормальность полученного раствора.

4. Сколько граммов хлорида аммония необходимо для приготовления 0,2 М раствора объемом 500 мл? Рассчитайте нормальность этого раствора.

5. Рассчитайте молярную концентрацию 0,6 н раствора нитрата бария.

6. Рассчитайте молярную концентрацию раствора, содержащего в 1 л 0,6 моль эквивалента нитрата меди (II).

7. Сколько мл 2 М раствора серной кислоты потребуется для приготовления 0,05 М раствора объемом 500 мл?

8. Сколько мл раствора серной кислоты с массовой долей H₂SO₄ 96 % (ρ = 1,84 г/см³) нужно взять для приготовления 250 мл 0,5 М раствора?

9. К 1 л 25 %-ной азотной кислоты, плотность которой 1,173 г/см³, добавили 1 л воды. Вычислите массовую долю (%) азотной кислоты в полученном растворе.

10. Сколько литров 5%-ного раствора гидроксида калия, плотность которого 1,054 г/см³, можно приготовить из 150 мл 40%-ного раствора с плотностью 1,43 г/см³?