Методические рекомендации по выполнению лабораторных и практических работ по учебной дисциплине ен. 01 Химия

• Название: Методические рекомендации по выполнению лабораторных и практических работ по учебной дисциплине ен. 01 Химия
• Дата: 07.04.2023
• Размер: 0.55 Mb.
• Имя файла: MR_po_LR_i_PR_EN.01_Ximiya.docx
• Тип: Методические рекомендации; #1044106
• страница: 19 из 23

Экспериментальная часть

Ознакомьтесь с правилами по технике безопасности при работе в химической лаборатории и распишитесь в журнале по ТБ.
Ход работы

Приготовление рабочего раствора щелочи.

1. Рассчитать навеску щелочи КОН для приготовления 200 мл 0,1 Н раствора.

Определяем эквивалентную массу КОН

Э(КОН) = М/ 1г*экв = 56:1=56 г

56 г в 1 литре раствора, то раствор 1 Н

X г -//- 0,1 Н

Х г = 56 * 0,1 = 5,6г

5,6 г КОН содержится в 1 л раствора

X г КОН содержится в 0,2 литра

Х= 5,6 * 0,2 = 1,12г

Q_КОн=1,12 г
2. Приготовить раствор:

А) взвесить навеску;

Б) перенести ее в мерную колбу аккуратно без потерь;

В) растворить дистиллированной водой до метки 200 мл, последние капли воды добавлять пипеткой.
Приготовление стандартного раствора щавелевой кислоты.

1. Рассчитать навеску для приготовления 100 мл 0,1 н раствора щавелевой кислоты Н₂С₂O₄ •2Н₂O

Определим эквивалентную массу. Э (Н₂С₂О₄ • 2Н₂О) = М/2;

Э (Н₂С₂О₄•2Н₂О) = 63 г

Определим навеску Q (массу) кислоты для приготовления 100 мл 0,1 н раствора. Рассужде­ния такие же, как и для КОН.

В результате получим:

Q(Н₂С₂О₄ •2Н₂О) = 63-0,1-0,1= 0,633 г = 630 мг.



2. Приготовить раствор кислоты:

А) взвесить навеску;

Б) перенести её в мерную колбу;

В) растворить дистиллированной водой до метки 100 мл
Оформите результаты лабораторной работы в тетради.

Сделайте выводы.

Лабораторная работа № 21

Определение нормальности и титра раствора щелочи

Цель: научиться работать с химическим оборудованием и реактивами, приобрести навык приготовления растворов, проведения титрования и вычислений в объемном анализе.

Оборудование и реактивы: весы, разновесы, бюксы или тигли, мерные колбы, бюретки, пипетки, кол­бы, воронки; КОН (сухой), (Н₂С₂О₄ • 2Н₂О)= (сухая), фенолфталеин.

Экспериментальная часть

Ознакомьтесь с правилами по технике безопасности при работе в химической лаборатории и распишитесь в журнале по ТБ.
Ход работы

1.Определить нормальность и титр раствора по щавелевой кислоте (см. лабо­раторную работу №20)

2. Подготовить посуду для анализа: бюретку, пипетки, колбы для титрования. 3. Колбы для титрования 9\(3 штуки) заполнить кислотой. Пипеткой в каждую отмерить по 10 мл кислоты и добавить 2-3 капли фенолфталеина

4. Бюретку через воронку заполнить щелочью, установить уровень на 0 при снятой ворон­ке

5. Титровать каждую колбу до появления бледно-розовой окраски, которая не исчезает в течение 30 сек. Данные титрования занести в таблицу:

Тирование	V щав. кислоты, мл	V щелочи, мл
1.	10,00	v1
2.	10,00	v2
3.	10,00	v3

6. Расчеты:

А) V _ср щелочи = V ₁+ V ₂+ V₃/3

Б) нормальность кислоты определим из соотношения

V_щ / V_к = Н_к / Н_щ

Н_к = V_щ - Н_щ / V_к

В)Титр кислоты Т = Э - N/1000

Т= Н_к • Э_{кислоты} / 1000; Т = Н - 56/1000 =....г/мл

Т=Q/V ; Т=1,12/200 = 0,0056г/мл

Выводы:

Т_к= экв/л

Н_к= г/мл
Оформите результаты лабораторной работы в тетради.

Сделайте выводы.

V.ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ
Практическая работа № 1

Расчёты осмотического давления, температур кипения и замерзания растворов
Цель: Приобрести навыки расчёта концентраций растворов, осмотического давления, температур кипения, замерзания, pH среды; закрепить теоретические знаний о растворах.
Ход работы

Теоретическая часть

3 Зависимость растворимости газов от давления определяется законом Генри.

Закон Генри: растворимость газов при постоянной температуре прямо пропорциональная давлению газа над раствором.

C=K*P

где C – концентрация газа в растворе;

K – коэффициент пропорциональности, которая зависит от природы газа и жидкости;

P – давления газа над раствором.

3.Степень электрической диссоциации – отношение числа диссоциированных частиц (n) к исходному числу частиц (N) растворённого вещества при определённой температуре.
a=

Изотонический коэффициент и показывает, в сколько раз величины ∆t_з.эксп^., ∆t_к.эксп,что наблюдаются на опыте больше тех, которые рассчитаны за формулами для растворов неэлектролитов:
i=
Таким образом, для растворов электролитов



Между изотоническим коэффициентом и степенью диссоциации существует связь:

i=1+(n-1)a

где n - число ионов на которые распадается электролит. Из уравнения вытекает:

a =
Задача 1. Вычислить, сколько глицерина C₃H₅(OH)₃ нужно растворить в 200 г воды, чтобы раствор замерзал при — 5°С. Криоскопическая постоянная воды 1,86 град.

Решение:

Молярная масса глицерина: М = (12×3)+(16×3)+(8×1) = 92 г/моль

Воспользуемся II законом Рауля: ΔTкрист = K·m, где

K — криоскопическая константа,

M(в-ва) — моляльность вещества в растворе.

Моляльность раствора равна: m = n/G = g/M·G

ΔTкрист= 1000·K· g/M·G,

где g – масса растворенного вещества, г.

G – масса растворителя, г.

Температура кристаллизации Ткрист чистой воды = 0 °С.

Значит понижение температуры кристаллизации составит

ΔТкрист = 0 – (–5) = 5 °С.

5 = 1000·1,86·g/200·0,92

g = 49,5 г

Таким образом, масса глицерина равна 49,5 г

Ответ: m (глицерина) = 49,5 г
Задача 2. Из скольких атомов состоит молекула иода в спиртовом растворе, если раствор 6,35 г йода в 100 г этанола кипит при 78,59^оС?

Решение:                                          

Из закона Рауля следует, что:

ΔT_кип= 1000·Е· g/M·G,

где Е – эбулиоскопическая постоянная,

g – масса растворенного вещества,

G – масса растворителя,

М – молярная масса растворенного вещества.

Найдем молярную массу растворенного вещества, используя справочные данные:

Е (этанола) = 1,2

Т_кип (этанола) = 78,39ºС

ΔT_кип = 78,59 – 78,39 = 0,2ºС

М = 1000·Е· g/G·ΔT_кип

М = 1000·1,2·6,35/100·0,2 = 381 г/моль

Атомная масса йода равна 126,9,

N = 381/126,9 = 3

Следовательно, молекула иода состоит из 3 атомов

Ответ: 3 атома
Задача 3. Сколько граммов глюкозы С₆Н₁₂О₆ было растворено в 0,5л воды, если температура кипения полученного раствора составила 102⁰С?

Решение:                                          

Из закона Рауля следует, что:

ΔT_кип= 1000·Е· g/M·G,

где Е – эбулиоскопическая постоянная,

g – масса растворенного вещества,

G – масса растворителя,

М – молярная масса растворенного вещества.

Найдем молярную массу растворенного вещества, используя справочные данные:

Е (воды) = 0,516

Т_кип (воды) = 100ºС

M(глюкоза) = 12·6+1·12+16·6 = 180 г/моль

G (воды) = V·ρ = 500 ·1= 500 г

ΔT_кип = 102-100 = 2ºС

g = G·ΔT_кип·M/1000·Е

g = 500·2·180/1000·0,516 = 348,8 г.

То есть масса глюкозы равна 348,8 г.

Ответ: m (глюкозы) = 348,8 г.
Задача 4.  В каком количестве воды надо растворить 6,84 г глюкозы С₆Н₁₂О₆, чтобы давление пара воды, равное при 65^оС 250 гПа,  снизилось до 248 гПа?  

Решение: 

Согласно I закону Рауля

(p₀ – p)/p₀ = n_в-ва/(n_в-ва + n_р-ля)

n_в-ва = m_в-ва /M_в-ва

M(глюкоза) = 12·6+1·12+16·6 = 180 г/моль

n_в-ва = 6,84/342 = 0,02 моль

Подставляем известные данные в уравнение:

(250 – 248)/248 = 0,02/(0,02+n_р-ля), отсюда находим

n_р-ля = 2,45 моль

n_р-ля = m_р-ля /M_р-ля

m_р-ля = n_р-ля· M_р-ля

M_р-ля = 1·2+16 = 18 г/моль

m_р-ля = 2,45·18 = 44,1 г.

Значит, глюкозу надо растворить в 44,1 г. воды.

Ответ: m (воды) = 44,1 г.
Задача 5. Сколько воды надо прибавить к 2 л раствора сахара, чтобы понизить его осмотическое давление в 3 раза? 

Решение:                                          

Из уравнения Вант – Гоффа следует:

  π = C· R·T,

Поскольку R и T – величины постоянные, то осмотическое давление будет зависеть только от С.

При уменьшении π в з раза, С также уменьшится в 3 раза.

Предположим, что исходная молярная концентрация составляла:

С = n/V = ½ = 0,5 М

После разбавления в 3 раза концентрация составила:

С = 0,5/3 = 0,1667 М

Найдем количество воды, необходимое для получения раствора с концентрацией равной 0,1667, составив уравнение:

С = n/V; 0,1667 = 1/(2+х); х = 4

Таким образом к раствору сахара необходимо прибавить 4 л воды.

Ответ: V(воды) = 4 л
Пример 6. Раствор, содержащий 5,0 г нелетучего вещества (B) В 25,0 г CCL₄ (А), кипит при 81,5°С. Определить молярную массу растворенного вещества, если температура кипения чистого углерода равна 76,8°С, а эбуллиоскопическая постоянная К_Э= 5,02.

Решение:t_k= iКэСм Дt_k= i * К_Э *m( B)*1000/М_В*m(A)

М_В= К_Э *1000/Дtm(A)=5,02*5,0*1000/(81,5-76,8)*25,0=213,6 г/моль

Ответ: 213,6 г/моль.
Практическая часть

В соответствии с заданием преподавателя решить задачи и выполнить тестовые задания.

Задачи:

1. 
   Вычислить осмотическое давление 25%-ного раствора сахара при 15⁰С ( =1,105 г/см³).
   
2. 
   Сколько граммов глюкозы С₆Н₁₂О₆ следует растворить в 260 г воды для получения раствора, температура кипения которого превышает температуру кипения чистого растворителя на 0,05⁰С?
   
3. 
   Давление пара воды при 25⁰С составляет 3167Па. Вычислить для той же температуры давление пара раствора, в 450 г которого содержится 90 г глюкозы С₆Н₁₂О₆.
   
4. 
   Температура кипения эфира 34,6⁰С, а его эбуллиоскопическая константа 2,16⁰С. Вычислить молекулярную массу бензойной кислоты, если известно, что 5%-ный раствор этой кислоты в эфире кипит при 35,53⁰С.
   
5. 
   Вычислить давление пара 10% -ного водного раствора сахара С₁₂Н₂₂О₁₁ при 100⁰ С.
   
6. 
   Раствор, содержащий 6,15 г растворенного вещества в 150 г воды, замерзает при - 0,93⁰. Определить молекулярную массу растворенного вещества.
   
7. 
   При растворении 2,76 г. глицерина С₃Н₈О₃ в 200 г воды температура замерзания понизилась на 0,279⁰. Определить молекулярную массу глицерина.
   
8. 
   Найдите относительную молярную массу неэлектролита, если его 10%-ный раствор кипит при 100,6⁰С. 
   

Тестовые задания:

Вариант 1

1) Осмотическое давление раствора неэлектролита можно рассчитать по формуле:

а) P₁V₁=P₂V₂ б) в) г) π

2) Математическое выражение закона разбавления Оствальда

а) б) K в) Ph=-lg[H⁺] г)

3) Для криоскопического определения молярной массы неэлектролита пользуются формулой:

а) M= б) M= в)M= г) M=

3) Математическое выражение, которое объединяет изотонический коэффициент со степенью диссоциации:

а) a= в) Kδ=Ca² в) Kδ= г) i=

Вариант 2

1) Для растворов электролитов осмотическое давление выражается уравнением:

а) π=CRT б) π= в) π= г) ∆P=P₀
2) Укажите закон заведения Оставльда:

а) K_δ= б) E=E⁰+ lgC в) = г) рН=-lg[H⁺]
3) Снижение давление пара над раствором описывает уравнение:

а)∆t₃= б)P= в) π=CRT г) ∆P=

4) Укажите формулы неэлектролита:

а) NH₄OH б) C₆H₆ в) NaCl г )CH₃COOH

Практическая работа № 2

Решение задач на расчёт энтальпий химических реакций

Цель: Закрепить теоретические знания по термохимии; научиться записывать термохимические уравнения, решать задачи на расчёт энтальпий химических реакций.

Ход работы