Сборник лаб. раб по общей химии new. Методические указания по выполнению лабораторных работ и организации самостоятельной работы для студентов всех форм обучения
 Скачать 1.56 Mb.
|
|
Примеры расчета концентрации растворов 1. Сколько граммов гидроксида натрия потребуется для приготовления 2 л 20%-ного раствора? Решение. Согласно таблице относительных плотностей, плотность 20%-ного раствора гидроксида натрия – 1,225. Масса 2 л раствора равна: m = V ·ρ = 2000 · 1,225 = 2450 г. В 100 г 20%-ного р-ра – 20 г NaOH. В 2450 г 20%-ного р-ра – x NaOH. x = 490 г NaOH. 2. Сколько воды необходимо прибавить к 200 мл 68%-ного раствора азотной кислоты (относительная плотность 1,4), чтобы получить 10%-ный раствор кислоты? Решение. Согласно таблице относительных плотностей 68%-ная азотная кислота имеет плотность 1,4. Масса HNO3 в 200 мл 68%-ного раствора: В 100 г р-ра – 68 г HNO3. В 200 · 1,4 г р-ра – x HNO3 x = 190,4 г. Эта же масса HNO3 составит 10% массы разбавленного раствора. Масса 10%-ного раствора HNO3: В 100 г 10%-ного р-ра – 10 г HNO3. В x г 10%-ного р-ра – 190,4 г HNO3 x = 1904 г. Для разбавления исходного раствора кислоты необходимо 1624 г или 1624 мл воды (1904 – 280). 3. Сколько миллилитров 96%-ной серной кислоты (относительная плотность 1,84) необходимо взять для приготовления 2 л 0,5 н раствора? Решение. Эквивалентная масса серной кислоты равна 49 г. В 1 л 0,5 н раствора содержится 24,5 г, а в 2 л раствора – 49 г серной кислоты. Масса 96%-ного раствора серной кислоты, в котором содержится 49 г сульфата водорода: В 100 г р-ра – 96 г H2SO4. В x г р-ра – 49 г H2SO4. x = 51,04 г. Объем 51,04 г 96%-ного раствора H2SO4: 4. Рассчитайте объем 40%-ной фосфорной кислоты (ρ = 1,25 г/см3), который потребуется для приготовления 300 мл раствора с массовой долей кислоты 5% (ρ = 1,03 г/см3)? Решение. Вычислим массу 300 мл раствора с массовой долей фосфорной кислоты 0,05 (5%): m = V · ρ: mр-ра = 1,03 · 300 = 309 г. Определим массу фосфорной кислоты, необходимую для приготовления 300 мл такого раствора: W = mв –ва / mp -ра mв - ва= ω (H3PO4) · mp -ра, mв - ва = 0,05 · 309 = 15,45 г. Находим, какая масса раствора 40%-ной фосфорной кислоты (mв - ва = 0,4) содержит 15,45 г Н3РО4: m = mв - ва / ω: mр -ра= 15,45 / 0,4 = 38,63 г. Рассчитаем V1, занимаемый 38,63 г 40%-ной фосфорной кислоты: V = mр / ρ, V((H3PO4) = 38,63 / 1,25 = 30,9 мл. 5. К 250 г 18%-ного раствора LiCl добавили 6 г этой же соли. Какова стала массовая доля соли в растворе? Решение. Вычислим массу LiCl, содержащуюся в исходном растворе: ω = m в-ва / mp-ра, mp = 250 · 0,18 = 45 г. После добавления 6 г масса LiCl стала: m(LiCl) = 45 + 6 = 51 г. Масса раствора тоже изменилась: m = 250 + 6 = 256 г. Находим массовую долю LiCl в полученном растворе: ω = m(LiCl) / mp-ра, ω = 51 / 256 ·100%= 20%. 6. Определите молярную концентрацию раствора, полученного при растворении сульфата натрия массой 42,6 г в воде массой 300 г, если плотность раствора равна 1,12 г/мл. Решение. Определим массу полученного раствора: mp-ра= m(Na2SO4) + m(H2O) = 42,6 + 300 = 342,6 г. Рассчитаем объем раствора: V = m/ ρ V = 342,6 / 1,12 = 306 мл = 0,306 л. Количество вещества Na2SO4 равно: v(Na2SO4) = m(Na2SO4) / M(Na2SO4). v(Na2SO4) = 42,6 / 142 = 0,3 моль. Определяем молярную концентрацию раствора: См = v(Na2SO4) / Vр-ра. См = 0,3 / 0,306 = 0,98 моль / литр. 3. Экспериментальная часть
Получить у преподавателя испытуемый раствор и налить его в мерный цилиндр. В раствор осторожно опустить ареометр. 2. Отметить по шкале ареометра его показания. Во время наблюдения ареометр не должен касаться стенок цилиндра. Приподняв на 1-2 см ареометр, вновь опустить его в раствор и еще раз определить показания. Раствор влить обратно в склянку. Ареометр вымыть. По таблице плотностей определить концентрацию испытуемого раствора кислоты (см. прил.). 3. Рассчитать, какой объем исходной 12%-ной серной кислоты нужно взять для приготовления 100 мл 0,1н раствора (плотность кислоты см. прил.). 4. Отмерить цилиндром рассчитанный объем кислоты, влить в мерную колбу и долить дистиллированной воды почти до метки на горлышке колбы. Затем осторожно добавить воды точно до метки, закрыть колбу и хорошо перемешать раствор, переворачивая колбу несколько раз вверх дном. 5. Для проверки того, насколько точно концентрация полученного раствора отвечает заданной, определить концентрацию приготовленной кислоты методом титрования. Этот метод основан на реакции взаимной нейтрализации кислот и щелочей, момент которой устанавливают с помощью индикатора. Для определения объемов растворов при титровании пользуются бюретками. Ознакомьтесь с этими измерительными сосудами. 6. Титрование кислоты: а) промыть бюретку сначала дистиллированной водой, затем несколькими миллилитрами того раствора кислоты, который будет налит в данную бюретку. В бюретку налить приготовленный раствор кислоты на 2-3 см выше нулевого деления. После наполнения бюретки обратить внимание на то, чтобы в наконечнике не было пузырька воздуха, для чего выпустить часть жидкости до деления 0 на шкале или немного ниже; б) промыть коническую колбу дистиллированной водой, налить в нее 10 мл воды, 2-3 капли индикатора и прилить с помощью пипетки точно отмеренный объем щелочи (10 мл). Засасывать раствор щелочи в пипетку необходимо только с помощью резиновой груши; в) после этого поставить на лист белой бумаги колбочку и из бюретки приливать раствор кислоты сначала небольшими порциями, затем, по мере приближения к нейтрализации, по каплям. Постараться, как можно точно установить момент нейтрализации. В случае титрования с метилоранжем рекомендуется для сравнения поставить в качестве стандарта колбочку с водой, в которую прибавить 2-3 капли индикатора. Отчеты записать; г) повторить опыт. Если данные нескольких опытов хорошо совпадают, взять среднее значение. Если совпадение недостаточно хорошее, повторить определение и добиться хорошего совпадения;
д) произвести расчет нормальности раствора кислоты, учитывая, что растворы одинаковой нормальности реагируют в одинаковых объемах по закону CH1 · V1 = CH2 · V2 Nкислоты · Vкислоты = Nщелочи · Vщелочи 4. Задачи для самостоятельной работы 1. Сколько граммов и сколько молей растворенного вещества содержится в следующих веществах: 1.1. 250 мл 8%-го раствора карбоната калия (плотность 1,04 г/мл); 1.2. 200 мл 20%-го раствора серной кислоты (плотность 1,4 г/мл); 1.3. 150 мл 15%-го раствора соляной кислоты (плотность 1,01 г/мл); 1.4. 140 мл 17,5%-го раствора гидроксида калия (плотность 1,6 г/мл); 1.5. 100 мл 3%-го раствора нитрата серебра (плотность 1,2 г/мл); 1.6. 270 мл 10%-го раствора дихромата калия (плотность 1,22 г/мл); 1.7. 50 мл 5%-го раствора перманганата калия (плотность 1,540 г/мл); 1.8. 300 мл 10%-го раствора хлорида калия (плотность 1,072 г/мл); 1.9. 200 мл 6%-го раствора фосфорной кислоты (плотность 1,635 г/мл); 1.10. 300 мл 5%-го раствора перхлората натрия (плотность 1,012 г/мл); 1.11. 400 мл 12%-го раствора хлорида калия (плотность 1,013 г/мл); 1.12. 170 мл 2%-го раствора нитрата бария (плотность 0,993 г/мл); 1.13. 210 мл 11%-го раствора нитрата натрия (плотность 1,10 г/мл); 1.14. 180 мл 6%-го раствора йодида калия (плотность 1,374 г/мл); 1.15. 200 мл 3%-го раствора перекиси водорода (плотность 1,34 г/мл); 1.16. 120 мл 30%-го раствора аммиака (плотность 1,663 г/мл); 1.17. 700 мл 3%-го раствора ортофосфорной кислоты (плотно0сть 1,16 г/мл); 1.18. 30 мл 67%-го раствора азотной кислоты (плотность 1,16 г/мл); 1.19. 170 мл 78%-го раствора уксусной кислоты (плотность 1,382 г/мл); 1.20. 700 мл 45%-го раствора карбоната натрия (плотность 1,34 г/мл). 2. Определите нормальную и молярную концентрации следующих растворов: 2.1. 50%-го гидроксида натрия (плотность 1,525 г/мл); 2.2. 8%-го сульфата меди (плотность 1,047 г/мл); 2.3. 40%-го сульфата кадмия (плотность 1,547 г/мл); 2.4. 13%-го соляной кислоты (плотность 1,065 г/мл); 2.5. 50%-го хлорида железа (плотность 1,551 г/мл); 2.6. 27%-го азотной кислоты (плотность 1,16 г/мл); 2.7. 35%-го фосфорной кислоты (плотность 1,220 г/мл); 2.8. 20%-го нитрата серебра (плотность 1,194 г/мл); 2.9. 5%-го гидроксида рубидия (плотность 1,046 г/мл); 2.10. 50%-го нитрата серебра (плотность 1,688 г/мл); 2.11. 8%-го хлорида алюминия (плотность 1,044 г/мл); 2.12. 29%-го хлорида натрия (плотность 1,123 г/мл); 2.13. 4%-го карбоната лития (плотность 1,073 г/мл); 2.14. 50%-го йодида калия (плотность 1,545 г/мл); 2.15. 4%-го сульфата лития (плотность 1,055 г/мл); 2.16. 3%-го сероводородной кислоты (плотность 1,117 г/мл); 2.17. 95%-го серной кислоты (1,78 г/мл); 2.18. 8%-го хлорида магния (плотность 1,092 г/мл); 2.19. 3%-го нитрата висмута (плотность 1,01 г/мл); 2.20. 53%-го угольной кислоты (плотность 1,568 г/мл). Плотность растворов некоторых неорганических кислот и щелочей в воде при 20ºС
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||