Экспериментальная часть
Для приготовления раствора определенной концентрации получите у преподавателя задание: название кислоты, объем приготовляемого раствора и его концентрацию.
Между плотностью раствора и концентрацией растворенного вещества существует непосредственная зависимость. Для наиболее применяемых кислот, растворимых оснований и солей эта зависимость установлена и приводится в справочниках.
Благодаря этому ориентировочное определение концентрации растворенного вещества в пределах точности 0,5% может быть проведено путем экспериментального измерения плотности раствора и последующего нахождения соответствующей концентрации вещества по табличным данным.
Опыт 1. Определение плотности раствора ареометром.
Определите с помощью ареометра плотность раствора заданной вам концентрации. Для этого используемый раствор налейте в стеклянный цилиндр и осторожно погрузите в него ареометр, который не должен касаться стенок цилиндра. Показания шкалы ареометра на уровне поверхности жидкости отвечает плотности этой жидкости. По найденной плотности раствора (d) определите Спроц. (см. табл. 5). Полученные данные запишите в тетрадь. Ареометр вымойте, обсушите фильтровальной бумагой и положите в футляр.
Таблица 5
Удельный вес растворов некоторых кислот при 15°С (г/см3)
С% |
Н2SO4 |
HNO3 |
HCl |
С% |
Н2SO4 |
HNO3 |
HCl |
18 |
1,124 |
1,103 |
1,088 |
30 |
1,219 |
1,180 |
1,149 |
20 |
1,139 |
1,115 |
1,098 |
32 |
1,235 |
1,193 |
1,159 |
22 |
1,155 |
1,128 |
1,108 |
34 |
1,252 |
1,207 |
1,169 |
24 |
1,170 |
1,140 |
1,119 |
36 |
1,268 |
1,224 |
1,179 |
26 |
1,189 |
1,153 |
1,129 |
38 |
1,286 |
1,234 |
1,189 |
28 |
1,202 |
1,167 |
1,139 |
40 |
1,303 |
1,241 |
1,198 |
Опыт 2. Приготовление раствора заданной концентрации из более концентрированного раствора.
Рассчитайте массу кислоты (m) для приготовления раствора заданной концентрации по формуле:
и пересчитайте ее на объем
,
где Спроц и d - концентрация и плотность раствора, установленные в опыте 1.
Рассчитанный объем концентрированной кислоты не должен быть больше 1-4 мл.
Затем в соответствующую мерную колбу налейте дистиллированной воды (ориентировочно до половины). В эту же колбу налейте рассчитанный объем концентрированной кислоты из бюретки. Перемешайте жидкость в колбе, долейте водой до метки, добавляя последние порции воды по каплям, закройте пробкой и снова тщательно перемешайте. Подготовленный раствор используйте для опыта 3.
Опыт 3. Определение концентрации раствора кислоты методом титрования.
Для титрования приготовьте бюретку с раствором щелочи известной концентрации. В коническую колбу емкостью 100 или 200 мл отберите пипеткой 10 или 15 мл приготовленного в опыте 2 раствора кислоты. Добавьте в колбу 2 капли фенолфталеина и оттитруйте, медленно добавляя щелочь из бюретки в колбу с кислотой небольшими порциями при интенсивном помешивании. При появлении розоватого окрашивания щелочь добавляйте по каплям. Конец титрования - неисчезающая малиновая окраска раствора. Закончив титрование, определите по бюретке объем израсходованной щелочи. Титрование повторите три раза. Перед повторными титрованиями коническую колбу вымойте водой. Результаты опыта запишите в табл. 6.
Таблица 6
№ |
Объем кислоты V(к), мл |
Объем щелочи V(щ), мл |
Среднее значение объема щелочи V(щ)ср, мл |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
Рассчитайте экспериментальную
концентрацию кислоты из соотношения
Сравните
концентрацию приготовленного раствора
кислоты с той, которая была задана
преподавателем, определив процент
ошибки:
.
Рассчитайте титр приготовленного
раствора кислоты по формуле:
,
где mЭ
- молярная масса эквивалента кислоты,
г/моль.
Вымойте посуду и приведите в порядок рабочее место.