Опыт 2. Приготовление приблизительной концентрации (0,1 н) серной кислоты разбавлением концентрированного раствора

Для выполнения опыта необходимы серная кислота, дистиллированная вода, мерные цилиндры объемом 250 мл и 10 мл, мерная колба объемом 250 мл, ареометр, склянка с этикеткой для хранения приготовленного раствора.

Необходимо получить у преподавателя или лаборанта раствор серной кислоты в цилиндре объемом 250 мл, опустить в кислоту сухой ареометр и, следя за тем, чтобы он не прикасался к стенкам цилиндра, измерить плотность раствора.

Пользуясь табл. 1 (с.50), определить процентное содержание кислоты, соответствующее найденной плотности раствора.

На основании полученных данных рассчитать объем серной кислоты, требуемой для приготовления 250 мл приблизительно 0,1 н раствора этой кислоты.

Пример расчета.

Молярная масса H₂SO₄ равна 98 г/моль.

Эквивалентная масса H₂SO₄ равна 49 г/моль.

Для приготовления 250 мл 0,1 н раствора надо взять 4,9:4 = 1,225 г серной кислоты, исходя из концентрированного раствора серной кислоты. Допустим, плотность раствора (), измеренная ареометром, равна 1,715 г/мл. Это соответствует по таблице 78,93 % серной кислоты. Следовательно, в 100 г такого раствора содержится 78,93 г чистой серной кислоты.

Необходимо вычислить, в какой массе этого раствора содержится нужное число граммов (1,225 г) H₂SO₄:

78,93 г H₂SO₄ содержится в 100 г раствора,

1,225 г H₂SO₄ содержится в Х г раствора.

Отсюда г .

Взвешивать раствор серной кислоты трудно, поэтому пересчитывают массу его на объем по формуле

, (9)

где m – масса раствора, г;  – плотность раствора, г/мл.

(для раствора H₂SO₄).

Рассчитанный объем кислоты отмерить маленьким мерным цилиндром и перенести в мерную колбу на 250 мл, куда предварительно налить небольшое количество воды (кислоту льют в воду!).

Дистиллированной водой дополнить мерную колбу до метки, тщательно перемешать полученный примерно 0,1 н раствор серной кислоты, перелить в склянку с этикеткой (фамилия, группа, название вещества и его концентрация) и оставить для опыта 2 в лабораторной работе № 7.

Вопросы для самоконтроля и повторения

1. Понятия раствор и растворимость.

2. Понятия гидраты, сольваты, гидратация и сольватация.

3. Дать определение концентрации растворов.

4. Способы выражения весовой концентрации.

5. Способы выражения объемной концентрации.

Лабораторная работа № 7

Определение точной концентрации растворов

Цель работы:

1. Освоить методику определения точной концентрации раствора методом титрования (опыты 1, 2).

2. Познакомится с фотоколориметрическим методом определения точной концентрации раствора (опыт 3).

Опыт 1. Определение точной концентрации раствора гидроксида

натрия методом титрования

Для выполнения опыта необходимы бюретка, воронка, коническая колба для титрования, пипетка вместимостью 10 мл, резиновая груша, раствор гидроксида натрия приблизительно 0,1 н, фенолфталеин, дистиллированная вода, раствор щавелевой кислоты (приготовленный в предыдущей лабораторной работе).

Для определения точного значения титра раствора NaOH используют приготовленный в предыдущем опыте раствор щавелевой кислоты с известным титром. Определение проводят методом титрования. Титрование осуществляют путем прибавления исследуемого раствора гидроксида натрия приблизительно 0,1 н концентрации к определенному количеству щавелевой кислоты с индикатором. Порядок работы следующий. Тщательно вымытую бюретку ополаскивают небольшими порциями рабочего раствора NaOH для удаления оставшейся на стенках воды. С помощью воронки заполняют бюретку раствором гидроксида натрия приблизительно 0,1 н концентрации несколько выше нулевого деления. Удаляют пузырьки воздуха из «носика» бюретки. Убирают воронку и выпускают лишний раствор щелочи, устанавливая нижний край мениска жидкости на нулевом делении.

Вымытую коническую колбу для титрования ополаскивают дистиллированной водой, отмеряют в нее с помощью резиновой груши 10 мл раствора щавелевой кислоты и прибавляют 1…2 капли фенолфталеина.

На основание штатива положите лист белой бумаги. Колбу для титрования с 10 мл раствора щавелевой кислоты подставляют под бюретку и приступают к титрованию. Раствор гидроксида натрия прибавляют из бюретки по каплям, при постоянном перемешивании, до появления от одной капли розового окрашивания, которое не исчезает в течение 1 минуты. Повторяют титрование трижды, каждый раз отмеряя по 10 мл раствора щавелевой кислоты. Разница между отсчетами не должна превышать 0,1 мл. Объем гидроксида натрия, израсходованного на титрование, записывают в тетрадь, для расчета берут среднее арифметическое из трех близких значений. Титр раствора гидроксида натрия Т_NaOH рассчитывают по формуле

,

где Э_NaOH – моль-эквивалент гидроксида натрия (40 г/моль);

Э_щав. – моль-эквивалент щавелевой кислоты (63 г/моль);

Т_щав. – титр щавелевой кислоты (см. лаб. работу № 6);

V_щав. – объем щавелевой кислоты (10 мл);

V_NaOH – объем гидроксида натрия, израсходованного на титро­вание.