2. Выполнение расчетов для приготовления раствора с заданной массовой долей

2.1. Расчет требуемого объема исходного концентрированного раствора.

Для этого составляют уравнение материального баланса по массе раствора и по массе растворенного вещества:

I(концентрированный раствор)	II(Н2О)	III(заданный раствор)
ωх	ω = 0	ωз
Vх	V(H2O)	Vз
ρх	ρ(Н2О)	ρз

{, где V_зρ_з = m_р-ра = 100 г

Полученное значение V_x округляют до десятых после запятой.

Затем находят V(Н₂О), используя уравнение закона сохранения для массы раствора и принимая плотность воды ρ(Н₂О)=1г/мл:

V(Н₂О) = m_р-ра – ρ_хV_x

Полученное значение округляют до целого числа.

Все экспериментальные данные заносят в таблицу 1.

Таблица 1

Экспериментальные данные для приготовления раствора путем разбавления

Раствор соли	ρ исх.р-ра, г/мл	ω исх.р-ра, %	V3 р-ра (мл)	ρ3, г/мл	ω3, %	V исх.р-ра (мл)	V(Н2О)
NaCl

3. Приготовление раствора с заданной массовой долей

3.1. При помощи чистой пипетки или бюретки, предварительно промытой небольшим количеством концентрированного раствора, отмеряют рассчитанный его объем и переносят в чисто вымытую, промытую дистиллированной водой, колбу. Сюда же приливают при помощи мерного цилиндра рассчитанный объем дистиллированной воды, тщательно перемешивают.

3.2. Приготовленный таким образом раствор должен иметь заданную массовую долю. Правильность приготовления раствора можно проверить по его плотности.

Для этого чистый цилиндр ополаскивают 3–5 мл приготовленного раствора, затем наливают в него достаточное (для свободного перемещения ареометра) количество раствора и погружают в него ареометр с подходящей шкалой.

3.3. По измеренной плотности, пользуясь справочной таблицей, определяют массовую долю раствора. При расчете массовой доли используют метод интерполяции.

3.4. Определяют погрешность: Δω = ω_{заданное} – ω_{полученное} Допустимая погрешность ± 0,2%.

4. Дополнительное задание

Рассчитать для приготовленного раствора NaCl:

а) молярную концентрацию с[моль/дм³]; б) моляльную концентрацию b[моль/кг];

в) весовую концентрацию с_m[г/дм³]; г) титр Т [г/мл];

д) молярные доли воды и соли в растворе - χ (Н₂О) и χ (NaCl).

5. Составляют отчет по выполненной работе. Задания для внеаудиторной самостоятельной работы студентов (приложить к отчету по лабораторной работе).

Вопросы

1. Как влияет температура на растворимость веществ? Растворимость газов?

2. Состав какого раствора – насыщенного, ненасыщенного, пересыщенного устойчив по отношению к небольшому изменению условий?

3. Раствор сахара в стакане оставили на некоторое время. Вскоре на дне стакана образовался осадок кристаллов. Что вы можете сказать о растворе над осадком?

4. При случайном встряхивании сосуда с раствором из него выпало большое количество кристаллов. Каким был этот раствор?

5. Какие способы выражения количественного состава растворов вам известны?

Задача 1. Через 1 л 10%-ного раствора аммиака пропустили 16,8 л (н.у.). Вычислить массовую долю аммиака в образовавшемся растворе.

Задача 2. Какую массу (г) кристаллогидрата Na₂SO₄*10H₂O необходимо добавить к 100 мл 8%-ного раствора сульфата натрия (ρ = 1,07 г/мл), чтобы удвоить массовую долю вещества в растворе.

Задача 3. До какого объема надо разбавить 20%-ный раствор NaCl объемом 0,5 л (ρ = 1,152 г/мл), чтобы получить 4%-ный раствор? Вычислите молярную, моляльную концентрации, молярную доли и титр полученного раствора.

Задача 4. Сколько граммов оксида фосфора (V) необходимо растворить в 400 г раствора фосфорной кислоты с массовой долей H₃PO₄ 5% для получения раствора с массовой долей 10%?

Задача 5. При смешивании 100 г раствора серной кислоты с массовой долей 20% и 50 мл этой же кислоты с массовой долей 96% (ρ = 1,84 г/мл) получен раствор неизвестной концентрации. Определите массовую долю (%) полученного раствора.

11