 |
Влияние посторонних веществ на растворимость
|
|
|
|
В присутствии в воде других веществ (солей, кислот и щелочей) растворимость газов уменьшается. Растворимость газообразного хлора в насыщенном водном растворе поваренной соли в 10 раз меньше. Чем в чистой воде.
Эффект понижения растворимости в присутствии солей называется высаливанием. Понижение растворимости обусловлено гидратацией солей, что вызывает уменьшение числа свободных молекул воды. Молекулы воды, связанные с ионами электролита, уже не являются растворителем для других веществ.
Способы выражения состава растворов. Массовая доля, молярная концентрация, молярная концентрация эквивалента, моляльность, молярная доля. Расчеты, связанные с приготовлением растворов заданной концентрации.
Важнейшей характеристикой растворов, влияющей на их свойства, является состав раствора, т.е. содержание растворенного вещества в определенной массе или объеме раствора или растворителя. Существуют различные способы выражения состава растворов. Состав раствора может быть выражен безразмерными (доли, отношения) и размерными величинами (молярная концентрация, массовая концентрация, моляльность, титр и т.д.).
Массовая доля растворённого вещества (w) – это безразмерная физическая величина, равная отношению массы растворённого вещества к общей массе раствора,т. е.
Обычно выражается в долях единицы или в процентах. Массовая доля, выраженная в %, называется процентной концентрацией. Она показывает, какая масса вещества растворена в 100 г раствора.
Молярная концентрация (С) или молярность – это величина, равная отношению количества растворённого вещества к объему раствора (в литрах), т.е.
Молярность измеряется в моль/л и показывает сколько моль вещества растворено в одном литре раствора. Молярность обозначается обычно буквой М. Если в одном литре раствора содержится 1 моль вещества, то такой раствор называется одномолярным (1М), если 0,1 моль вещества – децимолярным (0,1М), если 0,01 моль вещества – сантимолярным (0,01М), если 0,001 моль вещества – миллимолярным (0,001М).
|
|
|
Титром (Т) называется отношение массы вещества в граммах к объёму раствора в мл, т.е.
Титр имеет размерность г/мл, он показывает, сколько грамм вещества растворено в 1 мл раствора.
Моляльная концентрация или моляльность (m) – это величина, равная отношению количества растворённого вещества к массе растворителя, выраженной в кг, т.е.
Моляльность имеет размерность моль/кг и показывает, какое количество вещества растворено в 1 кг растворителя.
Мольная доля (Х) – это величина, равная отношению количества растворённого вещества к общему количеству вещества в растворе:
Мольная доля – это безразмерная величина и измеряется в долях единицы или в %.
Молярная концентрация химического эквивалента вещества (С) или нормальная концентрация – это величина, равная отношению количества химического эквивалента растворённого вещества к объему раствора (в литрах), т.е.
Молярная концентрация химического эквивалента вещества измеряется в моль/л и показывает сколько моль эквивалента вещества растворено в одном литре раствора. Она обозначается обычно буквой н. Если в одном литре раствора содержится 1 моль химического эквивалента вещества, то такой раствор называется однонормальным (1н), если 0,1 моль вещества – децинормальным (0,1н), если 0,01 моль вещества – сантинормальным (0,01н), если 0,001 моль вещества – миллинормальным (0,001н).
Для приготовления растворов определенной концентрации, для точного измерения объемов применяют мерную посуду: мерные колбы, пипетки и бюретки.
Мерные колбы - тонкостенные плоскодонные сосуды с длинным узким горлом, на котором нанесена метка в виде кольцевой черты. На каждой колбе обозначены ее емкость и температура, при которой эта емкость измерена.
|
|
|
Пипетки используют для отбора определенного объема пробы жидкости.
Пипетки Мора представляют собой стеклянные трубки с расширением посередине. Нижний конец оттянут в капилляр, на верхнем конце нанесена метка, до которой следует набирать измеряемую жидкость. На пипетке указана объемность. Широко применяют также градуированные пипетки различной емкости, на наружной стенке которых нанесены деления. Для наполнения пипетки нижний конец ее опускают в жидкость и втягивают последнюю при помощи груши или специального приспособления. Жидкость набирают так, чтобы она поднялась на 2-3 см выше метки, затем быстро закрывают верхнее отверстие указательным пальцем правой руки, придерживая в то же время пипетку большим и средним пальцами. Затем ослабляют нажим указательного пальца, в результате чего жидкость будет медленно вытекать из пипетки. В тот момент, когда нижний мениск (уровень) жидкости окажется на одном уровне с меткой, палец снова прижимают. Введя пипетку в сосуд, отнимают указательный палец и дают жидкости стечь по стенке сосуда. После того, как жидкость вытечет, пипетку держат еще 5секунд прислоненной к стенке сосуда, слегка поворачивая вокруг оси.
Бюретки применяют при титровании, для измерения точных объемов и т.д.
Объемные бюретки - это стеклянные трубки с несколько оттянутым нижним концом или снабженным краном. На наружной стенке по всей длине бюретки нанесены деления в 0,1 мл. К оттянутому концу бескрановой пипетки с помощью резиновой трубки закладывают стеклянную бусинку. Бюретку заполняют жидкостью через воронку. Затем открывают кран и зажим, чтобы заполнить раствором часть бюретки, расположенной ниже крана или зажима до нижнего конца капилляра. Бюретку заполняют так, чтобы вначале уровень жидкости был несколько выше нулевого деления шкалы. Затем, осторожно приоткрывая кран, устанавливают уровень жидкости на нулевое деление. Каждое титрование следует начинать только после заполнения бюретки до нуля.
Для менее точного измерения объемов жидкости используют мерные цилиндры и мензурки
|
|
|
Опыт 1. Приготовление раствора хлорида натрия с заданной массовой долей соли (%) разбавлением концентрированного раствора
Как известно, плотность - это масса вещества в единице объема, с = m / v. Зная плотность, можно по таблице определить массовую долю (%) раствора.
Определить плотность раствора можно многими способами. Из них наиболее простой и быстрый - с помощью ареометра (рис.3).
Его применение основано на том, что плавающее тело погружается в жидкость до тех пор, пока масса вытесненной им жидкости не станет, равна массе самого тела (закон Архимеда). В расширенной нижней части ареометра помещен груз, на узкой верхней части - шейке - нанесены деления, указывающие плотность жидкости, в которой плавает ареометр. Концентрацию исследуемого раствора находят, пользуясь табличными данными о плотности в зависимости от концентрации раствора. Плотность водных растворов хлорида натрия приведена в табл.1.
Выполнение опыта. В мерный цилиндр наливают раствор хлорида натрия и ареометром определяют его плотность.
По таблице 1 находят концентрацию исходного раствора [ в % (масс) ].
Таблица 1 - Плотность и процентное содержание растворов хлорида натрия.
| Концентрация, % | Плотность*10-3, кг/м3, при температуре | Концентрация, % | Плотность*10-3, кг/м3, при температуре | ||
| 100С | 200С | 100С | 200С | ||
| 1,0071 | 1,0053 | 1,1049 | 1,1008 | ||
| 1,0144 | 1,0125 | 1,1127 | 1,1065 | ||
| 1,0218 | 1,0196 | 1,1206 | 1,1162 | ||
| 1,0292 | 1,0268 | 1,1285 | 1,1241 | ||
| 1,0366 | 1,0340 | 1,1364 | 1,1319 | ||
| 1,0441 | 1,0413 | 1,1445 | 1,1398 | ||
| 1,0516 | 1,0486 | 1,1525 | 1,1478 | ||
| 1,0591 | 1,0559 | 1,1607 | 1,1559 | ||
| 1,0666 | 1,0633 | 1,1689 | 1,1639 | ||
| 1,0742 | 1,0707 | 1,1772 | 1,1722 | ||
| 1,0819 | 1,0782 | 1,1856 | 1,1804 | ||
| 1,0895 | 1,0857 | 1,1940 | 1,1888 | ||
| 1,0972 | 1,0933 | 1,2025 | 1,1972 | ||
Рассчитывают, сколько миллилитров исходного раствора и воды следует взять для приготовления 250 мл 5% раствора.
Воду отмерить цилиндром и вылить в мерную колбу объемом 250мл. Исходный раствор поваренной соли отмеряют цилиндром на 100 мл и вливают в колбу с водой.
|
|
|
Раствор в колбе перемешивают. Цилиндр ополаскивают небольшим объемом раствора из колбы, который затем присоединяют к общей массе раствора в колбе. Проверить плотность и концентрацию полученного раствора. Рассчитать относительную ошибку дотн
дотн = %,
где С - заданная концентрация,
С 1- полученная концентрация.
Сделайте расчет молярной концентрации молярной концентрации эквивалентов и титра, приготовленного раствора. Результаты запишите в таблицу 2.
Таблица 2 - Опытные данные
| Заданная массовая доля, (%) | Плотность, с, кг/м3 | Рассчитанные массы компонентов, г | Плотность экспериментальная, с, кг/м3 | Экспериментальные концентрации | дотн | |||
| NaCl | H2O | |||||||
| с, % | с, М | сэк, н | T, г/мл |
ПРИМЕР 1.Приготовить 0,5 л 20% раствора H2SO4, исходя из концентрированного раствора, плотность которого 1,84 г/см3.
По таблице находим, что плотности 1,84 г/см3 соответствует кислота с содержанием 96% H2SO4, а 20% раствору соответствует кислота с плотностью 1,14 г/см3.
Вычислим количества исходной кислоты и воды, требующиеся для получения заданного объема раствора.
Масса его составляет 5001,14 = 570 г, а содержание в нем H2SO4 равно
г.
Вычислим, в каком объеме исходной 96% кислоты содержится 114 г H2SO4:
1 мл исходной кислоты содержит г H2SO4
х мл исходной кислоты содержит 114 г H2SO4
мл
Таким образом, для приготовления 500мл 20% раствора H2SO4 необходимо взять 64,6 мл 96% раствора.
Количество воды определяется как разность весов полученного исходного раствора, а именно мл
|
|
|
A) количество теплоты, которое получает или отдает единица массы вещества при изменении его температуры на 1К
A) Корректировать свое влияние на экономику.
B) От длины волны света , химической природы и агрегатного состояния вещества.
B) политический институт, имеющий влияние на законодателей и чиновников
C) От свойств рассеивающего вещества
IV - Чистые вещества
L.3.1. Процессы переноса вещества и тепла.
L.3.3. Влияние примесей на рост и форму кристаллов.
XIV. Влияние духовного мира
Абсолютное большинство растворителей, применяемых сейчас, — это летучие органические вещества, производные нефти.
