Опыт 1. Приготовление раствора заданной концентрации

Ориентировочное определение процентной концентрации растворенного вещества в полученном растворе в пределах точности ±0,5% может быть проведено путем экспериментального измерения плотности раствора и последующего нахождения концентрации, соответствующей измеренной плотности, по табличным данным, имеющимся для кислот, растворимых оснований и большинства солей в справочниках.

Плотность раствора измеряется с помощью ареометра. Ареометр (другое название - денсиметр) представляет собой запаянный стеклянный сосуд. В верхней узкой части ареометра имеется бумажная шкала с указанием плотности в г/см³. Цена деления обычно 0,001 г/см³.

Ареометры общего назначения позволяют измерять плотность жидкостей в диапазоне 0,700 – 1,840 г/см³. Выпускают наборы, содержащие от 10 до 25 ареометров, каждый из которых рассчитан на свой интервал измерений плотности, например от 0,700 до 0,760 г/см³. Перед определением плотности необходимо выбрать ареометр с нужным пределом измерений. Если ареометр предназначен для измерения плотностей больших, чем измеряемая, то он тонет в растворе, если наоборот, то жидкость выталкивает его. Следует помнить, что плотность воды составляет 1 г/см³ при температуре 20 ⁰С, а водные растворы солей и большинства неорганических кислот имеют более высокую плотность.

а б

Рис. Ареометр (а) и измерение плотности ареометром (б): 1 – шкала; 2 – балласт; 3 – связующее вещество

Для измерения плотности раствора жидкость наливают в стеклянный цилиндр с диаметром, превышающим диаметр ареометра, и высотой не меньшей, чем длина ареометра. Затем ареометр осторожно опускают в жидкость. Измерение производят, если ареометр свободно плавает в растворе, не касаясь дна и стенок цилиндра. Показания определяют по нижнему краю мениска жидкости (рис. 14, б). Отсчет делений шкалы производится сверху вниз.

Для определения массовой доли вещества в растворе (w) по измеренному значению плотности раствора (r) используют таблицу плотностей растворов данного вещества. Если измеренное значение плотности раствора не совпадает с табличным, то для расчета массовой доли можно использовать метод линейной интерполяции. Для этого из таблицы плотностей выбирают два последовательных значения плотности раствора (r₁ и r₂), между которыми находится измеренное значение, и соответствующие им массовые доли вещества в растворе (w₁ и w₂). Суть метода линейной интерполяции можно проиллюстрировать графически.

Задание: На миллиметровой бумаге формата А₄ постройте график зависимости массовой доли от плотности раствора Na₂S₂O₃ (метод интерполяции) согласно имеющимся справочным данным:

РастворNa₂S₂O₃ (20^oC)

ω В	ρ, г/дм3
0,01	1006,5
0,02	1014,8
0,04	1031,5
0,06	1048,3
0,08	1065,4
0,1	1082,7

Задание: Приготовить 50мл 5%-ного раствора тиосульфата натрия в пересчете на безводную соль из кристаллогидрата Na₂S₂O₃^,5H₂O.

1. Рассчитайте массу безводной соли________________________________________

____________________________________________________________________________.

2. Рассчитайте массу кристаллогидрата Na₂S₂O₃^,5H₂O ________________________

_____________________________________________________________________________.

3. Рассчитайте массу воды_________________________________________________.

4. Взвесьте на технохимических весах необходимую навеску соли в стакане с точностью до 0,01 г.________________________________________________________________

5. Мерным цилиндром отмерьте воду, влейте ее в стакан с солью и перемешайте стеклянной палочкой.

6. Измерьте ареометром плотность полученного раствора, нанесите это значение на график и определите концентрацию раствора тиосульфата натрия________________________.

7. Определите по графику массовую долю вещества в растворе, отвечающую найденной плотности:___________________________________________________________________.

8. Рассчитайте абсолютную ошибку эксперимента по формуле

А =- |ω_{эксп. –} ω_теор.|_______________________________________________________________

9. Рассчитайте относительную ошибку эксперимента в процентах

ξ = - (|ω_{эксп. –} ω_теор.|/ ω_теор.)^.100%

Вывод: (укажите относительную ошибку эксперимента и объясните её появление (при наличии))_____________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Химический факультет

Кафедра неорганической химии

Дисциплина «Химия»

ОТЧЕТ

по лабораторной работе