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 (20oC)
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 =- |ωэксп. – ωтеор.|_______________________________________________________________
9. Рассчитайте относительную ошибку эксперимента в процентах
ξ = - (|ωэксп. – ωтеор.|/ ωтеор.).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