| Раствор – это гомогенная система, состоящая из двух или нескольких компонентов, относительное содержание которых может меняться в широких пределах. Растворы бывают газообразные, жидкие и твердые. В практике наиболее важны жидкие растворы. Раствор состоит из растворенных веществ и растворителя, в котором эти вещества равномерно распределены в виде молекул или ионов. Как правило, растворителем считается тот компонент, который в индивидуальном (чистом) виде существует в том же агрегатном состоянии, что и полученный раствор. При смешивании компонентов одинакового агрегатного состояния растворителем будет тот из них, которого в растворе больше. Способы выражения состава растворов Массовая доля – величина, показывающая, какую часть составляет масса данного компонента (растворенного вещества) от массы раствора, то есть массу растворенного вещества, содержащуюся в 100 г раствора: mв-ва mв-ва mв-ва W = ¾¾¾ ·100 % = ¾¾¾¾¾ 100 % = ¾¾¾¾¾ 100 %, mр-ра mв-ва + mр-ля rр-ра • Vр-ра где W–массовая доля (%); mр-ра , mв-ва , mр-ля – массы соответственно раствора, растворенного вещества и растворителя (г, кг); Vр-ра – объем раствора (мл, л, м3); rр-ра – плотность раствора (г/мл, г/л, кг/м3). Мольная доля вещества – часть количества этого вещества (nв-ва) в суммарном количестве всех веществ, входящих в раствор, включая растворитель: nв-ва N = ¾¾ 100 %, где å ni = n1 + n2 +... + nв +... + ni +... + nn. å ni Сумма молярных долей всех компонентов раствора равна единице. Объемная доля растворенного вещества (jв-ва) – доля объема растворенного вещества (Vв-ва) в объеме раствора (Vр-ра): Vв-ва jв-ва = ¾¾¾ • 100 % Vр-ра Моляльность – количество растворенного вещества в 1 кг растворителя: nв-ва mв-ва Сm = –––– = ––––––––– (моль/кг). mр-ля Мв-ва•mр-ля где Мв-ва – молярная масса вещества, г/моль. Запись Сm (HCl, H2O) = 2 моль/кг означает, что в растворе на каждый килограмм воды приходится 2 моль хлороводорода – это двухмоляльный раствор. |
| Молярная концентрация – величина, показывающая количество растворенного вещества, содержащегося в 1 л раствора: nв-ва mв-ва СМ = ¾¾ = ¾¾¾¾¾ (моль/л). Vр-ра Mв-ва • Vр-ра Запись 0,1 М KCl означает, например, децимолярный (0,1 моль/л) раствор хлорида калия. Эквивалентная (нормальная) концентрация – величина, показывающая количество эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора: nЭ mв-ва СЭ = –––– = ––––––– (моль/л), V MЭ · Vр-ра где nЭ – количество эквивалентов вещества (моль), MЭ – эквивалентная масса растворенного вещества (г/моль). Вместо обозначения «моль/л» допускается условное обозначение «н.», например, СЭ = 1 н. (однонормальный раствор). В соответствии с законом эквивалентов растворы одинаковой эквивалентной концентрации реагируют в равных объемах. При взаимодействии растворов различной эквивалентной концентрации, объемы их обратно пропорциональны эквивалентной концентрации: V1 CЭ2 ––––– = ––––– V2 CЭ1 Титр (Т) – величина, численно равная массе растворенного вещества (mв-ва) в 1 мл раствора: mв-ва Т = ¾¾ (г/мл) Vр-ра |
| При равенстве масс растворенного вещества в растворах различных по концентрации и способам ее выражения справедливо соотношение: W • r • V СМ • Мв-ва • V СЭ • МЭ • V ¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾, 100 1000 1000 или W • r CM • Mв-ва CЭ • МЭ ––––––– = ––––––––– = –––––––––– 100 1000 1000 |
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРОВ
Цель работы: научить студентов готовить растворы различной
концентрации.
Приборы, посуда: ареометр, мерная посуда (химические цилиндры,
мерные колбы и стаканы, бюретки, пипетки).
Реактивы: кристаллический хлорид натрия, раствор соляной кислоты, титрованный раствор гидроксида натрия.
Экспериментальная часть
Опыт 1. Приготовление раствора из навески твердого вещества и воды
Задание: приготовить раствор определенного объема V 1 и заданной массовой доли (Wт.1) из навески твердого вещества и воды.
Для приготовления раствора возьмите на весах рассчитанную навеску твердого вещества (см. пример расчета к оп. 1), перенесите ее в химический цилиндр (или в мерную колбу). Растворите навеску в приблизительно половине объема воды, необходимого для приготовления раствора. После растворения соли доведите общий объем раствора до заданного. Тщательно перемешайте и замерьте плотность приготовленного раствора. Методом интерполяции рассчитайте массовую долю полученного раствора (Wоп.1) и вычислите абсолютную (D) и относительную (ε) погрешности. Раствор оставьте для опыта 2 и 3.
Пример расчета и выполнения опыта 1
Приготовить 100 мл раствора NaCl c массовой долей 6,2 % из кристаллической соли NaCl и воды.
Таблица 4.1