Химия все лабы (lab3)

Посмотреть архив целиком

М Г Т У и м е н и Н. Э. Б а у м а н а









Лабораторная работа

по химии.

«Приготовление раствора и определение его концентрации».







Выполнила: Косяк Анна

Факультет: НУК РЛМ

Группа: БМТ2 - 12


Дата выполнения: 24. 09. 2004

Дата сдачи: 01. 10. 2004














М О С К В А

2 0 0 4

  1. Цель работы.


Ознакомление с понятием «растворы» и способами выражения содержания растворенного вещества, приобретение навыков приготовления растворов различных концентраций и определения концентрации раствора титриметрическим методом.


  1. Теоретическая часть.


2. 1. Растворы.

Растворы – это гомогенные (состоящие из одной фазы) многокомпонентные системы, состав которых может меняться непрерывно в определенных пределах. Растворы бывают газообразные, жидкие и твердые. Среди соединений, образовавших раствор, условно выделяют растворенные вещества и растворитель. Растворителем принято считать компонент, который в чистом виде существует в том же агрегатном состоянии, что и образовавшийся раствор, или компонент, содержание которого в растворе выше содержания остальных компонентов, называемых растворенными веществами. Наибольшее практическое значение имеют жидкие растворы, в частности водные растворы, в которых растворителем является вода.

Способность вещества растворяться в том или ином растворители называется растворимостью. Мерой растворимости вещества является его содержание в насыщенном растворе – предельное при данных условиях. Для выражения состава раствора и содержания растворенного вещества применяются различные способы.

2. 2. Определение концентрации методом титрирования.

Установление состава раствора является одной из задач аналитической химии. Количественный анализ проводят физическими, химическими и физико – химическими методами. Одним из наиболее простых среди них является титриметрия.

Титриметрия – аналитический метод, основанный на измерении объема раствора реагента, взаимодействующего с определяемым веществом. Растворы реагентов известной концентрации, используемые в титриметрии, называют титрованными (стандартными) растворами, или титрантами.

Принцип титрования заключается в следующем: к раствору анализируемого вещества неизвестной концентрации добавляют небольшими порциями раствор титранта до тех пор, пока не будет получен сигнал индикатора, свидетельствующий о прекращении реакции (достижения конечной точки титрования). Момент окончания титрования можно установить при помощи химической реакции или по изменению некоторого физического свойства. Часто используются органические красители, окраска которых изменяется по достижении конечной точки титрования. Такие цветные индикаторы должны проявлять свойства, положенные в основу соответствующей титриметрической реакции. Индикация растворов может проводиться как визуально, так и с

использованием инструментальных методов. Если проба или титрант сами по

себе окрашены, специальные индикаторы могут и не потребоваться.

Расчет концентрации исследуемого раствора, в соответствии с законом эквивалентов, проводят по формуле:


Сэкв 1 * V1 = Cэкв 2 * V2


где Сэкв 1 и Cэкв 2 – молярные концентрации эквивалентов пробы и титранта, соответственно, моль экв/л; V1 – отмеренный объем пробы, л; V2 – объем титранта, израсходованный на титрование, л.

Следует учитывать, что экспериментально наблюдаемая конечная точка титрования вследствие погрешностей измерений и наблюдений отличается от истинной точки эквивалентности, соответствующей стехиометрическим соотношениям реагирующих веществ. Для большинства титриметрических определений допустима погрешность не более ± 0, 1 %.

При определении концентрации кислот и оснований используется метод кислотно-основного титрования, в основе которого лежит реакция нейтрализации:

Н

+ + ОН- Н2О

В кислотной среде концентрация ионов водорода Н+ больше концентрации гидроксид – ионов ОН-, а в щелочной среде, наоборот, меньше. Для удобства характеристики среды используют понятие водородного показателя рН, численно равного отрицательному десятичному логарифму молярной концентрации ионов водорода в растворе:


РН = - lg Сн


Истинная точка эквивалентности кислотно-основного титрования соответствует равенству молярных концентраций ионов водорода Н+ и гидроксид – ионов ОН-:


СН+ = СОН-


Реакция нейтрализации на сопровождается видимыми изменениями, например, переменной окраски раствора. Поэтому для фиксирования точки эквивалентности используют органические красители, структура и окраска которых зависит от величины водородного показателя рН.


  1. Практическая часть.


а) Название эксперимента.

Приготовление раствора кислоты из более концентрированного раствора и определение его концентрации методом титрования.


б) Ход экcперимента.

  1. Сначала я рассчитала объем исходного 0, 1 н. раствора соляной кислоты, необходимый для приготовления 100 мл раствора HCl заданной преподавателем концентрации 0,015.

  2. Затем отмерила необходимый объем исходного раствора кислоты с помощью мерной бюретки. Для этого определила сначала цену деления бюретки ((2 – 0) / 10 = 0, 2) и начальный уровень исходного раствора кислоты в бюретке с точностью до 0, 2 мл. Конечный уровень раствора в бюретки равен сумме начального значения и рассчитанного объема исходного раствора соляной кислоты.

  3. Перенесла рассчитанный объем кислоты в колбу, имеющую метку объема 100 мл. Для этого осторожно повернула кран бюретки.

  4. Приливая дистиллированную воду, довела объем раствора в колбе до 100 мл.

  5. Добавила 2 – 3 капли индикатора фенолфталеина. Отметила окраску раствора.

  6. Определила цену деления ((1 – 0) / 10 = 0, 1) и начальный уровень титранта в бюретке с точностью до 0, 1 мл. Записала начальный уровень титранта hн.

  7. Провела титрование раствора кислоты, добавляя небольшими порциями раствор щелочи в колбу с кислотой. Раствор кислоты при этом непрерывно помешивала, держа горло колбы левой рукой. Кран бюретки открывала правой рукой.

  8. Конец титрования определила по появлению едва заметной, не исчезающей в течение 30 с, малиновой окраске фенолфталеина. Отметила и записала конечный уровень титранта в бюретке hк.

  9. Добавила еще одну каплю раствора щелочи. Окраска раствора стала более заметной, значит, конечную точку титрования определила правильно.

  10. После проведенного эксперимента с фенолфталеином, я вымыла колбу и провела точно такой же опыт, заменив фенолфталеин на метиловый оранжевый индикатор.


в) Наблюдения.

В кислоте фенолфталеин бесцветный, но при добавлении щелочи раствор становится малиновым. Метиловый оранжевый же в кислоте имеет розовую окраску, а при добавлении щелочи становится оранжевым.


г) Уравнения реакции.

NaOH + HCl + фенолфталеин = NaCl + H2O

NaOH + HCl + метиловый оранжевый = NaCl + H2O


д) Иллюстрационный материал.

е) Проведение расчетов.

Для фенолфталеина:

  1. Сначала определила исходный объем кислоты, который нужно перенести из бюретки в колбу.

N1 * V1 = N2 * V2

N1 = 0, 1н

N2(теор) = 0, 0015н (задается преподавателем)

V2 = 100 мл

V2 * N2 100 * 0, 0015

V1 = ———— = —————— = 1, 5 мл

N1 0, 1

  1. По разности конечного hк и начального hн уровней жидкости в бюретке рассчитаю объем титранта V, при добавлении к нему щелочи. А затем концентрацию полученного раствора.

hн = 15, 6 мл

hк = 17, 1 мл

N1 = 0, 1н

V2 = 100 мл

(hк - hн) * N1 (17, 1 – 15, 6) * 0, 1

N2(эксп) = —————— = ————————— = 0, 0015н

V2 100

  1. Рассчитаю суммарную погрешность титрования и приготовления раствора по формуле:

N2(теор) - N2(эксп) 0, 0015 – 0, 0015

η = │—————————│* 100% = │—————————│* 100% = 0 %

N2(теор) 0, 0015


Для метилового оранжевого индикатора.

  1. Сначала определила исходный объем кислоты, который нужно перенести из бюретки в колбу.

N1 * V1 = N2 * V2

N1 = 0, 1н

N2(теор) = 0, 0015н (задается преподавателем)

V2 = 100 мл

V2 * N2 100 * 0, 0015

V1 = ———— = —————— = 1, 5 мл

N1 0, 1

  1. По разности конечного hк и начального hн уровней жидкости в бюретке рассчитаю объем титранта V, при добавлении к нему щелочи. А затем концентрацию полученного раствора.

hн = 20, 6 мл

hк = 22, 1 мл

N1 = 0, 1н

V2 = 100 мл

(hк - hн) * N1 (22, 1 – 20, 6) * 0, 1

N2(эксп) = —————— = ————————— = 0, 0015н

V2 100

  1. Рассчитаю суммарную погрешность титрования и приготовления раствора по формуле:

N2(теор) - N2(эксп) 0, 0015 – 0, 0015

η = │—————————│* 100% = │—————————│* 100% = 0 %

N2(теор) 0, 0015


Индикатор

V1

N2(теор)

моль экв/л

N1

моль экв/л

hн

hк

hн - hк

N2(эксп)

моль экв/л

η

Фенолфтал.



1, 5



0, 0015



0, 1

15,6

17,1

1, 5

0, 0015

0 %

Метиловый

оранжевый

20,6

22,1

1, 5

0, 0015

0 %


Случайные файлы

Файл
138291.rtf
35364.rtf
158330.rtf
179528.rtf
12815.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.