0 1 раствор это сколько
Перейти к содержимому

0 1 раствор это сколько

  • автор:

Расчеты при приготовлении водных растворов

Приблизительные растворы. При приготовлении приблизительных растворов количества веществ, которые должны быть взяты для этого, вычисляют с небольшой точностью. Атомные веса элементов для упрощения расчетов допускается брать округленными иногда до целых единиц. Так, для грубого подсчета атомный вес железа можно принять равным 56 вместо точного —55,847; для серы — 32 вместо точного 32,064 и т. д.

Вещества для приготовления приблизительных растворов взвешивают на технохимических или технических весах.

Принципиально расчеты при приготовлении растворов совершенно одинаковы для всех веществ.

Количество приготовляемого раствора выражают или в единицах массы (г, кг), или в единицах объема (мл, л), причем для каждого из этих случаев вычисление количества растворяемого вещества проводят по-разному.

Пример. Пусть требуется приготовить 1,5 кг 15%-ного раствора хлористого натрия; предварительно вычисляем требуемое количе-ство соли. Расчет проводится согласно пропорции:

т. е. если в 100 г раствора содержится 15 г соли (15%), то сколько ее потребуется для приготовления 1500 г раствора?

Расчет показывает, что нужно отвесить 225 г соли, тогда воды иужио взять 1500 — 225 = 1275 г. ¦

Если же задано получить 1,5 л того же раствора, то в этом случае по справочнику узнают его плотность, умножают последнюю на заданный объем и таким образом находят массу требуемого количества раствора. Так, плотность 15%-нoro раствора хлористого натрия при 15 0C равна 1,184 г/см3. Следовательно, 1500 мл составляет

Следовательно, количество вещества для приготовления 1,5 кг и 1,5 л раствора различно.

Расчет, приведенный выше, применим только для приготовления растворов безводных веществ. Если взята водная соль, например Na2SO4-IOH2O1 то расчет несколько видоизменяется, так как нужно принимать во внимание и кристаллизационную воду.

Пример. Пусть нужно приготовить 2 кг 10%-ного раствора Na2SO4, исходя из Na2SO4 *10H2O.

Молекулярный вес Na2SO4 равен 142,041, a Na2SO4*10H2O 322,195, или округленно 322,20.

Расчет ведут вначале па безводную соль:

Следовательно, нужно взять 200 г безводной соли. Количество десятиводной соли находят из расчета:

Воды в этом, случае нужно взять: 2000 — 453,7 =1546,3 г.

Так как раствор не всегда готовят с пересчетом на безводную соль, то на этикетке, которую обязательно следует наклеивать на сосуд с раствором, нужно указать, из какой соли приготовлен раствор, например 10%-ный раствор Na2SO4 или 25%-ный Na2SO4*10H2O.

Часто случается, что приготовленный ранее раствор нужно разбавить, т. е. уменьшить его концентрацию; растворы разбавляют или по объему, или по массе.

Пример. Нужно разбавить 20%-ный раствор сернокислого аммония так, чтобы получить 2 л 5%-иого раствора. Расчет ведем следующим путем. По справочнику узнаем, что плотность 5%-ного раствора (NH4)2SO4 равна 1,0287 г/см3. Следовательно, 2 л его должны весить 1,0287*2000 = 2057,4 г. В этом количестве должно находиться сернокислого аммония:

Теперь можно подсчитать, сколько нужно взять 20%-ного рас* твора, чтобы получить 2 л 5%-ного раствора.

Полученную массу раствора можно пересчитать на объем его. Для этого массу раствора делят на его плотность (плотность 20%-ного раствора равна 1.1149 г/см3), т. е.

Учитывая, что при отмеривании могут произойти потери, нужно взять 462 мл и довести их до 2 л, т. е. добавить к ним 2000—462 = = 1538 мл воды.

Если же разбавление проводить по массе, расчет упрощается. Но вообще разбавление проводят из расчета на объем, так как жидкости, особенно в больших количествах, легче отмерить по объему, чем взвесить.

Нужно помнить, что при всякой работе как с растворением, так и с разбавлением никогда не следует выливать сразу всю воду в сосуд. Водой ополаскивают несколько раз ту посуду, в которой проводилось взвешивание или отмеривание нужного вещества, и каждый раз добавляют эту воду в сосуд для раствора.

Когда не требуется особенной точности, при разбавлении растворов или смешивании их для получения растворов другой концентрации можно пользоваться следующим простым и быстрым способом.

Возьмем разобранный уже случай разбавления 20%-ного раствора сернокислого аммония до 5%-ного. Пишем вначале так:

где 20 — концентрация взятого раствора, 0 — вода и 5’—-требуемая концентрация. Теперь из 20 вычитаем 5 и полученное значение пишем в правом нижнем углу, вычитая же нуль из 5, пишем цифру в правом верхнем углу. Тогда схема примет такой вид:

Это значит, что нужно взять 5 объемов 20%-ного раствора и 15 объемов воды. Конечно, такой расчет не отличается точностью.

Если смешивать два раствора одного и того же вещества, то схема сохраняется та же, изменяются только числовые значения. Пусть смешением 35%-ного раствора и 15%-ного нужно приготовить 25%-ный раствор. Тогда схема примет такой вид:

т. е. нужно взять по 10 объемов обоих растворов. Эта схема дает приблизительные результаты и ею можно пользоваться только тогда, когда особой точности не требуется.Для всякого химика очень важно воспитать в себе привычку к точности в вычислениях, когда это необходимо, и пользоваться приближенными цифрами в тех случаях, когда это не повлияет на результаты работы.Когда нужна большая точность при разбавлении растворов, вычисление проводят по формулам.

Разберем несколько важнейших случаев.

Приготовление разбавленного раствора. Пусть с — количество раствора, m%—концентрация раствора, который нужно разбавить до концентрации п%. Получающееся при этом количество разбавленного раствора х вычисляют по формуле:

а объем воды v для разбавления раствора вычисляют по формуле:

Смешивание двух растворов одного и того же вещества различной концентрации для получения раствора заданной концентрации. Пусть смешиванием а частей m%-ного раствора с х частями п%-ного раствора нужно получить /%-ный раствор, тогда:

Точные растворы. При приготовлении точных растворов вычисление количеств нужных веществ проверят уже с достаточной степенью точности. Атомные весы элементов берут по таблице, в которой приведены их точные значения. При сложении (или вычитании) пользуются точным значением слагаемого с наименьшим числом десятичных знаков. Остальные слагаемые округляют, оставляя после запятой одним знаком больше, чем в слагаемом с наименьшим числом знаков. В результате оставляют столько цифр после запятой, сколько их имеется в слагаемом с наименьшим числом десятичных знаков; при этом производят необходимое округление. Все расчеты производят, применяя логарифмы, пятизначные или четырехзначные. Вычисленные количества вещества отвешивают только на аналитических весах.

Взвешивание проводят или на часовом стекле, или в бюксе. Отвешенное вещество высыпают в чисто вымытую мерную колбу через чистую сухую воронку небольшими порциями. Затем из промывалки несколько раз небольшими порциями воды обмывают над воронкой бнже или часовое стекло, в котором проводилось взвешивание. Воронку также несколько раз обмывают из промывалки дистиллированной водой.

Для пересыпания твердых кристаллов или порошков в мерную колбу очень удобно пользоваться воронкой, изображенной на рис. 349. Такие воронки изготовляют емкостью 3, 6, и 10 см3. Взвешивать навеску можно непосредственно в этих воронках (негигроскопические материалы), предварительно определив их массу. Навеска из воронки очень легко переводится в мерную колбу. Когда навеска пересыпается, воронку, не вынимая из горла колбы, хорошо обмывают дистиллированной водой из промывалки.

Как правило, при приготовлении точных растворов и переведении растворяемого вещества в мерную колбу растворитель (например, вода) должен занимать не более половины емкости колбы. Закрыв пробкой мерную колбу, встряхивают ее до полного растворения твердого вещества. После этого полученный раствор дополняют водой до метки и тщательно перемешивают.

Молярные растворы. Для приготовления 1 л 1 M раствора какого-либо вещества отвешивают на аналитических весах 1 моль его и растворяют, как указано выше.

Пример. Для приготовления 1 л 1 M раствора азотнокислого серебра находят в таблице или подсчитывают молекулярную массу AgNO3, она равна 169,875. Соль отвешивают и растворяют в воде.

Если нужно приготовить более разбавленный раствор (0,1 или 0,01 M), отвешивают соответственно 0,1 или 0,01 моль соли.

Если же нужно приготовить меньше 1 л раствора, то растворяют соответственно меньшее количество соли в соответствущем объеме воды.

Нормальные растворы готовят аналогично, только отвешивая не 1 моль, а 1 грамм-эквивалент твердого вещества.

Если нужно приготовить полунормальный или децинормальный раствор, берут соответственно 0,5 или 0,1 грамм-эквивалента. Когда готовят не 1 л раствора, а меньше, например 100 или 250 мл, то берут1/10 или 1/4 того количества вещества, которое требуется для приготовления I л, и растворяют в соответствующем объеме воды.

Рис 349. Воронки для пересыпания навески а колбу.

После приготовления раствора его нужно обязательно проверить титрованием соответствующим раствором другого вещества с известной нормальностью. Приготовленный раствор может не отвечать точно той нормальности, которая задана. В таких случаях иногда вводят поправку.

В производственных лабораториях иногда готовят точные растворы «по определяемому веществу». Применение таких растворов облегчает расчеты при анализах, так как достаточно умножить объем раствора, пошедший на титрование, на титр раствора, чтобы получить содержание искомого вещества (в г) во взятом для анализа количестве какого-либо раствора.

Расчет при приготовлении титрованного раствора по определяемому веществу ведут также по грамм-эквиваленту растворяемого вещества, пользуясь формулой:

Пример. Пусть нужно приготовить 3 л раствора марганцовокислого калия с титром по железу 0,0050 г/мл. Грамм-эквивалент KMnO4 равен 31,61., а грамм-эквивалент Fe 55,847.

Вычисляем по приведенной выше формуле:

Стандартные растворы. Стандартными называют растворы с разными, точно определенными концентрациями, применяемые в колориметрии, например растворы, содержащие в 1 мл 0,1, 0,01, 0,001 мг и т. д. растворенного вещества.

Кроме колориметрического анализа, такие растворы бывают нужны при определении рН, при нефелометрических определениях и пр. Иногда стандартные растворы» хранят в запаянных ампулах, однако чаще приходится готовить их непосредственно перед применением. Стандартные растворы готовят в объеме не больше 1 л, а ча ще — меньше. Только при большом расходе стандартного раствори можно готовить несколько литров его и то при условии, что стандартный раствор не будет храниться длительный срок.

Количество вещества (в г), необходимое для получения таких растворов, вычисляют по формуле:

Пример. Нужно приготовить стандартные растворы CuSO4 • 5H2O для колориметрического определения меди, причем в 1 мл первого раствора должно содержаться 1 мг меди, второго — 0,1 мг, третьего —0,01 мг, четвертого — 0,001 мг. Вначале готовят достаточное количество первого раствора, например 100 мл.

В данном случае Mi = 249,68; АСu = 63,54; следовательно, для приготовления 100 мл раствора, 1 мл которого содержал бы 1 мг меди (Т = 0,001 г/мл), нужно взять

Навеску соли переносят в мерную колбу емкостью 100 мл и добавляют воду до метки. Другие растворы готовят соответствующим разбавлением приготовленного.

Эмпирические растворы. Концентрацию этих растворов чаще всего выражают в г/л или г/мл. Для приготовления эмпирических растворов применяют очищенные перекристаллизацией вещества или реактивы квалификации ч. д. а. или х. ч.

Пример. Нужно приготовить 0,5 л раствора CuSO4, содержашего Cu 10 мг/мл. Для приготовления раствора применяют CuSO4 • 5H2O.

Чтобы подсчитать, сколько следует взять этой солн для приготовления раствора заданного объема, подсчитывают, сколько Cu должно содержаться в нем. Для этого объем умножают на заданную концентрацию, т. е.

500*10 = 5000 мг, или 5,0000 г

После этого, зная молекулярный вес соли, подсчитывают нужное количество ее:

На аналитических весах отвешивают в бюксе точно 19,648 г чистой соли, переводят ее в мерную колбу емкостью 0,5 л. Растворение проводят, как указано выше.

Концентрация раствора (вопросы ответы)

Концентрация раствора это относительное количество растворенного вещества в растворе.

Количественный состав раствора выражают с помощью понятия «концентрация» или “доля”, под которым понимают содержание растворенного вещества в единице массы, объёма или количества вещества раствора.

Существует несколько способов выражения состава раствора: массовая доля (процентная концентрация), молярная концентрация (молярность), мольная доля растворённого вещества.

Концентрация раствора

Что такое концентрация растворов

Концентрация растворов определяется количеством вещества, заключенного в определенном весовом или объемном количестве раствора или растворителя.

Для того чтобы определить существуют несколько способов выражения концентрации растворов: нормальная концентрации, молярная, процентная и молярная.

Процентная концентрация раствора выражается числом граммов растворенного вещества в 100 г раствора.

Например , в 100 г 5%-ного раствора сахара содержится 5 г сахара, а остальные 95 г растворитель.

Молярная концентрация выражается количеством грамм-молекул растворенного вещества в 1 л раствора. Молярность раствора обозначается буквой М.

Если в литре раствора содержится одна грамм-молекула растворенного вещества, то такой раствор называется молярным, две грамм-молекулы двухмолярным, полграмм-молекулы 0,5-молярным и т. д.

Нормальная концентрация раствора выражается числом грамм-эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Нормальность раствора обозначается буквой Н.

Однонормальный раствор в литре содержит один грамм-эквивалент растворенного вещества, двухнормальный два грамм-эквивалента и т. д.

Между концентрацией растворов и их удельными весами существует определенная зависимость.

Количественная концентрация растворов

Количественно концентрацию растворов можно выражать различным образом. В химической практике наиболее употребительны три способа выражения концентраций в процентах растворенного вещества (процентная концентрация раствора), числом молей растворенного вещества и моляльным :

Способы выражения концентрации растворов

1. В процентах растворенного вещества по отношению ко всему количеству раствора. Например , 15%-ный раствор поваренной соли — это такой раствор, в 100 г которого содержится 15 г соли и 85 г воды.

2. Числом молей растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Растворы с выраженной таким способом концентрацией называются молярными.

Они обозначаются буквой М, впереди которой ставится коэффициент, показывающий «молярность» раствора, т. е. число молей, приходящихся на 1 л раствора. Например , раствор содержит в 1 л 2 моля растворенного вещества, 0,3М раствор содержит в 1 л 0,3 моля и т. д.

Моляльная концентрация раствора

Иногда концентрацию раствора выражают числом молей растворенного вещества, содержащихся в 1000 г растворителя. Такие растворы в отличие от молярных называются моляльными.

Моляльность, моляльная весовая концентрация — это количество растворённого вещества (число моль) в 1000 г растворителя.

Измеряется в молях на кг, также распространено выражение в «моляльности». Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/кг называют 0,5-мольным. Рассчитывается по формуле:

где nB — количество растворённого вещества, моль;

Сходство названий, молярная концентрация и моляльность — величины различные.

Уточнение, 1 л воды = 1 кг воды, и еще, 1 г/мл = 1 кг/л.

Пример получения определенной молярности

Чтобы приготовить раствор определенной молярности, например 0,5М раствор соды Na2CO3, поступают следующим образом.

Отвесив 0,5 моля соды, т. е. 53 г (молекулярный вес Na2CO3 равен 106), вносят ее в литровую мерную колбу, на шейке которой чертой отмечен объем, точно равный одному литру (рис.). Затем в колбу наливают столько воды, чтобы вся сода растворилась, после чего доливают колбу водой до метки.

Пользование молярными растворами удобно в том отношении, что при одинаковой молярности равные объемы растворов содержат одинаковое число молекул растворенного вещества.

Процентная концентрация растворов

Весовая процентная концентрация показывает, какой процент от общего веса раствора составляет растворенное вещество.

В лабораторной практике часто приходится иметь дело с кристаллогидратами — солями, содержащими кристаллизационную воду, например CuSО4 ·5H2O, FeSО4 · 7H2О и т. д.

В этом случае следует уметь учитывать кристаллизационную воду.

Процентная концентрация раствора формула:

ω = (mраств. в-ва ·100%)/m р-ра
где ω – процентная концентрация (%),

mраств. в-ва – масса растворенного вещества в (г),

mр-ра – масса раствора в (г).

Задачи на процентную концентрацию растворов
Процентная концентрация растворов вопросы ответы

21. Сколько кристаллогидрата Na2SO4 · 10H2O понадобится для приготовления 2 кг 34 раствора Na24?

22. Сколько кристаллогидрата железного купороса FeSO4·7H2O потребуется для приготовления 30 кг 0,5% раствора FeSO4?

23. Сколько кристаллогидрата CaCl2 · 6H2O потребуется для приготовления 500 г 10% раствора СаСl2?

24. Сколько кристаллогидрата ZnSO4· 7H2O потребуется для приготовления 400 г 0,1 % раствора ZuSО4? (См. Ответ)

Определенная процентная концентрация

Иногда приходится приготовлять растворы определенной процентной концентрации, пользуясь для этого другими, более концентрированными растворами.

Особенно часто с этим приходится сталкиваться в лаборатории при получении растворов кислот разной концентрации.

Определенная процентная концентрация задача
Вопросы ответы для определения процентной концентрации

25. Сколько потребуется 80% фосфорной кислоты для приготовления 2 кг 5% раствора?

26. Сколько потребуется 20% щелочи для приготовления 5 кг. 1 % раствора?

27. Сколько потребуется 15% азотной кислоты для приготовления 700 г 5% раствора?

28. Сколько потребуется 40% серной кислоты для приготовления 4 кг 2% раствора?

29. Сколько потребуется 10% соляной кислоты для приготовления 500 г 0,5% раствора? (См. Ответ)

Приготовление растворов кислот

Однако произвести правильный расчет — это для лаборанта еще не все. Нужно уметь не только рассчитать, но и приготовить раствор кислоты.

Но кислоты нельзя взвешивать на весах, их можно только отмерять при помощи мерной посуды. Мерная же посуда предназначена для измерений объема, а не веса.

Поэтому нужно суметь вычислить объем найденного количества раствора. Этого нельзя сделать, не зная удельного веса (плотности) раствора.

Обратимся снова к примеру 3, видно, что 80% серная кислота имеет плотность d = 1,7, а масса раствора Р =25 г. Следовательно, по формуле

Плотность воды практически считаем равной единице. Следовательно, 175 г воды займут объем 175 мл. Таким образом, чтобы приготовить 200 г 10% раствора из 80% серной кислоты, следует взять 175 мл воды и налить в нее 14,7 мл 80% серной кислоты.

Смешивание можно производить в любой химической посуде.

Вопросы ответы для определения растворов кислот

30. Сколько миллилитров 50% серной кислоты следует взять для приготовления 2 кг 10% раствора этой кислоты?

31. Сколько миллилитров 40% серной кислоты следует взять для приготовления 5 л 4% серной кислоты?

32. Сколько миллилитров 34% едкого кали потребуется для приготовления 10 л 10% раствора?

33. Сколько миллилитров 30% соляной кислоты потребуется для приготовления 500 мл 2% соляной кислоты? (См. Ответ)

Пример определения концентрации раствора

Примеры расчетов, которые мы разбирали до сих пор, были посвящены определению веса или объема раствора, а также количества вещества, содержащегося в нем.

Однако бывают случаи, когда нужно определить концентрацию раствора. Рассмотрим простейший случай.

Вопросы ответы для определения концентрации раствора

34 Смешано 25 г соли и 35 г воды. Какова процентная концентрация раствора?

35. Смешано 5 г кислоты и 75 г воды. Какова процентная концентрация раствора? (См. Ответ)

Пример определения разбавленных, выпаренных растворов

Довольно часто приходится разбавлять, упаривать и смешивать растворы, после чего определять их концентрацию.

Вопросы ответы для определения разбавленных, выпаренных растворов

36. К 2 кг 20% раствора прилили 500 г воды. Какой стала концентрация раствора?

37. К 5 а 36% соляной кислоты прилили 1 л воды. Какой стала концентрация раствора?

38. Смешали 40 кг 2% и 10 кг 3% растворов одного и того же вещества. Какой стала концентрация полученного раствора?

39. Смешали 4 л 28% серной кислоты и 500 мл 60% серной кислоты. Какова концентрация полученного раствора?

40. 3 кг 20% раствора едкого натра упарили до 2 кг. Какова концентрация полученного раствора?

41. Сколько воды нужно прибавить к 500 мл 30% раствора (плотность 1,224 г/см 3 ), чтобы получить 5% раствор? (См. Ответ)

Определение соотношение смешанных разных концентраций

Для определения, в каком соотношении следует смешать растворы разных концентраций, чтобы получить раствор искомой концентрации, можно применять так называемое «правило смешивания», или «диагональную
схему»

Вопросы ответы для определения в каком соотношении нужно смешивать вещества

42. Рассчитайте по диагональной схеме, в каком соотношении следует смешать растворы:

а) 20% и 3% для получения 10%;

б) 70% и 17% для получения 25%;

в) 25% и воду для получения 6% (См. Ответ)

Объемная концентрация растворов Молярная концентрация раствора

Молярная концентрация раствора (молярность, мольность) — это количество вещества (число молей) компонента в единице объёма смеси

Молярная концентрация раствора в системе СИ измеряется в моль/м³, однако на практике её гораздо чаще выражают в моль/л или ммоль/л. Также используют выражение «в молярности».

Возможно другое обозначение молярной концентрации, которое принято обозначать М. Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/л называют 0,5-молярным, записывают «0,5 M».

Расчет молярной концентрации

Расчет концентрации раствора по определению концентрации вещества производят применительно к 1 литру выбранному раствору. Молярная концентрация раствора показывает сколько грамм-молекул (молей) содержится в 1 литре растворенного вещества.

Измерение молярной концентрации удобна тем, что в равных объемах раствора содержится одинаковое количество молей при условии, что они одинаковой молярностью.

Для этого готовят раствор молярной концентрации в мерных колбах определенного объема. На шейке такой колбы имеется отметка, точно ограничивающая нужный объем, а надпись на колбе указывает, на какой объем рассчитана данная мерная колба.

Например, если в 1л раствора содержится 1 моль вещества, то такой раствор называется одномолярным (1 М), если 2 моля, то двумолярным (2 М), если 0,1 моля, тo раствор децимолярный (0,1 М), если 0,01 моля, то раствор сантимолярный (0,01 М) и т. д. Для приготовления растворов молярной концентрации необходимо знать формулу вещества.

Пример решения задачи

Молярная концентрация очень удобна тем, что в равных объемах растворов с одинаковой молярностью содержится одинаковое количество молекул, так как в грамм-молекуле любого вещества содержится одно и то же число молекул.

Готовят раствор молярной концентрации в мерных колбах определенного объема.

На шейке такой колбы имеется отметка, точно ограничивающая нужный объем, а надпись на колбе указывает, на какой объем рассчитана данная мерная колба.

Вопросы ответы для определения объемная концентрация растворов, молярная концентрация

43. Рассчитайте, какое количество вещества требуется для приготовления следующих растворов:

а) 5 л 0,1 М раствора серной кислоты;

б) 20 мл 2 М раствора соляной кислоты;

в) 500 мл 0,25 М раствора сульфата алюминия;

г) 250 мл 0,5 М раствора хлорида кальция. (См. Ответ)

Пример решения процентных растворов

Растворы кислот молярной концентрации нередко приходится готовить из процентных растворов.

Вопросы ответы для определения процентных растворов

44. Сколько потребуется 50% азотной кислоты для приготовления 500 мл 0,5 М раствора.

45. Какой объем 98% серной кислоты необходим для приготовления 10 л 3 М раствора?

46. Вычислите молярность следующих растворов:

а) 20% серной кислоты;

б) 4% едкого натра;

в) 10% азотной кислоты;

Нормальная концентрация растворов (эквивалент)

Нормальная концентрация растворов выражается количеством грамм-эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора.

Для того чтобы произвести расчет для приготовления раствора нормальной концентрации, нужно знать, что такое эквивалент. Слово «эквивалентный» означает «равноценный».

Эквивалентом называется весовое количество элемента, которое может соединяться с 1 весовой частью водорода или замещать ее в соединениях.

Если в молекуле воды Н2О содержится два атома водорода, весящих в сумме 2 у. е., и один атом кислорода, весящий 16 у. е., то на 1 у. е. водорода приходится 8 у. е. кислорода, что и будет эквивалентом кислорода.

Если мы возьмем какой-нибудь окисел, например закись железа FeO, то в нем водорода нет, но зато есть кислород, а мы нашли из предыдущего расчета, что 8 у. е. кислорода эквивалентны 1 у. е. водорода.

Следовательно, достаточно найти количество железа, способное соединиться с 8 у. е. кислорода, и это также будет его эквивалентом.

Атомный вес железа 56. В окисле 56 у. е. Fe приходится на 16 у. е. кислорода, а на 8 у. е. кислорода железа придется вдвое меньше.

Можно найти эквивалент и для сложных веществ, например для серной кислоты H24.

В серной кислоте на 1 у. е. водорода приходится половина молекулы кислоты (включая, конечно, и водород), так как кислота двухосновная, т. е. эквивалент серной кислоты равен ее молекулярному весу (98 у. е.), деленному на 2, т. е. 49 у. е.

Эквивалент для оснований

Эквивалент для основания можно найти, разделив его молекулярный вес на валентность металла.

Например , эквивалент NaOH равен молекулярному весу (40 у. е.), деленному на 1, т. е. на валентность натрия. Эквивалент NaOH равен 40 у. е.

Эквивалент гидроокиси кальция Са(ОН)2 равен молекулярному весу (74 у. е.), деленному на валентность кальция, а именно на 2, т. е. 37 у, е.

Для того чтобы найти эквивалент для какой-нибудь соли, нужно молекулярный вес ее разделить на валентность металла и количество его атомов.

Так, молекулярный вес сульфата алюминия Al2(SO4)3 равен 342 у. е. Эквивалент его равен: 342 : (3 · 2) = 57 у.е. где 3 — валентность алюминия, а 2 — количество атомов алюминия.

■ 47. Рассчитайте эквиваленты следующих соединений; а) фосфорной кислоты; б) гидроокиси бария; в) сульфата натрия;г) нитрата алюминия. (См. Ответ)

Грамм-эквивалентом называется количество граммов вещества, численно равное эквиваленту.

Если в 1 л раствора содержится 1 грамм-эквивалент (г-экв) растворенного вещества, то раствор является одно-нормальным (1 н.), если 0,1 грамм-эквивалента, то деци-нормальным (0,1 н.), если 0,01 грамм-эквивалента, то сантинормальным (0,01 н.) и т. д.

Для расчета нормальной концентрации растворов также необходимо знать формулу вещества.

Пример решения эквивалент растворенного вещества

Растворы нормальной концентрации, как и молярные, готовят в мерных колбах.
■ 48. Сколько серной кислоты необходимо для приготовления 2 л 0,1 н. раствора?

49. Сколько нужно взять нитрата алюминия, чтобы приготовить 200 мл 0,5 н. раствора? (См. Ответ)

Что такое нормальные растворы

Числом грамм эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Такие растворы носят общее название нормальных растворов.

Раствор, содержащий в литре один грамм-эквива лент растворенного вещества, называется одно-нормальным или, просто, нормальным раствором и обозначается буквой «н». Если раствор содержит 0,5 грамм-эквивалента в 1 л, то он называется полунормальным (0,5 н.), если содержит 0,1 грамм-эквивалента,— децинормальным (0,1 н.) и т. д.

Для того чтобы записать такие растворы пользуются формулой:

nB — количество вещества компонента, моль;

V — общий объём смеси, литров;

z — число эквивалентности.

При приготовлении нормальных растворов сложных веществ — кислот, оснований и солей — следует иметь в виду, что эквивалент кислоты равен не молекулярному весу, деленному на основность, т. е. на число атомов водорода в молекуле кислоты, способных замещаться металлами.

Эквивалент основания равен его молекулярному весу, деленному на валентность соответствующего металла.

Что же касается солей, то для нахождения их эквивалентов молекулярный вес соли делят на число атомов металла в ее молекуле и на валентность этого металла.

Применение нормальных растворов

Нормальные растворы широко применяются в химии при проведении реакций между растворенными веществами.

Пользуясь нормальными растворами, легко заранее рассчитать, в каких объемных отношениях они должны быть смешаны, чтобы растворенные вещества прореагировали без остатка.

Так как весовые количества реагирующих веществ пропорциональны их эквивалентам, то для реакции всегда нужно брать такие объемы растворов, которые содержали бы одинаковое число грамм-эквивалентов растворенных веществ.

При одинаковой нормальности растворов эти объемы, очевидно, будут равны между собой, при различной — обратно пропорциональны нормальностям.

Если объемы затрачиваемых на реакцию растворов обозначить через υ1 и υ2, а их нормальности, т. е. концентрации, выраженные в грамм-эквивалентах на литр, соответственно через С1 и С2, то зависимость между этими величинами выразится пропорцией:

На оснований этой зависимости можно не только вычислять требуемые для проведения реакций объемы растворов, но и обратно, по объемам затраченных на реакцию растворов находить их концентрации, а следовательно, и весовые количества прореагировавших веществ.

Пример определения нормальных растворов

Эквивалент HNO3 (мол. вес 63) равен 63: 1 = 63

> Са(ОН)2 (мол. вес 74) > . 74:2 = 37

Примеры получения раствора

Пример 1. Сколько миллилитров 0,3 н. раствора NaCl надо прибавить к 150 мл 0,16 н. раствора AgNO3, чтобы осадить все находящееся в растворе серебро в виде AgCl?

х = (0,16 х 150): 0,3 = 80 мл

Пример 2. Для нейтрализации 40 мл раствора серной кислоты потребовалось прибавить к ним 24 мл 0,2 н. раствора щелочи. Определить, сколько граммов H2SO4 содержалось во взятом объеме раствора.

Обозначив неизвестную нормальность раствора серной кислоты через х, составляем пропорцию:

х = (24 х 0,2) : 40 = 0,12

Так как грамм-эквивалент серной кислоты (мол. вес 98) равняется

то, очевидно, в литре 0,12 н. раствора содержится 49×0,12 = 5,88 г

H2SO4. Количество серной кислоты, содержащееся в 40 мл раствора, находим из пропорции:

1000 : 40 = 5,88

x = (40×5,88):1000 =0,2352 г

Растворы нормальной концентрации

Нередко приходится готовить растворы нормальной концентрации из концентрированных растворов процентной концентрации. Это делается так же, как и при приготовлении растворов молярной концентрации, но рассчитывается не грамм-молекулярный, а грамм-эквивалентный вес .

Сколько нужно взять 60% азотной кислот, чтобы приготовить 200 мл 3 н. раствора? 61. Какой объем 20% серной кислоты необходим для приготовления 20 л 0,1 н. раствора?

Нормальная концентрация очень удобна, так как если растворы имеют одинаковую нормальность, то в равных объемах этих растворов содержатся эквивалентные количества растворенных веществ.

Поэтому вещества, содержащиеся в равных объемах таких растворов, реагируют нацело (если, разумеется, вообще могут между собой реагировать).

Например , если взять 1,5 л 0,1 н. раствора едкого натра и 0,1 н. раствор соляной кислоты, то для реакции с едким натром потребуется также 1,5 л раствора соляной кислоты.

Чем выше концентрация раствора, тем меньший его объем требуется для реакции, т. е. между объемами растворов реагирующих веществ и их концентрациями существует обратная зависимость, которую можно выразить формулой:

формула растворимости

где V — объем, а С — концентрация раствора.

Исходя из этой формулы, можно определить любую из четырех величин, если известны три остальные.

Вопросы ответы для определения

52. На нейтрализацию 10 мл 0,2 н. раствора кислоты пошло 8 мл раствора едкого кали. Какова нормальность раствора едкого кали?

53. Какой объем 0,1 н. раствора едкого натра будет затрачен на реакцию с 25 мл 0,5 н. раствора хлорида железа (III)?

54. Сколько граммов серной кислоты содержится в 300 мл раствора, если на нейтрализацию 5 мл его израсходовано 8 мл 1 н. раствора едкого натра? (См. Ответ)

Процентное содержание вещества

Подобные расчеты широко применяются в количественном анализе.
Нередко лаборанту нужно знать процентное содержание вещества в растворе той или иной объемной концентрации.

В этом случае необходимо научиться производить перерасчет раствора объемной концентрации на весовую и наоборот.

Пример решения содержание вещества

Вопросы для определения содержания вещества

56. Рассчитайте нормальность следующих растворов:

а) 28% раствора едкого кали;

б) 8% раствора едкого натра;

в) 18% раствора соляной кислоты.

56. Смешано 500 мл 20%, 20 мл 0,2 н. и 300 мл 0,5 М растворов серной кислоты. Рассчитайте нормальность и молярность образовавшегося раствора.

57. Какова молярность 40% раствора едкого натра?

58. Какова нормальность 6% раствора едкого кали?

59. Какова нормальность соляной кислоты, если на нейтрализацию 20 мл ее израсходовано 40 мл 0,2 н. раствора гидроокиси кальция?

60. В каких соотношениях надо смешать 20% и 5% растворы одного и того же вещества, чтобы получился 12% раствор?

61. Какой объем 80% раствора серной Кислоты нужно взять, чтобы приготовить 2 л 2н. раствора этой кислоты? (См. Ответ)

Какой раствор называется насыщенным

Для получения насыщенного раствора к растворителю прибавляют растворяемое вещество в таком количестве, чтобы часть его осталась не растворенной. Насыщенными растворами приходится пользоваться сравнительно редко.

В большинстве случаев употребляют растворы ненасыщенные, т. е. с меньшей концентрацией растворенного вещества, чем в насыщенном растворе.

Не следует смешивать понятия «концентрированный» и «насыщенный». Концентрированный раствор отнюдь не обязательно должен быть насыщен.

Пример получения насыщенного раствора

Например , раствор, содержащий 20 г KNО3 на 100 г воды, является довольно концентрированным раствором, но если температура его 20°, то он еще далеко не насыщенный.

Для получения насыщенного раствора при этой температуре нужно было бы взять 31,5 г селитры на 100 г воды.

Насыщенный раствор может быть очень разбавленным, если данное вещество плохо растворимо.

В качестве примера можно указать на насыщенный раствор гипса, который при 20° содержит только 0,21 г гипса в 100 г раствора.

Измерение объемов растворов

На измерении объемов растворов, затрачиваемых на реакцию, основан метод количественного определения веществ, получивший название объемного анализа.

Точное измерение объемов растворов производится при помощи бюреток, представляющих собой стеклянные трубки, нижний конец которых сужен и снабжен краном для выпускания жидкости или стеклянным наконечником, присоединенным к бюретке посредством резиновой трубочки с зажимом.

На трубках нанесены деления, отмечающие обычно десятые доли миллилитра. Если требуется сразу отмерить определенный объем жидкости, то пользуются пипетками.

Для объемных определений необходимо, чтобы конец взаимодействия между растворенными веществами обнаруживался каким-либо достаточно резким внешним признаком, например изменением окраски раствора.

С этой целью к исследуемому раствору обычно прибавляют небольшое количество так называемого индикатора — вещества, которое, не влияя на направление процесса, резко изменяет свою окраску в тот момент, когда избыток находящегося в растворе одного вещества заменяется ничтожным избытком другого.

Так, например , при реакции между кислотой и щелочью индикатором может служить раствор лакмуса, изменяющий свою окраску при переходе от кислой среды к щелочной и обратно.

Определение концентрации раствора

Определение концентрации раствора выполняется следующим образом. В небольшой стаканчик при помощи пипетки отмеривают определенный объем исследуемого раствора и прибавляют к нему несколько капель раствора индикатора.

Подставив стаканчик под бюретку, понемногу выпускают из нее в стаканчик второй раствор, концентрация которого точно известна.

Прибавление раствора из бюретки производят до момента изменения окраски индикатора. Затем по делениям на бюретке устанавливают объем выпущенного раствора.

Концентрацию исследуемого раствора рассчитывают на основании соотношения между объемами затраченных на реакцию растворов.

При объемном анализе концентрацию растворов часто выражают числом граммов растворенного вещества, содержащихся в 1 мл раствора. Выраженная таким образом концентрация называется титром раствора. Отсюда и самый метод определения концентрации, описанный выше, называется титрованием.

Как приготовить рабочий раствор дезинфицирующего средства

Рабочие растворы дезинфицирующих средств в мензурках и колбах

Самый частый вопрос, который покупатели задают в чат поддержки нашего интернет-магазина — как правильно приготовить рабочий раствор дезинфицирующего средства. С этим вопросом обычно обращаются рядовые потребители, поэтому будет уместным собрать всю информацию по данному вопросу в один обзор.

Для начала хотелось бы обратить Ваше внимание на следующее: Всегда строго следуйте инструкции к дезинфицирующему средству!

В инструкции указываются те требования к приготовлению рабочих растворов дезинфицирующих средств, которые производитель посчитал важными для конкретного дезсредства.

Производители дезсредств придерживаются некоторых общих правил, которые справедливы для приготовления рабочих растворов практических всех дезинфицирующих средств. Например:

  • Посуда для должна быть химически нейтральна, чистой, без следов ржавчины. Обычно это эмалированная посуда (без повреждения эмали), стеклянные или пластмассовые ёмкости
  • Для приготовления обычно используют чистую холодную питьевую воду. Если производитель требует дистиллированную воду, то это будет обязательно указано в инструкции к раствору для дезинфекций.
  • Некоторые препараты, могут быть использованы не только в виде водного раствора, но в виде водно-спиртового. Для приготовления таких дезсредств используют не 2 компонента, а 3.
  • К работе не допускаются лица моложе 18 лет и не страдающие аллергическими заболеваниями и повышенной чувствительностью к химическим веществам.
  • При работе со средством кожу рук необходимо защищать резиновыми перчатками.
  • Мерная посуда должна быть чистой, сухой и химически нейтральной. Весьма желательно пользоваться раздельной посудой для каждого компонента рабочего раствора.
  • При всех работах следует избегать попадания средства в глаза и на кожу.

Дезинфицирующие средства и их растворы в химической посуде

Ключевое понятие для приготовления рабочего раствора дезинфицирующего средства — концентрация, которая подразумевает долю дезсредства в общем объеме рабочего раствора. Обратите внимание, что обычно концентрация дезсредства для разных режимов обработки и разных обрабатываемых поверхностей отличаются, порой — существенно. Концентрация — понятие относительное и поэтому справедливо для любого дезинфицирующего средства, то есть 1%-ный рабочий раствор препарата Альфадез, Миродез или любого иного означает, что в составе присутствует 1/100 часть дезинфицирующего средства и 99/100 частей воды.

Ниже приведена универсальная таблица для приготовления рабочих растворов для дезинфекции в диапазоне 0,1% — 4%. Иные концентрации можно высчитать из данных таблица по правилам обычной пропорции.

Концентрация рабочих растворов дезинфицирующих средств

Концентрация рабочего раствора (%) по препарату

Количество концентрата средства и воды (мл), необходимые для приготовления:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.