Справочный (теоретический) материал, необходимый для понимания задания и. Растворы относятся к дисперсным системам

выполнения работы

Растворы относятся к дисперсным системам. Системы, полученные в результате распределения одного вещества в виде мелких частиц в другом, называются дисперсными. Вещество, которое распределяется, называется дисперсной фазой, а вещество, в котором распределяется дисперсная фаза, называется дисперсионной средой или растворителем.

Дисперсные системы делятся на три группы: грубодисперсные (взвеси), коллоидные и истинные растворы. Истинными растворами называются гомогенные (однородные) системы, состоящие из двух и более компонентов и продуктов их взаимодействия.

Содержание растворенного вещества в растворе может быть выражено либо безразмерными единицами – долями или процентами, либо величинами размерными – концентрациями.

Ниже приведены наиболее часто употребляемые в химии способы выражения содержания растворенного вещества в растворе.

Массовая доля (w) – это процентное отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора; выражается в процентах:

ω = (m_В-ВА / m_Р-РА) · 100 [%], отсюда m_В-ВА = ω · m_Р-РА / 100 [г].

Мольная доля - это отношение количества растворенного вещества к сумме количества всех веществ, находящихся в растворе.

N₁ = n₁ / (n₁ + n₂); N₂ = n₂ / (n₁ + n₂), а n_В-ВА = m_В-ВА / М_В-ВА [моль]

где n₁ – количество растворителя, моль;

n₂ – количество растворенного вещества, моль.

Молярная концентрация или молярность (С_М или М) – это отношение количества растворенного вещества к объёму раствора; выражается в моль/л:

С_М = n_В-ВА / V_Р-РА; С_М = m_В-ВА / М_В-ВА · V_Р-РА;

где V– объём раствора, л; V = m_Р-РА / ρ;

ρ – плотность раствора, г/мл.

Моляльная концентрация или моляльность (С_m или m) – это отношение количества растворенного вещества к массе растворителя; выражается в моль/кг:

С_m= n _В-ВА /m_Р-ЛЯ; С_m= m_В-ВА · 1000 / М_В-ВА · m_Р-ЛЯ (Н₂О).

Молярная концентрация эквивалентов или нормальность (С_Н или N) – это отношение числа эквивалентов растворенного вещества к объёму раствора; выражается в моль · экв /л или н.:

С_Н = n_ЭВ-ВА / V_Р-РА [моль · экв /л];С_Н = m_В-ВА / Мэкв._В-ВА · V[н].

Титр ( массовая концентрация ) – масса в граммах растворенного вещества содержащегося в 1 мл раствора; выражается в г /мл:

Т = m_В-ВА / V_Р-РА; Т = С_Н · Мэкв. / 1000 [г/мл]; Т = С_М · М / 1000 [г/мл].

Для приготовления растворов определенной концентрации, для точного измерения объемов применяют мерную посуду: мерные колбы, пипетки и бюретки.

Мерные колбы – тонкостенные плоскодонные сосуды с длинным узким горлом, на котором нанесена круговая (кольцевая) метка. На каждой колбе имеется клеймо, на котором указана емкость и температура, при которой колба откалибрована. Колба должна плотно закрываться пробкой (рис.1).

Пипетки используют для отбора определенного объема раствора.

Пипетки Мора представляют собой стеклянные трубки с расширением посередине. Нижний конец оттянут в капилляр, а на верхний нанесена кольцевая метка, по которой устанавливают точный объем. На пипетке указан номинальный объём и

температура, при которой проводили калибровку мерной пипетки (нанесение кольцевой метки). Широко применяют также градуированные пипетки различной вместимости, на наружной стенке которых нанесены деления (градуировка). Для заполнения пипетки нижний конец ее опускают в жидкость и втягивают последнюю при помощи груши или специального приспособления. Жидкость набирают так, чтобы она поднялась на 1-2 см выше метки, затем быстро закрывают верхнее отверстие, указательным пальцем правой руки, придерживая в то же время пипетку большим и средним пальцами. Затем ослабляют нажим указательного пальца, в результате чего жидкость будет медленно вытекать из пипетки. В тот момент, когда нижний край мениска (уровень) жидкости окажется на одном уровне с меткой, палец снова прижимают. Введя пипетку в сосуд, убирают указательный палец и дают жидкости стечь по стенке сосуда. После того, как жидкость вытечет полностью, пипетку еще 5 сек, прислонив капилляр к стенке сосуда, слегка поворачивают вокруг оси. Нельзя выдувать раствор из пипетки, так как при этом нарушается точность измерения объема.

 

 

 

Рис. 1. Мерная посуда.

а - мерная колба; б – пипетки; в – бюретка.

Бюретки применяют для измерения точных объемов при титровании и т.д.

Объемные бюретки – это стеклянные трубки с несколько оттянутым нижним концом или снабженным краном. На наружной стенке по всей длине бюретки нанесена градуировка, цена большого деления равна 1 мл или 1см³, а цена самого маленького деления - 0,1мл. К оттянутому концу бескрановой пипетки с помощью резиновой трубки, в которую закладывают стеклянную бусинку, присоединяют пипетку. Бюретку заполняют жидкостью через воронку. Затем открывают кран или зажим, чтобы заполнить раствором пипетку. При этом уровень жидкости в бюретке устанавливают несколько выше нулевого деления шкалы бюретки, и осторожно приоткрывая зажим, устанавливают уровень жидкости (нижний край мениска) на нулевое деление. Каждое титрование следует начинать только после установления уровня раствора в бюретке на нулевое деление (на нуле).

Для менее точного измерения объемов жидкости используют цилиндры и мензурки (рис.2).

 

Рис. 2. Мерные цилиндры и мензурка.

 

 

 

Рис. 3. Ареометр и отсчет по его шкале

 

Таблица 1

Плотность и процентное содержание растворов хлорида натрия

Концентрация, %	Плотность · 10-3, кг/м3, при температуре	Концентрация, %	Плотность ·10-3, кг/м3, при температуре
100С	200С	100С	200С
	1,0071	1,0053		1,1049	1,1008
	1,0144	1,0125		1,1127	1,1065
	1,0218	1,0196		1,1206	1,1162
	1,0292	1,0268		1,1285	1,1241
	1,0366	1,0340		1,1364	1,1319
	1,0441	1,0413		1,1445	1,1398
	1,0516	1,0486		1,1525	1,1478
	1,0591	1,0559		1,1607	1,1559
	1,0666	1,0633		1,1689	1,1639
	1,0742	1,0707		1,1772	1,1722
	1,0819	1,0782		1,1856	1,1804
	1,0895	1,0857		1,1940	1,1888
	1,0972	1,0933		1,2025	1,1972

Вопросы к защите работы

1. Дайте определение концентраций?

2. Как определить, что раствор приготовлен правильно?

Ø Учебная литература: /1/, с.216-217; /2/, с.40-42; /3/, с. 85-86.