Proračuni u pripremi vodenih otopina. Priprema titriranih rastvora

Alkalni rastvori. Kaustične alkalije i njihove otopine aktivno apsorbiraju vlagu i ugljični dioksid iz zraka, pa je od njih teško pripremiti precizne titarske otopine. Takva rješenja je najbolje napraviti od fiksanala. Da biste to učinili, uzmite epruvetu s fiksanalom potrebne normalnosti i volumetrijsku tikvicu od 1 litra. U tikvicu se ubacuje stakleni lijevak sa umetnutim staklenim udarcem čiji je oštar kraj okrenut prema gore.

Kada je udarač pravilno postavljen u lijevak, fiksanalna ampula se ostavlja da slobodno pada tako da se tanko dno ampule lomi kada udari u oštar kraj udarača. Nakon toga se probuši bočno udubljenje ampule i pusti sadržaj da iscuri. Zatim se, bez promjene položaja ampule, temeljito ispere dobro prokuhanom destilovanom vodom, ohladi na temperaturu od 35-40 ° C i uzima u tolikoj količini da nakon hlađenja otopine na 20 ° C, samo nekoliko na oznaku treba dodati kapi. Titrirani alkalni rastvor treba čuvati u uslovima koji isključuju mogućnost njegovog kontakta sa vazduhom.

Ako nema fiksanala, pripremaju se titrirani rastvori od preparata kaustične sode (ili kaustične potaše). Molekularna težina NaOH je 40,01. Ovaj broj je ujedno i njegov gramski ekvivalent.

Za pripremu 1 l 1 i. otopine NaOH, potrebno je uzeti 40 g kemijski čiste kaustične sode i pripremiti 1 l 0,1 n. rastvor - deset puta manje, odnosno 4 g.

Radi lakšeg izračunavanja potrebne količine polaznih materijala za pripremu 1 litre titriranih rastvora alkalija različite normalnosti, preporučujemo korišćenje podataka datih u tabeli 31.

Tabela 31

Za pripremu 1 litre 0,1 N. rastvor natrijum hidroksida, odmeriti nešto više od 4 g (4,3-4,5 g) leka i rastvoriti u maloj količini destilovane vode (oko 7 ml).

Nakon taloženja, otopina se pažljivo (bez sedimenta) sipa u litarsku odmjernu tikvicu i dovede do oznake s destilovanom svježe prokuhanom vodom.

Pripremljeni rastvor se dobro promeša i stavi u bocu zaštićenu od ugljen-dioksida. Nakon toga se utvrđuje titar, odnosno tačna koncentracija otopine.

Titar se može podesiti prema oksalnoj ili jantarnoj kiselini. Oksalna kiselina (C g H 2 0 4 -2H 2 0) je dvobazna, te će stoga njen gramski ekvivalent biti jednak polovini molekularnog. Ako je molekularna težina oksalne kiseline 126,05 g, onda će njen gramski ekvivalent biti 126,05: 2 = 63,025 g.

Dostupnu oksalnu kiselinu treba rekristalizirati jednom ili dvaput i tek onda koristiti za postavljanje titra.

Rekristalizacija se provodi na sljedeći način: uzima se proizvoljna količina tvari namijenjene za prekristalizaciju, otopi se zagrijavanjem, pokušavajući dobiti što veću koncentraciju otopine ili zasićeni rastvor. Ako je potrebno, ova otopina se filtrira kroz vrući lijevak za filtraciju. Filtrat se sakuplja u Erlenmajerovu tikvicu, porculansku čašu ili čašu.

Ovisno o prirodi kristalizacije tvari, otopina zasićena u vrućem stanju se hladi. Da bi se rastvor brzo ohladio tokom rekristalizacije, u njega se stavlja kristalizator hladnom vodom, snijeg ili led. Uz sporo hlađenje, otopina se ostavi da odstoji na temperaturi okoline.

Ako su vrlo mali kristali ispali, ponovo se rastvaraju zagrijavanjem; posuda u kojoj je vršeno otapanje odmah se umota u nekoliko slojeva peškirom, prekrije satnim staklom i ostavi da stoji potpuno mirno 12-15 sati.

Zatim se kristali odvajaju od matične tekućine filtriranjem pod vakuumom (Buchnerov lijevak), pažljivo cede, operu i osuše.

Priprema 0,1 n. otopina NaOH, potrebno je imati otopinu oksalne kiseline iste normalnosti, za to je potrebno uzeti 63,025: 10 = 6,3025 g na 1 litru otopine. Ali za postavljanje titra takve količine oksalne kiseline rešenje, ima mnogo; dovoljno za pripremu 100 ml. Da bi se to postiglo, oko 0,63 g rekristalizovane oksalne kiseline izmeri se na analitičkoj vagi na četvrtu decimalu, na primer, 0,6223 g. U odmernoj tikvici (na 100 ml) rastvori se uzorak oksalne kiseline. Poznavajući masu uzete supstance i zapreminu rastvora, lako je izračunati njenu tačnu koncentraciju, koja u ovaj slučaj nije jednako 0,1 n., ali nešto manje.

Od pripremljenog rastvora uzmite pipetom 20 ml, dodajte nekoliko kapi fenolftaleina i titrirajte pripremljenom alkalnom otopinom dok se ne pojavi blijeda ružičasta boja.

Neka se za titraciju iskoristi 22,05 ml alkalije. Kako odrediti njegov titar i normalnost?

Oksalna kiselina je uzeta 0,6223 g umjesto teoretski izračunate količine od 0,6303 g. Dakle, njena normalnost neće biti tačno 0,1

Za izračunavanje normalnosti alkalije koristimo relaciju VN=ViNt, tj. proizvod volumena i normalnosti poznato rešenje jednak je proizvodu zapremine i normalnosti za nepoznato rješenje. Dobijamo: 20-0,09873 \u003d 22,05-a:, odakle

Da bi se izračunao titar ili sadržaj NaOH u 1 ml otopine, normalnost treba pomnožiti sa gramskim ekvivalentom alkalije i rezultirajući proizvod podijeliti sa 1000. Tada će alkalni titar biti

Ali ovaj titar ne odgovara 0,1 n. rastvor NaOH. Da biste to učinili, koristite koeficijent da, tj. odnos praktičnog i teoretskog titra. U ovom slučaju, to će biti jednako

Kada se koristi za postavljanje naslova jantarna kiselina njen rastvor se priprema istim redosledom kao i oksalna kiselina, na osnovu sledećeg proračuna: molekulska težina jantarne kiseline (C 4 H 6 0 4) je 118,05 g, ali pošto je dvobazna, njen gramski ekvivalent je 59,02 g.

Za pripremu 1 litre decinormalne otopine jantarne kiseline potrebno je uzeti u količini od 59,02: 10 = = 5,902, a za 100 ml otopine - 0,59 g.

Podešavanje titra 0,1 N Rastvor NaOH po težinskoj metodi. Da biste postavili titar na 0,1 N. otopinom NaOH, uzimamo uzorak jantarne kiseline sa tačnošću od 0,0001 g (na primjer, 0,1827 g). Uzorak rastvorimo u destilovanoj vodi (oko 100 ml), zatim dodamo 3-5 kapi fenolftaleina i titriramo sa alkalijom (NaOH). Pretpostavimo da se za titraciju koristi 28 ml NaOH. Izračunavamo titar NaOH i ispravljamo ga na sljedeći način: budući da gram ekvivalent NaOH, jednak 40,01 g, odgovara gram ekvivalentu jantarne kiseline, jednakom 59,02 g, onda, čineći proporciju, saznajemo koliko NaOH sadržan je u izvaganoj količini jantarne kiseline: 40,01-59,02

Izračunavamo titar NaOH, odnosno sadržaj NaOH u 1 ml rastvora. Jednako je: 0,1238: 28=0,00442. Korekcija titra NaOH jednaka je omjeru praktičnog titra prema teoretskom

Provjera normalnosti alkalne otopine titriranim rastvorom kiseline. 20-25 ml titrirane otopine kiseline (HC1 ili H 2 S0 4) odmjeri se biretom u tri konične tikvice i titrira otopinom NaOH dok se ne promijeni boja metil narandže.

Pretpostavimo da je za titraciju tri uzorka od 20 ml 0,1015 N. Rastvor HC1 potrošio je u prosjeku 19,50 ml otopine NaOH. Alkalna normalnost će biti

kiseli rastvori. U većini slučajeva, laboratorij se mora baviti sumpornom, hlorovodoničnom i azotnom kiselinom. U obliku su koncentrisanih otopina čiji je postotak prepoznatljiv po gustini.

U analitičkom radu koristimo hemijski čiste kiseline. Za pripremu otopine jedne ili druge kiseline, količina koncentriranih kiselina se obično uzima po volumenu, izračunatoj iz gustine.

Na primjer, trebate pripremiti 0,1 n. H 2 S0 4 rastvor. To znači da 1 litar rastvora treba da sadrži

Koliko je zapremine potrebno da uzmete H 2 S0 4 gustine 1,84, tako da, razrjeđujući ga na 1 litru, dobijete 0,1 n. rješenje?

Kiselina gustine 1,84 sadrži 95,6% H 2 S0 4 . Stoga se za 1 litru otopine mora uzeti u gramima:

Izražavajući masu u jedinicama zapremine, dobijamo

Nakon što izmjerite tačno 2,8 ml kiseline iz birete, razrijedite je na 1 litru u volumetrijskoj tikvici, a zatim, titrirajući alkalijom, provjerite normalnost.

Na primjer, tokom titracije ustanovljeno je da 1 ml 0,1 N. rastvor H 2 S0 4 ne sadrži 0,0049 g H 2 S0 4, već 0,0051 g. Da bismo izračunali količinu vode koju treba dodati u 1 litar kiseline, činimo proporciju:

Stoga se ovoj otopini mora dodati 41 ml vode. Ali s obzirom da je uzeto 20 ml iz početnog rastvora za titraciju, što je 0,02, onda treba uzeti manje vode, odnosno 41-(41-0,02) = 41-0,8 = 40,2 ml. Ovo je količina vode i dodati iz birete u tikvicu sa rastvorom.

Navedeni rad je prilično mukotrpan kada se izvodi, pa je moguće pripremiti približno tačna rješenja uvođenjem faktora korekcije koji se primjenjuje u radu za svaku titraciju. U ovom slučaju, potrošen broj mililitara otopine množi se s faktorom korekcije.

Korekcioni faktor se izračunava po formuli

gdje V - zapreminu ispitnog rastvora uzetog za titraciju;

k t- korekcijski faktor alkalnog rastvora poznate normalnosti, prema kojem se postavlja titar novopripremljenog kiselog rastvora;

Y x je zapremina alkalne otopine poznate normalnosti koja se koristi za titraciju ispitivane kiseline.

Tabela 32

Da bismo olakšali proces pripreme titriranih rastvora kiselina, nudimo tabelu količine polaznih supstanci za pripremu 1 litra rastvora različite normalnosti (tabela 32).

Mora se imati na umu da pri otapanju kiselina kiselinu treba dodati u vodu, a ne obrnuto.

Jednostavna hemijska rješenja mogu se lako pripremiti na razne načine kod kuće ili na poslu. Bilo da pravite otopinu od praškastog materijala ili razrjeđujete tekućinu, tačna količina svake komponente može se lako odrediti. Prilikom pripreme hemijskih rastvora, ne zaboravite da koristite ličnu zaštitnu opremu kako biste izbegli povrede.

Koraci

Izračunavanje postotaka korištenjem formule težina/volumen

Odredite procenat mase/volumena rastvora. Procenti pokazuju koliko dijelova tvari ima u sto dijelova otopine. Kako se primjenjuje na hemijskih rastvora to znači da ako je koncentracija 1 posto, tada 100 mililitara otopine sadrži 1 gram tvari, odnosno 1 ml / 100 ml.

• Na primjer, po težini: 10% masena otopina sadrži 10 grama tvari otopljene u 100 mililitara otopine.
• Na primjer, zapreminski: 23% zapreminski rastvor sadrži 23 mililitara tečnog jedinjenja na svakih 100 mililitara rastvora.

1. Odredite količinu otopine koju želite pripremiti. Da biste saznali potrebnu masu tvari, prvo morate odrediti konačni volumen otopine koja vam je potrebna. Ovaj volumen zavisi od toga koliko vam je rastvora potrebno, koliko često ćete ga koristiti i od stabilnosti gotovog rastvora.

   • Ako je potrebno svaki put koristiti svježi rastvor, pripremite samo količinu potrebnu za jednu upotrebu.
   • Ako otopina zadrži svojstva dugo vremena, možete je pripremiti velika količina da biste ga kasnije koristili.

2. Izračunajte broj grama tvari potrebnog za pripremu otopine. Da biste izračunali potreban broj grama, koristite sljedeću formulu: broj grama = (potrebni postotak) (potrebna zapremina/100 ml). U ovom slučaju, potrebni procenti su izraženi u gramima, a potrebna zapremina izražena je u mililitrima.

   • Primjer: potrebno je pripremiti 5% rastvor NaCl zapremine 500 mililitara.
   • broj grama = (5g)(500ml/100ml) = 25 grama.
   • Ako se NaCl daje kao otopina, jednostavno uzmite 25 mililitara NaCl umjesto grama praha i oduzmite taj volumen od konačnog volumena: 25 mililitara NaCl na 475 mililitara vode.

3. Izmerite supstancu. Nakon što izračunate potrebnu masu tvari, trebali biste izmjeriti ovu količinu. Uzmite kalibriranu vagu, postavite posudu na nju i postavite je na nulu. Vagati potreban iznos supstance u gramima i sipajte.

   • Prije nego što nastavite s pripremom otopine, obavezno očistite posudu za vagu od ostataka praha.
   • U gornjem primjeru mora se izvagati 25 grama NaCl.

4. Otopite tvar u potrebnoj količini tekućine. Osim ako nije drugačije navedeno, voda se koristi kao rastvarač. Uzmite mjernu čašu i izmjerite potrebnu količinu tekućine. Nakon toga, rastvorite praškasti materijal u tečnosti.

   • Potpišite posudu u kojoj ćete pohraniti otopinu. Jasno naznačite na njemu supstancu i njenu koncentraciju.
   • Primjer: Rastvorite 25 grama NaCl u 500 mililitara vode da dobijete 5% otopinu.
   • Zapamtite da ako razrjeđujete tečnu tvar, da biste dobili potrebnu količinu vode, morate oduzeti volumen dodane tvari od konačnog volumena otopine: 500 ml - 25 ml \u003d 475 ml vode.

   Priprema molekularne otopine

   1. Odredite molekularnu težinu supstance koja se koristi formulom. Formula molekulska težina (ili jednostavno molekulska težina) jedinjenja je napisana u gramima po molu (g/mol) na strani boce. Ako ne možete pronaći molekularnu težinu na boci, potražite je na internetu.

      • Molekularna težina supstance je masa (u gramima) jednog mola te supstance.
      • Primjer: Molekularna težina natrijum hlorida (NaCl) je 58,44 g/mol.

   2. Odredite zapreminu potrebne otopine u litrima. Vrlo je lako pripremiti jedan litar otopine, jer se njegova molarnost izražava u molovima/litri, međutim može biti potrebno napraviti više ili manje od litre, ovisno o namjeni otopine. Koristite konačnu zapreminu da izračunate potreban broj grama.

      • Primjer: potrebno je pripremiti 50 mililitara otopine s molarnom frakcijom NaCl 0,75.
      • Da biste mililitre pretvorili u litre, podijelite ih sa 1000 i dobijete 0,05 litara.

   3. Izračunajte broj grama potrebnih za pripremu potrebne molekularne otopine. Da biste to učinili, koristite sljedeću formulu: broj grama = (potrebna zapremina) (potrebni molaritet) (molekulska težina prema formuli). Zapamtite da je potrebna zapremina izražena u litrama, molarnost je u molovima po litri, a molekulska težina formule je u gramima po molu.

      • Primer: ako želite da pripremite 50 mililitara rastvora sa molskom frakcijom NaCl od 0,75 (formula molekulske težine: 58,44 g/mol), treba da izračunate broj grama NaCl.
      • broj grama = 0,05 L * 0,75 mol/L * 58,44 g/mol = 2,19 grama NaCl.
      • Smanjenjem mjernih jedinica dobijate grame supstance.

   4. Izmerite supstancu. Koristeći pravilno kalibriranu vagu, izvažite potrebnu količinu tvari. Stavite posudu na vagu i nulu prije vaganja. Dodajte supstancu u posudu dok ne dobijete željenu masu.

      • Očistite posudu za vagu nakon upotrebe.
      • Primjer: Izvagati 2,19 grama NaCl.

   5. Rastvorite prah u potrebnoj količini tečnosti. Osim ako nije drugačije naznačeno, za pripremu većine otopina koristi se voda. U ovom slučaju uzima se ista zapremina tečnosti koja je korištena pri izračunavanju mase supstance. Dodajte tvar u vodu i miješajte dok se potpuno ne otopi.

      • Potpišite posudu sa rastvorom. Jasno označite otopljenu tvar i molarnost tako da se otopina može koristiti kasnije.
      • Primjer: Čašom (mjernim instrumentom za mjerenje zapremine) izmjerite 50 mililitara vode i u njoj otopite 2,19 grama NaCl.
      • Miješajte otopinu dok se prah potpuno ne otopi.

   Razrjeđivanje otopina s poznatom koncentracijom

   1. Odredite koncentraciju svake otopine. Prilikom razrjeđivanja otopina morate znati koncentraciju izvorne otopine i otopinu koju želite dobiti. Ova metoda je prikladna za razrjeđivanje koncentriranih otopina.

      • Primer: 75 ml 1,5 M rastvora NaCl treba pripremiti iz rastvora 5 M. Osnovni rastvor je 5 M i treba ga razblažiti na 1,5 M.

   2. Odredite zapreminu konačnog rastvora. Morate pronaći količinu rješenja koju želite dobiti. Morat ćete izračunati količinu otopine koja će biti potrebna za razrjeđivanje ove otopine kako biste dobili potrebnu koncentraciju i volumen.

      • Primer: 75 mililitara 1,5 M rastvora NaCl treba da se pripremi od 5 M inicijalnog rastvora. U ovom primeru, konačna zapremina rastvora je 75 mililitara.

   3. Izračunajte količinu otopine koja će biti potrebna za razrjeđivanje početnog rastvora. Da biste to učinili, trebat će vam sljedeća formula: V 1 C 1 \u003d V 2 C 2, gdje je V 1 volumen tražene otopine, C 1 je njegova koncentracija, V 2 je volumen konačnog rješenja, C 2 je njegova koncentracija.

Priprema rastvora. Otopina je homogena mješavina dvije ili više tvari. Koncentracija otopine se izražava na različite načine:

u težinskim procentima, tj. prema broju grama tvari sadržane u 100 g otopine;

u zapreminskim procentima, tj. po broju jedinica zapremine (ml) supstance u 100 ml rastvora;

molarnost, tj. broj gram-mola supstance u 1 litri rastvora (molarni rastvori);

normalnost, tj. broj gram ekvivalenata otopljene supstance u 1 litru rastvora.

Rješenja procentualna koncentracija. Procentualni rastvori se pripremaju kao približni, dok se uzorak supstance važe na tehnohemijskoj vagi, a zapremine se mere mernim cilindrima.

Za kuvanje procentualna rješenja koristiti nekoliko metoda.

Primjer. Potrebno je pripremiti 1 kg 15% rastvora natrijum hlorida. Koliko soli je potrebno za ovo? Obračun se vrši prema proporciji:

Stoga se voda za to mora uzeti 1000-150 \u003d 850 g.

U onim slučajevima kada je potrebno pripremiti 1 litar 15% otopine natrijevog klorida, potrebna količina soli se izračunava na drugačiji način. Prema referentnoj knjizi, pronalazi se gustoća ove otopine i, množeći je zadanim volumenom, dobiva se masa potrebne količine otopine: 1000-1,184 \u003d 1184 g.

Zatim slijedi:

Stoga je potrebna količina natrijum hlorida različita za pripremu 1 kg i 1 litre rastvora. U slučajevima kada se otopine pripremaju od reagensa koji sadrže kristalizacijske vode, to treba uzeti u obzir pri izračunavanju potrebne količine reagensa.

Primjer. Od soli koja sadrži vodu za kristalizaciju (Na2CO3-10H2O) potrebno je pripremiti 1000 ml 5% rastvora Na2CO3 gustine 1.050.

Molekularna težina (težina) Na2CO3 je 106 g, molekulska težina (težina) Na2CO3-10H2O je 286 g, odavde se izračunava potrebna količina Na2CO3-10H2O za pripremu 5% rastvora:

Otopine se pripremaju metodom razblaživanja kako slijedi.

Primjer. Od kiselog rastvora relativne gustine 1,185 (37,3%) potrebno je pripremiti 1 l 10% rastvora HCl. Relativna gustina 10% otopine je 1,047 (prema referentnoj tabeli), stoga je masa (težina) 1 litre takve otopine 1000X1,047 \u003d 1047 g. Ova količina otopine treba sadržavati čisti klorovodik

Da bismo odredili koliko 37,3% kiseline treba uzeti, činimo proporciju:

Prilikom pripreme otopina razrjeđivanjem ili miješanjem dvije otopine, za pojednostavljenje proračuna koristi se metoda dijagonalne sheme ili "pravilo križa". Na presjeku dvije linije upisana je data koncentracija, a na oba kraja lijevo je koncentracija početnih otopina, za otapalo je jednaka nuli.

Obično kada se koristi naziv "rješenje", misli se na prava rješenja. U pravim otopinama, otopljena supstanca u obliku pojedinačnih molekula je raspoređena među molekulima rastvarača. Ne otapaju se sve supstance podjednako dobro ni u jednoj tečnosti, tj. rastvorljivost različitih supstanci u različitim rastvaračima je različita. Uopšteno govoreći, rastvorljivost čvrstih materija raste sa povećanjem temperature, tako da je u pripremi ovakvih rastvora u mnogim slučajevima potrebno njihovo zagrevanje.

U određenoj količini svakog rastvarača ne može se rastvoriti više od određene količine date supstance. Ako pripremate rastvor koji sadrži po jedinici zapremine najveći broj tvar koja se može otopiti na datoj temperaturi i dodati joj barem malu količinu otopljene tvari, tada će ostati neotopljena. Takvo rješenje naziva se zasićeno.

Ako se zagrijavanjem pripremi koncentrirana otopina koja je blizu zasićena, a zatim se dobijena otopina brzo, ali pažljivo ohladi, talog možda neće ispasti. Ako se kristal soli baci u takvu otopinu i pomiješa ili protrlja staklenom šipkom o stijenke posude, tada će kristali soli ispasti iz otopine. Posljedično, ohlađeni rastvor je sadržavao više soli nego što je odgovaralo njegovoj rastvorljivosti na datoj temperaturi. Takva rješenja se nazivaju prezasićena.

Osobine rastvora se uvek razlikuju od svojstava rastvarača. Rastvor ključa na više visoke temperature nego čisti rastvarač. Temperatura očvršćavanja je, naprotiv, niža za rastvore nego za rastvarače.

Prema prirodi uzetog rastvarača, rastvori se dele na vodene i nevodene. Potonji uključuju otopine tvari u organskim otapalima (alkohol, aceton, benzol, kloroform, itd.). Otapalo za većinu soli, kiselina i alkalija je voda. Biokemičari rijetko koriste takve otopine, često rade s vodenim otopinama tvari.

U svakoj otopini sadržaj tvari je različit, pa je važno znati kvantitativni sastav otopine. Postoji razne načine izrazi za koncentraciju rastvora: u masenim udjelima otopljene tvari, molova po 1 litru otopine, ekvivalenta po 1 litru otopine, gramima ili miligramima po 1 ml otopine, itd.

Maseni udio otopljene tvari određuje se kao postotak. Stoga se ova rješenja nazivaju procentualna rješenja.

Maseni udio otopljene tvari (ω) izražava omjer mase otopljene tvari (m 1) i ukupne mase otopine (m).

ω \u003d (m 1 / m) x 100%

Maseni udio otopljene tvari obično se izražava na 100 g otopine. Dakle, 10% rastvor sadrži 10 g supstance u 100 g rastvora ili 10 g supstance i 100-10 = 90 g rastvarača.

Molarna koncentracija određuje se brojem molova tvari u 1 litri otopine. Molarna koncentracija otopine (M) je omjer količine otopljene tvari u molovima (ν) i određenog volumena ove otopine (V).

Zapremina otopine se obično izražava u litrama. U laboratorijama se vrijednost molarne koncentracije obično označava slovom M. Dakle, jednomolarna otopina se označava sa 1 M (1 mol / l), decimolarna - 0,1 M (0,1 mol / l) itd. Da bi se utvrdilo koliko grama date supstance ima u 1 litri rastvora date koncentracije, potrebno je znati njenu molarnu masu (vidi periodni sistem). Poznato je da je masa 1 mol supstance brojčano jednaka njenoj molarnoj masi, na primer, molarna masa natrijum hlorida je 58,45 g/mol, dakle, masa 1 mola NaCl iznosi 58,45 g. 1 M rastvor NaCl sadrži 58,45 g natrijum hlorida u 1 litru rastvora.

Molarna ekvivalentna koncentracija(normalna koncentracija) određuje se brojem ekvivalenata otopljene tvari u 1 litri otopine.

Hajde da analiziramo koncept "ekvivalentnog". Na primjer, HCl sadrži 1 mol atomskog vodika i 1 mol atomskog hlora. Možemo reći da je 1 mol atomskog hlora ekvivalent (ili ekvivalent) 1 molu atomskog vodonika, ili da je ekvivalent hlora u jedinjenju HCl 1 mol.

Cink se ne spaja sa vodonikom, već ga istiskuje iz brojnih kiselina:

Zn + 2HC1 \u003d Zn C1 2 + H 2

Iz jednadžbe reakcije može se vidjeti da 1 mol cinka zamjenjuje 2 mola atomskog vodika u hlorovodoničnoj kiselini. Dakle, 0,5 mola cinka je ekvivalentno 1 molu atomskog vodonika, ili će ekvivalent cinka za ovu reakciju biti 0,5 mol.

Složeni spojevi također mogu biti ekvivalenti, na primjer u reakciji:

2NaOH + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O

1 mol sumporne kiseline reaguje sa 2 mola natrijum hidroksida. Iz toga slijedi da je 1 mol natrijum hidroksida u ovoj reakciji ekvivalentan 0,5 mola sumporne kiseline.

To se mora zapamtiti u bilo kojoj reakciji, tvari reagiraju u ekvivalentnim količinama. Za pripremu rastvora koji sadrže određeni broj ekvivalenata date supstance, potrebno je znati izračunati molarnu masu ekvivalenta (ekvivalentne mase), odnosno masu jednog ekvivalenta. Ekvivalent (a samim tim i ekvivalentna masa) nije konstantna vrijednost za dato jedinjenje, već ovisi o vrsti reakcije u koju jedinjenje ulazi.

Ekvivalentna masa kiseline jednaka njegovoj molarnoj masi podijeljenoj sa baznošću kiseline. Dakle, za azotnu kiselinu HNO 3, ekvivalentna masa je jednaka njenoj molarnoj masi. Za sumpornu kiselinu, ekvivalentna masa je 98:2 = 49. Za trobazičnu fosfornu kiselinu, ekvivalentna masa je 98:3 = 32,6.

Na ovaj način izračunava se ekvivalentna masa za reakcije potpuna razmjena ili potpuna neutralizacija. Sa reakcijama nepotpuna neutralizacija i nepotpuna razmjena ekvivalentna masa supstance zavisi od toka reakcije.

Na primjer, u reakciji:

NaOH + H 2 SO 4 \u003d NaHSO 4 + H 2 O

1 mol natrijum hidroksida je ekvivalentan 1 molu sumporne kiseline, pa je u ovoj reakciji ekvivalentna masa sumporne kiseline jednaka njenoj molarnoj masi, odnosno 98 g.

Ekvivalentna masa baze jednaka njegovoj molarnoj masi podijeljenoj sa oksidacijskim stanjem metala. Na primjer, ekvivalentna masa natrijum hidroksida NaOH jednaka je njegovoj molarnoj masi, a ekvivalentna masa magnezijum hidroksida Mg (OH) 2 je 58,32: 2 == 29,16 g. Ovako se izračunava ekvivalentna masa samo za reakciju potpuna neutralizacija. Za reakciju nepotpuna neutralizacija ova vrijednost će također ovisiti o toku reakcije.

Ekvivalentna masa soli jednaka je molarnoj masi soli podijeljenoj s proizvodom oksidacijskog stanja metala i broja njegovih atoma u molekuli soli. Dakle, ekvivalentna masa natrijum sulfata je 142: (1x2) = 71 g, a ekvivalentna masa aluminijum sulfata Al 2 (SO 4) 3 je 342: (3x2) = 57 g. Međutim, ako se radi o soli u nepotpunoj reakciji razmjene, tada se u obzir uzima samo broj atoma metala koji učestvuju u reakciji.

Ekvivalentna masa supstance uključene u redoks reakciju, jednak je molarnoj masi tvari podijeljenoj s brojem elektrona koje ova supstanca prihvaća ili daje. Stoga je prije izvođenja proračuna potrebno napisati jednačinu reakcije:

2CuSO 4 + 4KI = 2CuI + I 2 + 2K 2 SO 4

Cu 2+ + e - à Cu +

I - - e - à I o

Ekvivalentna masa CuSO 4 jednaka je molarnoj masi (160 g). U laboratorijskoj praksi koristi se naziv “normalna koncentracija” koji se u raznim formulama označava slovom N, a kada se koncentracija date otopine označava slovom “n”. Rastvor koji sadrži 1 ekvivalent u 1 litri otopine naziva se jednonormalan i označava se 1 N, koji sadrži 0,1 ekvivalent - decinormal (0,1 N), 0,01 ekvivalent - centinormal (0,01 N).

Titar otopine je broj grama tvari otopljenih u 1 ml otopine. U analitičkom laboratoriju koncentracija radnih rastvora se preračunava direktno na analit. Tada titar otopine pokazuje koliko grama analita odgovara 1 ml radne otopine.

Koncentracija rastvora koji se koristi u fotometriji, tzv standardna rješenja, obično se izražava kao broj miligrama u 1 ml rastvora.

Prilikom pripreme kiselih rastvoračesto se koristi koncentracija 1:x, koja pokazuje koliko volumenskih dijelova vode (X) pripada jednom dijelu koncentrirane kiseline.

Za približna rješenja obuhvataju rastvore čija je koncentracija izražena u procentima, kao i rastvore kiselina čija je koncentracija označena izrazom 1:x. Prije pripreme otopina pripremite posuđe za pripremu i čuvanje. Ako se priprema mala količina otopine koja će se koristiti u toku dana, onda je nije potrebno sipati u bocu, već se može ostaviti u tikvici.

Na tikvici je potrebno pisati posebnim voštana olovka(ili marker) formule otopljene tvari i koncentracije otopine, na primjer HC1 (5%). At dugotrajno skladištenje na bocu u kojoj će se otopiti čuvati obavezno zalijepiti etiketu koja označava koja se otopina u njoj nalazi i kada je pripremljena.

Pribor za pripremu i čuvanje rastvora treba čisto oprati i isprati destilovanom vodom.

Za pripremu rastvora treba koristiti samo čiste supstance i destilovanu vodu. Prije pripreme otopine potrebno je izračunati količinu otopljene tvari i količinu rastvarača. Prilikom pripreme približnih rješenja količina otopljene tvari se izračunava na najbližu desetinu, vrijednosti molekulskih težina se zaokružuju na cijele brojeve, a pri izračunavanju količine tekućine ne uzimaju se u obzir udjeli mililitra.

Tehnika pripreme rastvora različitih supstanci je različita. Međutim, prilikom pripreme bilo kojeg približnog rješenja, uzorak se uzima na tehnohemijskoj skali, a tekućine se mjere gradiranim cilindrom.

Priprema rastvora soli. Potrebno je pripremiti 200 g 10% rastvora kalijum nitrata KNO 3.

Izračun potrebne količine soli vrši se prema omjeru:

100 g - 10 g KNO 3

200 g - X g KNO 3 X = (200 x 10) / 100 \u003d 20 g KNO 3

Količina vode: 200-20=180 g ili 180 ml.

Ako je so od koje se priprema rastvor sadrži vodu za kristalizaciju, tada će izračun biti nešto drugačiji. Na primjer, potrebno je pripremiti 200 g 5% otopine CaCl 2 na bazi CaCl 2 x 6H 2 O.

Prvo se vrši proračun za bezvodnu sol:

100 g - 5 g CaCl 2

200 g - X g CaCl 2 X \u003d 10 g CaCl 2

Molekularna težina CaCl 2 je 111, molekulska težina CaCl 2 x 6H 2 O je 219, dakle 219 g CaCl 2 x 6H 2 O sadrži 111 g CaCl 2.

One. 219 - 111

X - 10 X \u003d 19,7 g CaCl 2 x 6H 2 O

Za dobijanje traženog rastvora potrebno je izvagati 19,7 g soli CaCl 2 x 6H 2 O. Količina vode je 200-19,7 = 180,3 g, odnosno 180,3 ml. Voda se mjeri gradiranim cilindrom, pa se desetinke milimetra ne uzimaju u obzir. Stoga je potrebno uzeti 180 ml vode.

Rastvor soli se priprema na sljedeći način. Na tehnohemijskim vagama izvaga se potrebna količina soli. Pažljivo prebacite uzorak u tikvicu ili čašu, gdje će se pripremiti otopina. Izmjerite pravi iznos vode sa graduiranim cilindrom i sipati u tikvicu sa uzorkom od oko polovine izmjerene količine. Snažnim miješanjem postiže se potpuno otapanje uzetog uzorka, a ponekad je potrebno zagrijavanje. Nakon rastvaranja uzorka dodaje se ostatak vode. Ako je rastvor zamućen, onda se filtrira kroz naborani filter.

Priprema alkalnih rastvora. Proračun količine lužine potrebne za pripremu otopine jedne ili druge koncentracije provodi se na isti način kao i za otopine soli. Međutim, čvrste alkalije, posebno ne baš dobro pročišćene, sadrže dosta nečistoća, pa se preporučuje odvaganje lužine u količini većoj od izračunate za 2-3%. Tehnika pripreme alkalnih rastvora ima svoje karakteristike.

Prilikom pripreme alkalnih otopina potrebno je pridržavati se sljedećih pravila:

1. Komadiće lužine treba uzimati hvataljkama, pincetom, a ako ih treba uzeti rukama, onda obavezno nosite gumene rukavice. Zrnasta lužina u obliku malih kolača sipa se porculanskom kašikom.

2. Nemoguće je izvagati alkalije na papiru; za to treba koristiti samo stakleno ili porculansko posuđe.

3. Alkalije se ne smeju rastvarati u bocama debelih zidova, jer tokom rastvaranja dolazi do jakog zagrevanja rastvora; boca može da pukne.

Količina alkalija izvagana na tehnohemijskoj vagi stavlja se u veliku porculansku šolju ili staklo. Tolika količina vode se sipa u ovu posudu tako da rastvor ima koncentraciju od 35-40%. Otopinu miješajte staklenom šipkom dok se sva lužina ne otopi. Rastvor se zatim ostavi da odstoji dok se ne ohladi i istaloži. Talog su nečistoće (uglavnom karbonati) koje se ne rastvaraju u koncentriranim alkalnim rastvorima. Preostala lužina se pažljivo sipa u drugu posudu (po mogućnosti sa sifonom), u koju se dodaje potrebna količina vode.

Priprema kiselih rastvora. Proračuni za pripremu rastvora kiselina su drugačiji nego za pripremu rastvora soli i lužina, jer koncentracija rastvora kiselina nije jednaka 100% zbog sadržaja vode; potrebna količina kiseline se ne vaga, već se mjeri gradiranim cilindrom. Prilikom izračunavanja kiselih otopina koriste se standardne tablice koje pokazuju postotak otopine kiseline, gustoću date otopine na određenoj temperaturi i količinu te kiseline koja se nalazi u 1 litri otopine određene koncentracije.

Na primjer, potrebno je pripremiti 1 l 10% otopine HCl, na bazi raspoloživih 38,0% kiseline gustine 1,19. Prema tabeli nalazimo da je 10% rastvor kiseline na sobnoj temperaturi ima gustinu 1,05, pa je masa 1 litre 1,05 x 1000 == 1050 g.

Za ovu količinu izračunava se sadržaj čiste HCl:

100 g - 10 g HCl

1050 g - X g HCl X = 105 g HCl

Kiselina gustine 1,19 sadrži 38 g HCl, dakle:

X = 276 g ili 276: 1,19 = 232 ml.

Količina vode: 1000 ml - 232 ml = 768 ml.

Često se koriste kiseli rastvori čija se koncentracija izražava kao 1:x, gdje je x cijeli broj koji pokazuje koliko volumena vode treba uzeti po volumenu koncentrirane kiseline. Na primjer, otopina kiseline 1:5 znači da je prilikom pripreme otopine 5 volumena vode pomiješano sa 1 zapreminom koncentrirane kiseline.

Na primjer, pripremite 1 litar otopine sumporne kiseline 1:7. Biće ukupno 8 delova. Svaki dio je jednak 1000:8 = 125 ml. Dakle, potrebno je uzeti 125 ml koncentrovane kiseline i 875 ml vode.

Prilikom pripreme kiselih otopina potrebno je pridržavati se sljedećih pravila:

1. Otopina se ne može pripremiti u boci debelih stijenki, jer kada se razrijede kiseline, posebno sumporne, dolazi do jakog zagrijavanja. Kiseli rastvori se pripremaju u tikvicama.

2. Prilikom razrjeđivanja nemojte sipati vodu u kiselinu. Proračunata količina vode se sipa u tikvicu, a zatim se u tankom mlazu dodaje potrebna količina kiseline, postepeno, uz mešanje. Kiselina i voda se mjere mjernim cilindrima.

3. Nakon što se otopina ohladi, sipa se u bocu i stavlja etiketu; papirna etiketa je voskom; možete napraviti etiketu specijalnom bojom direktno na bocama.

4. Ako se skladišti koncentrirana kiselina od koje će se pripremiti razrijeđeni rastvor dugo vremena, potrebno je odrediti njegovu koncentraciju. Da biste to učinili, izmjerite njegovu gustoću i, prema tablici, pronađite tačan sadržaj kiseline u otopini.

Koncentracija preciznih rješenja izraženo kao molarna ili normalna koncentracija ili titar. Ova rješenja se obično koriste u analitičkom radu; u fizičko-hemijskim i biohemijskim studijama koriste se rijetko.

Uzorci za pripremu tačnih rastvora računaju se na četvrtu decimalu, a tačnost molekulskih težina odgovara tačnosti sa kojom su date u referentnim tabelama. Uzorak se uzima na analitičkoj vagi; rastvor se priprema u volumetrijskoj tikvici, tj. ne računa se količina rastvarača. Pripremljene otopine ne treba čuvati u volumetrijskim tikvicama, već se sipaju u bocu s dobro odabranim čepom.

Ako tačnu otopinu treba sipati u bocu ili u drugu tikvicu, postupite na sljedeći način. Boca ili boca u koju će se sipati rastvor se dobro opere, ispere nekoliko puta destilovanom vodom i ostavi da stoji naopako tako da voda bude staklena, ili osuši. Isprati bocu 2-3 puta malim porcijama rastvora koji će se sipati, a zatim sipati sam rastvor. Svako precizno rješenje ima svoj rok trajanja.

Proračuni kuvanja molar i normalna rješenja sprovedeno na sledeći način.

Primjer 1

Potrebno je pripremiti 2 litre 0,5 M rastvora Na 2 CO 3 . Molarna masa Na 2 CO 3 je 106. Dakle, 1 litar 0,5 M rastvora sadrži 53 g Na 2 CO 3 . Za pripremu 2 litre potrebno je uzeti 53 x 2 = 106 g Na 2 CO 3. Ova količina soli će biti sadržana u 2 litre otopine.

Drugi način za vizualizaciju izračuna:

1L 1M rastvora Na 2 CO 3 sadrži 106 g Na 2 CO 3

(1L - 1M - 106g)

2 l 1M rastvora Na 2 CO 3 sadrži x g Na 2 CO 3

(2l - 1M - x g);

pri brojanju „ruka zatvara“ središnji dio izraza (1M)

Nalazimo da 2 l 1M otopine Na 2 CO 3 sadrži 212 g Na 2 CO 3

(2L - 1M - 212g)

2 l 0,5M otopine Na 2 CO 3 ("zatvaranje lijeve strane") sadrži x g Na 2 CO 3 (2 l - 0,5 M - x g)

One. 2 l 0,5M otopine Na 2 CO 3 sadrži 106 g Na 2 CO 3

(2 l - 0,5 M - 106 g).

(dobiti manje koncentriranu otopinu iz više koncentriranog rastvora)

1 akcija:

Broj ml koncentrovane otopine (razrijediti)

Potrebna zapremina u ml (treba pripremiti)

Koncentracija manje koncentriranog rastvora (onog koji treba dobiti)

Koncentracija koncentrisanijeg rastvora (onog koji razblažujemo)

2 akcije:

Broj ml vode (ili razblaživača) = ili vode do (ad) potrebne zapremine ()

Zadatak broj 6. Bočica ampicilina sadrži 0,5 suhog medicinski proizvod. Koliko rastvarača treba uzeti da bi u 0,5 ml rastvora bilo 0,1 g suve materije.

Rješenje: pri razrjeđivanju antibiotika u 0,1 g suhog praha uzima se 0,5 ml rastvarača, dakle, ako,

0,1 g suve materije - 0,5 ml rastvarača

0,5 g suve materije - x ml rastvarača

dobijamo:

odgovor: da bi u 0,5 ml rastvora bilo 0,1 g suve materije potrebno je uzeti 2,5 ml rastvarača.

Zadatak broj 7. U bočici penicilina nalazi se 1 milion jedinica suve droge. Koliko rastvarača treba uzeti da bi u 0,5 ml rastvora bilo 100.000 jedinica suve materije.

Rješenje: 100.000 jedinica suve materije - 0,5 ml suve materije, zatim u 100.000 jedinica suve materije - 0,5 ml suve materije.

1000000 U - x

odgovor: da bi u 0,5 ml rastvora bilo 100.000 jedinica suve materije potrebno je uzeti 5 ml rastvarača.

Zadatak broj 8. U bočici oksacilina nalazi se 0,25 suvog lijeka. Koliko rastvarača treba uzeti da bi u 1 ml rastvora bilo 0,1 g suve materije

Rješenje:

1 ml rastvora - 0,1 g

x ml - 0,25 g

odgovor: da bi u 1 ml rastvora bilo 0,1 g suve materije potrebno je uzeti 2,5 ml rastvarača.

Zadatak #9. Cijena podjele inzulinske šprice je 4 jedinice. Koliko podjela šprica odgovara 28 jedinica. insulin? 36 jedinica? 52 jedinice?

Rješenje: Da biste saznali koliko podjela šprica odgovara 28 jedinica. potreban insulin: 28:4 = 7 (podela).

Slično: 36:4=9(podjela)

52:4=13(podjela)

odgovor: 7, 9, 13 divizija.

Zadatak broj 10. Koliko je potrebno uzeti 10% otopine bistrenog izbjeljivača i vode (u litrima) za pripremu 10 litara 5% otopine.

Rješenje:

1) 100 g - 5g

(d) aktivna supstanca

2) 100% - 10g

(ml) 10% rastvor

3) 10000-5000=5000 (ml) vode

odgovor: potrebno je uzeti 5000 ml bistrenog izbeljivača i 5000 ml vode.

Zadatak broj 11. Koliko je potrebno uzeti 10% otopine izbjeljivača i vode za pripremu 5 litara 1% otopine.

Rješenje:

Budući da 100 ml sadrži 10 g aktivne supstance,

1) 100g - 1ml

5000 ml - x

(ml) aktivne supstance

2) 100% - 10ml

00 (ml) 10% rastvor

3) 5000-500=4500 (ml) vode.

odgovor: potrebno je uzeti 500 ml 10% rastvora i 4500 ml vode.

Zadatak broj 12. Koliko je potrebno uzeti 10% otopine izbjeljivača i vode za pripremu 2 litre 0,5% otopine.

Rješenje:

Pošto 100 ml sadrži 10 ml aktivne supstance,

1) 100% - 0,5 ml

0 (ml) aktivne supstance

2) 100% - 10 ml

(ml) 10% rastvor

3) 2000-100=1900 (ml) vode.

odgovor: potrebno je uzeti 10 ml 10% rastvora i 1900 ml vode.

Zadatak broj 13. Koliko hloramina (suhe materije) treba uzeti u g i vode da se pripremi 1 litar 3% rastvora.

Rješenje:

1) 3g - 100 ml

G

2) 10000 – 300=9700ml.

odgovor: za pripremu 10 litara 3% otopine potrebno je uzeti 300 g kloramina i 9700 ml vode.

Zadatak broj 14. Koliko hloramina (suvog) treba uzeti u g i vode za pripremu 3 litre 0,5% rastvora.

Rješenje:

Procenat - količina supstance u 100 ml.

1) 0,5 g - 100 ml

G

2) 3000 - 15 = 2985 ml.

odgovor: Za pripremu 10 litara 3% otopine potrebno je uzeti 15 g hloramina i 2985 ml vode

Zadatak broj 15 . Koliko hloramina (suvog) treba uzeti u g i vode za pripremu 5 litara 3% rastvora.

Rješenje:

Procenat - količina supstance u 100 ml.

1) 3 g - 100 ml

G

2) 5000 - 150= 4850ml.

odgovor: za pripremu 5 litara 3% otopine potrebno je uzeti 150 g kloramina i 4850 ml vode.

Zadatak broj 16. Za postavljanje toplog obloga od 40% rastvora etil alkohol potrebno je uzeti 50 ml. Koliko 96% alkohola trebam uzeti da stavim topli oblog?

Rješenje:

Prema formuli (1)

ml

odgovor: Da biste pripremili oblog za zagrijavanje od 96% otopine etil alkohola, potrebno je uzeti 21 ml.

Zadatak broj 17. Od 1 litre osnovnog 10% rastvora pripremiti 1 litar 1% rastvora izbeljivača za preradu inventara.

Rješenje: Izračunajte koliko ml 10% rastvora treba da uzmete za pripremu 1% rastvora:

10g - 1000 ml

odgovor: Za pripremu 1 litre 1% rastvora izbeljivača uzmite 100 ml 10% rastvora i dodajte 900 ml vode.

Zadatak broj 18. Pacijent treba da uzima lek 1 mg u prahu 4 puta dnevno tokom 7 dana, zatim koliko je potrebno da mu prepiše ovaj lek (obračun se vrši u gramima).

Rješenje: 1g = 1000mg, dakle 1mg = 0,001g.

Izračunajte koliko je pacijentu dnevno potrebno lijeka:

4 * 0,001 g = 0,004 g, dakle, za 7 dana treba:

7* 0,004 g = 0,028 g.

odgovor: ovog lijeka potrebno je upisati 0,028 g.

Zadatak broj 19. Pacijent treba da unese 400 hiljada jedinica penicilina. Boca od 1 milion jedinica. Razblažiti 1:1. Koliko ml rastvora treba uzeti.

Rješenje: Kada se razrijedi 1:1, 1 ml otopine sadrži 100 hiljada jedinica djelovanja. 1 boca penicilina 1 milion jedinica razrijeđena sa 10 ml otopine. Ako pacijent treba da unese 400 hiljada jedinica, tada morate uzeti 4 ml rezultirajuće otopine.

odgovor: potrebno je uzeti 4 ml dobivene otopine.

Zadatak broj 20. Dajte pacijentu 24 jedinice inzulina. Cijena podjele šprica je 0,1 ml.

Rješenje: 1 ml insulina sadrži 40 jedinica insulina. 0,1 ml insulina sadrži 4 jedinice insulina. Da biste pacijentu unijeli 24 jedinice inzulina, potrebno je uzeti 0,6 ml inzulina.