Arvutused vesilahuste valmistamiseks. Tiitritud lahuste valmistamine

Leeliselahused. Söövitavad leelised ja nende lahused imavad õhust aktiivselt niiskust ja süsinikdioksiidi, mistõttu on nendest täpse tiitriga lahuste valmistamine keeruline. Selliseid lahendusi on kõige parem teha fixanaalidest. Selleks võtke nõutava normaalsusega fikseerimisega katseklaas ja 1-liitrine mõõtekolb. Kolbi sisestatakse klaaslehter, millesse on sisestatud klaasilöögiklaas, mille terav ots on suunatud ülespoole.

Kui löök on lehtris õigesti paigutatud, lastakse fiksanaali sisaldaval ampullil vabalt kukkuda, nii et ampulli õhuke põhi puruneb, kui see tabab lööja teravat otsa. Pärast seda augustatakse ampulli külgmine süvend ja lastakse sisul välja voolata. Seejärel pestakse ampulli asendit muutmata põhjalikult hästi keedetud destilleeritud veega, jahutatakse temperatuurini 35-40 °C ja võetakse sellises koguses, et pärast lahuse jahutamist temperatuurini 20 °C tilgutaks vaid paar tilka. tuleb märgile lisada. Tiitritud leeliselahust tuleb hoida tingimustes, mis välistavad selle kokkupuute võimaluse õhuga.

Kui fiksanaali pole, valmistatakse naatriumhüdroksiidi (või kaaliumhüdroksiidi) preparaatidest tiitritud lahused. NaOH molekulmass on 40,01. See arv on ka selle grammi ekvivalent.

1 liitri valmistamiseks 1 i. NaOH lahusega peate võtma 40 g keemiliselt puhast seebikivi ja valmistama 1 liiter 0,1 N. lahus - kümme korda vähem, st 4 g.

1 liitri erineva normaalsusega leeliste tiitritud lahuste valmistamiseks vajaliku lähteainete koguse arvutamise mugavuse huvides soovitame kasutada tabelis 31 toodud andmeid.

Tabel 31

Valmistada 1 liiter 0,1 n. naatriumhüdroksiidi lahusega, kaaluge veidi rohkem kui 4 g (4,3-4,5 g) ravimit ja lahustage väikeses koguses destilleeritud vees (umbes 7 ml).

Pärast settimist valatakse lahus ettevaatlikult (ilma setteta) liitrisesse mõõtekolbi ja lisatakse destilleeritud värskelt keedetud veega märgini.

Valmistatud lahus segatakse hästi ja asetatakse süsihappegaasi eest kaitstud pudelisse. Pärast seda määratakse tiiter, st lahuse täpne kontsentratsioon.

Tiitrit saab määrata oblik- või merevaikhappega. Oksaalhape (C g H 2 0 4 -2H 2 0) on kahealuseline ja seetõttu on selle grammekvivalent võrdne poole molekulmassiga. Kui oblikhappe molekulmass on 126,05 g, on selle grammekvivalent 126,05: 2 = 63,025 g.

Olemasolev oksaalhape tuleks üks või kaks korda ümber kristallida ja alles seejärel kasutada tiitri määramiseks.

Ümberkristalliseerimine toimub järgmiselt: võtta suvaline kogus ümberkristallimiseks mõeldud ainet, lahustada see kuumutades, püüdes saada võimalikult kõrget lahuse kontsentratsiooni või küllastunud lahus. Vajadusel filtreerige see lahus läbi kuuma filtrilehtri. Filtraat kogutakse Erlenmeyeri kolbi, portselantopsi või klaasi.

Sõltuvalt aine kristalliseerumise olemusest jahutatakse kuumas olekus küllastunud lahust. Lahuse kiireks jahutamiseks ümberkristallimise ajal asetatakse kristallisaator külm vesi, lumi või jää. Aeglase jahutamise korral jäetakse lahus toatemperatuuril seisma.

Kui väga väikesed kristallid kukuvad välja, lahustuvad need kuumutamisel uuesti; anum, milles lahustamine läbi viidi, mähitakse kohe mitme kihina rätikuga, kaetakse kellaklaasiga ja jäetakse täiesti segamatult 12-15 tunniks seisma.

Seejärel eraldatakse kristallid emalahusest, filtreeritakse vaakumis (Buchneri lehter), pressitakse põhjalikult, pestakse ja kuivatatakse.

Ettevalmistus 0,1 n. NaOH lahus, selleks on vaja sama normaalsusega oksaalhappe lahust, 1 liitri lahuse jaoks on vaja võtta 63,025: 10 = 6,3025 g liiga palju; Piisab 100 ml valmistamiseks. Selleks kaalutakse analüütilisel kaalul umbes 0,63 g ümberkristallitud oblikhapet, täpsusega neljas kümnendkoht, näiteks 0,6223 g oksaalhappe proovist lahustatakse mõõtekolvis (100 ml kohta). Teades võetud aine massi ja lahuse mahtu, on lihtne arvutada selle täpne kontsentratsioon, mis antud juhul ei ole võrdne 0,1 n., vaid mõnevõrra vähem.

Valmistatud lahusest võetakse pipetiga 20 ml, lisatakse mõned tilgad fenoolftaleiini ja tiitritakse valmistatud leeliselahusega kuni nõrga roosa värvi ilmnemiseni.

Tiitrimiseks kasutatakse 22,05 ml leelist. Kuidas määrata selle tiitrit ja normaalsust?

Teoreetiliselt arvutatud koguse 0,6303 g asemel võeti 0,6223 g oblikhapet Järelikult ei saa selle normaalsus täpselt 0,1

Leelise normaalsuse arvutamiseks kasutame seost VN = ViNt, st mahu ja normaalsuse korrutis tuntud lahendus on võrdne tundmatu lahenduse mahu ja normaalsuse korrutisega. Saame: 20-0,09873 =22,05-a:, kust

NaOH tiitri või sisalduse arvutamiseks 1 ml lahuses tuleks normaalsus korrutada leelise grammi ekvivalendiga ja saadud saadus jagada 1000-ga. Seejärel saadakse leelise tiiter

Kuid see tiiter ei vasta 0,1 n-le. NaOH lahus. Selleks kasutavad nad koefitsienti Kellele, st praktilise ja teoreetilise tiitri suhe. Sel juhul on see võrdne

Kui kasutatakse pealkirja määramiseks merevaikhape selle lahus valmistatakse samas järjekorras nagu oblikhape, lähtudes järgmisest arvutusest: merevaikhappe (C 4 H 6 0 4) molekulmass on 118,05 g, kuid kuna see on kahealuseline, on selle grammekvivalent 59,02 g .

1 liitri merevaikhappe detsinormaalse lahuse valmistamiseks tuleb seda võtta koguses 59,02: 10 = 5,902 ja 100 ml lahuse jaoks -0,59 g.

Tiitri seadmine 0,1 n. NaOH lahus gravimeetrilisel meetodil. Tiitri seadmiseks 0,1 N. NaOH lahusega võtame merevaikhappe proovi 0,0001 g täpsusega (näiteks 0,1827 g). Lahustage proov destilleeritud vees (umbes 100 ml), seejärel lisage 3-5 tilka fenoolftaleiini ja tiitrige leelisega (NaOH). Oletame, et tiitrimiseks kasutati 28 ml NaOH-d. NaOH tiitri arvutamine ja selle korrigeerimine toimub järgmiselt: kuna NaOH grammekvivalent, mis võrdub 40,01 g, vastab merevaikhappe grammi ekvivalendile, mis on võrdne 59,02 g, siis moodustades proportsiooni , saame teada, milline NaOH kogus sisaldub merevaikhappe kaalutud koguses: 40,01-59,02

Arvutame NaOH tiitri ehk NaOH sisalduse 1 ml lahuses. See on võrdne: 0,1238: 28 = 0,00442. NaOH tiitri korrektsioon on võrdne praktilise ja teoreetilise tiitri suhtega

Leelise lahuse normaalsuse kontrollimine tiitritud happelahuse suhtes. Büretiga mõõdetakse kolme koonilisse kolbi 20-25 ml tiitritud happelahust (HC1 või H2S04) ja tiitritakse NaOH lahusega, kuni värvus muutub metüüloranžiks.

Oletame, et kolme 20 ml proovi tiitrimisel saadakse 0,1015 N. HC1 lahus kulutas keskmiselt 19,50 ml NaOH lahust. Leelise normaalsus on

Happelahused. Enamasti tuleb laboris tegeleda väävel-, vesinikkloriid- ja lämmastikhappega. Need on kontsentreeritud lahuste kujul, mille protsendi määrab tihedus.

Analüütiliseks tööks kasutame keemiliselt puhtaid happeid. Konkreetse happe lahuse valmistamiseks võtame tavaliselt kontsentreeritud hapete koguse mahu järgi, mis arvutatakse tiheduse järgi.

Näiteks peate valmistama 0,1 N. lahus H 2 S0 4 . See tähendab, et 1 liiter lahust peaks sisaldama

Kui suure mahu peate võtma H 2 S0 4 tihedusega 1,84, et lahjendada see 1 liitrini, et saada 0,1 N? lahendus?

Hape tihedusega 1,84 sisaldab 95,6% H2S04. Seetõttu tuleb 1 liitri lahuse kohta võtta grammides:

Massi väljendades mahuühikutes saame

Mõõtnud büretist täpselt 2,8 ml hapet, lahjendage see mõõtekolvis 1 liitrini, seejärel tiitrige normaalsuse kontrollimiseks leelisega.

Näiteks tiitrimise käigus leiti, et 1 ml 0,1 N. H 2 S0 4 lahus sisaldab mitte 0,0049 g H 2 S0 4, vaid 0,0051 g 1 liitrile happele lisatava vee koguse arvutamiseks moodustame proportsiooni:

Seetõttu tuleb sellele lahusele lisada 41 ml vett. Aga kui arvestada, et tiitrimiseks võeti alglahust 20 ml, mis on 0,02, siis tuleb vett vähem võtta ehk 41-(41-0,02) = 41-0,8 = 40,2 ml . See kogus vett lisatakse büretist koos lahusega kolbi.

Ülaltoodud töö on teostamisel üsna vaevarikas, nii et saate valmistada ligikaudu täpseid lahendusi, sisestades parandusteguri, mida kasutatakse töös iga tiitrimise korral. Sel juhul korrutame tarbitud lahuse milliliitrite arvu parandusteguriga.

Parandustegur arvutatakse valemi abil

Kus V - tiitrimiseks võetud uuritava lahuse maht;

k t- teadaoleva normaalsusega leeliselahuse parandustegur, millega määratakse vastvalminud happelahuse tiiter;

Y x on uuritava happe tiitrimiseks kasutatud teadaoleva normaalsusega leeliselahuse maht.

Tabel 32

Hapete tiitritud lahuste valmistamise protsessi hõlbustamiseks pakume lähteainete koguste tabelit 1 liitri erineva normaalsusega lahuste valmistamiseks (tabel 32).

Tuleb meeles pidada, et hapete lahustamisel tuleks hape lisada veele, mitte vastupidi.

Lihtsaid keemilisi lahuseid saab hõlpsasti valmistada mitmel viisil kodus või tööl. Olenemata sellest, kas valmistate lahust pulbrilisest materjalist või lahjendate vedelikku, saate hõlpsalt määrata iga komponendi õige koguse. Keemiliste lahuste valmistamisel ärge unustage kahjustuste vältimiseks kasutada isikukaitsevahendeid.

Sammud

Protsentide arvutamine kaalu/mahu valemi abil

Määrake lahuse massi/mahuprotsent. Protsendid näitavad, mitu osa ainet on sajas lahuse osas. Taotluses keemilised lahused see tähendab, et kui kontsentratsioon on 1 protsent, siis sisaldab 100 milliliitrit lahust 1 grammi ainet ehk 1 ml/100 ml.

• Näiteks massi järgi: 10 massiprotsendiline lahus sisaldab 10 grammi ainet, mis on lahustatud 100 milliliitris lahuses.
• Näiteks mahu järgi: 23 mahuprotsendiline lahus sisaldab 23 milliliitrit vedelat ühendit iga 100 milliliitri lahuse kohta.

1. Määrake lahuse maht, mida soovite valmistada. Aine vajaliku massi väljaselgitamiseks peate esmalt määrama vajaliku lahuse lõpliku mahu. See maht sõltub sellest, kui palju lahust vajate, kui sageli te seda kasutate, ja valmislahuse stabiilsusest.

   • Kui peate iga kord kasutama värsket lahust, valmistage ette ainult üheks kasutuskorraks vajalik kogus.
   • Kui lahus säilitab oma omadused pikka aega, saate seda valmistada rohkem seda edaspidi kasutada.

2. Arvutage lahuse valmistamiseks vajalik aine grammide arv. Vajaliku grammide arvu arvutamiseks kasutage järgmist valemit: grammide arv = (vajalik protsent) (vajalik maht/100 ml). Sel juhul väljendatakse nõutavad protsendid grammides ja nõutav maht milliliitrites.

   • Näide: peate valmistama 5% NaCl lahuse mahuga 500 milliliitrit.
   • grammide arv = (5 g) (500 ml/100 ml) = 25 grammi.
   • Kui NaCl antakse lahusena, võtke pulbri grammide arvu asemel lihtsalt 25 milliliitrit NaCl ja lahutage see maht lõppmahust: 25 milliliitrit NaCl 475 milliliitri vee kohta.

3. Kaaluge ainet. Pärast aine vajaliku massi arvutamist peaksite selle koguse mõõtma. Võtke kalibreeritud kaal, asetage pann sellele ja seadke see nulli. Kaaluge vajalik kogus ainet grammides ja valage see välja.

   • Enne lahuse valmistamise jätkamist puhastage kaal kindlasti pulbrist.
   • Ülaltoodud näites peate kaaluma 25 grammi NaCl.

4. Lahustage aine vajalikus koguses vedelikku. Kui pole teisiti täpsustatud, kasutatakse lahustina vett. Võtke mõõtetops ja mõõtke välja vajalik kogus vedelikku. Pärast seda lahustage pulbriline materjal vedelikus.

   • Märgistage anum, milles lahust hoiate. Märkige selgelt aine ja selle kontsentratsioon sellel.
   • Näide: 5-protsendilise lahuse saamiseks lahustage 25 grammi NaCl 500 milliliitris vees.
   • Pidage meeles, et kui lahjendate vedelat ainet, peate vajaliku veekoguse saamiseks lahutama lahuse lõppmahust lisatud aine mahu: 500 ml - 25 ml = 475 ml vett.

   Molekulaarse lahuse valmistamine

   1. Määrake kasutatava aine molekulmass valemi abil.Ühendi valemi molekulmass (või lihtsalt molekulmass) on pudeli küljele kirjutatud grammides mooli kohta (g/mol). Kui te ei leia pudelilt molekulmassi, otsige seda Internetist.

      • Aine molekulmass on selle aine ühe mooli mass (grammides).
      • Näide: naatriumkloriidi (NaCl) molekulmass on 58,44 g/mol.

   2. Määrake vajaliku lahuse maht liitrites.Ühe liitri lahuse valmistamine on väga lihtne, kuna selle molaarsust väljendatakse moolides/liitris, kuid olenevalt lahuse eesmärgist võib tekkida vajadus teha rohkem või vähem kui liiter. Vajaliku grammide arvu arvutamiseks kasutage lõppmahtu.

      • Näide: on vaja valmistada 50 milliliitrit lahust, mille NaCl moolifraktsioon on 0,75.
      • Millilitrite liitriteks teisendamiseks jagage need 1000-ga ja saate 0,05 liitrit.

   3. Arvutage vajaliku molekulaarse lahuse valmistamiseks vajalik grammide arv. Selleks kasutage järgmist valemit: grammide arv = (nõutav maht)(nõutav molaarsus)(molekulmass vastavalt valemile). Pidage meeles, et vajalikku mahtu väljendatakse liitrites, molaarsust moolides liitri kohta ja molekulmassi vastavalt valemile grammides mooli kohta.

      • Näide: Kui soovite valmistada 50 milliliitrit lahust, mille NaCl moolifraktsioon on 0,75 (molekulmass valemi järgi: 58,44 g/mol), peaksite arvutama NaCl grammide arvu.
      • grammide arv = 0,05 l * 0,75 mol/l * 58,44 g/mol = 2,19 grammi NaCl.
      • Mõõtühikuid vähendades saad aine grammid.

   4. Kaaluge ainet. Kasutades korralikult kalibreeritud skaalat, kaaluge vajalik kogus ainet. Asetage pann kaalule ja seadke see enne kaalumist nulli. Lisa ainet kaussi, kuni saad vajaliku massi.

      • Puhastage katlakivi pärast kasutamist.
      • Näide: kaaluge välja 2,19 grammi NaCl.

   5. Lahustage pulber vajalikus koguses vedelikus. Kui pole märgitud teisiti, valmistatakse enamik lahendusi vee abil. Sel juhul võetakse sama kogus vedelikku, mida kasutati aine massi arvutamiseks. Lisage aine veele ja segage, kuni see on täielikult lahustunud.

      • Märgistage konteiner lahusega. Märgistage selgelt lahustunud aine ja molaarsus, et lahust saaks hiljem kasutada.
      • Näide. Mõõtke keeduklaasi (mahu mõõtmise instrument) abil 50 milliliitrit vett ja lahustage selles 2,19 grammi NaCl.
      • Segage lahust, kuni pulber on täielikult lahustunud.

   Teadaoleva kontsentratsiooniga lahjenduslahused

   1. Määrake iga lahuse kontsentratsioon. Lahuste lahjendamisel peate teadma alglahuse ja saadava lahuse kontsentratsiooni. See meetod sobib kontsentreeritud lahuste lahjendamiseks.

      • Näide: 5 M lahusest peate valmistama 75 milliliitrit 1,5 M NaCl lahust. Algse lahuse kontsentratsioon on 5 M ja peate selle lahjendama kontsentratsioonini 1,5 M.

   2. Määrake lõpplahuse maht. Peate leidma soovitud lahenduse mahu. Peate arvutama lahuse koguse, mis on vajalik selle lahuse lahjendamiseks vajaliku kontsentratsiooni ja mahuni.

      • Näide: 5 M lähtelahusest peate valmistama 75 milliliitrit 1,5 M NaCl lahust. Selles näites on lahuse lõppmaht 75 milliliitrit.

   3. Arvutage lahuse maht, mida on vaja esialgse lahuse lahjendamiseks. Selleks vajate järgmist valemit: V 1 C 1 = V 2 C 2, kus V 1 on vajaliku lahuse maht, C 1 on selle kontsentratsioon, V 2 on lõpplahuse maht, C 2 on selle kontsentratsioon.

Lahuste valmistamine. Lahus on kahe või enama aine homogeenne segu. Lahuse kontsentratsiooni väljendatakse mitmel viisil:

massiprotsentides, s.o. 100 g lahuses sisalduva aine grammide arvu järgi;

mahuprotsentides, s.o. aine mahuühikute arvu (ml) järgi 100 ml lahuses;

molaarsus, st. 1 liitris lahuses sisalduva aine grammmoolide arv (molaarsed lahused);

normaalsus, s.t. lahustunud aine grammekvivalentide arv 1 liitris lahuses.

Lahendused protsentuaalne kontsentratsioon. Protsentlahused valmistatakse ligikaudsete lahustena, samal ajal kui aine proov kaalutakse tehnokeemilisel kaalul ja mahud mõõdetakse mõõtesilindrite abil.

Toiduvalmistamiseks protsenti lahendusi kasutada mitmeid tehnikaid.

Näide. On vaja valmistada 1 kg 15% naatriumkloriidi lahust. Kui palju soola selleks vaja on? Arvutamine toimub vastavalt proportsioonile:

Seetõttu peate selleks võtma 1000-150 = 850 g vett.

Juhtudel, kui on vaja valmistada 1 liiter 15% naatriumkloriidi lahust, arvutatakse vajalik kogus soola erineval viisil. Leidke teatmeteose abil selle lahuse tihedus ja korrutades selle antud mahuga, saate vajaliku koguse lahuse massi: 1000-1,184 = 1184 g.

Siis järgneb:

Seetõttu on 1 kg ja 1 liitri lahuse valmistamiseks vajalik naatriumkloriidi kogus erinev. Juhtudel, kui lahused valmistatakse kristallisatsioonivett sisaldavatest reagentidest, tuleb seda vajaliku reaktiivi koguse arvutamisel arvesse võtta.

Näide. Kristallisatsioonivett (Na2CO3-10H2O) sisaldavast soolast on vaja valmistada 1000 ml 5% Na2CO3 lahust tihedusega 1,050.

Na2CO3 molekulmass (mass) on 106 g, Na2CO3-10H2O molekulmass (mass) 286 g, siit arvutatakse vajalik kogus Na2CO3-10H2O 5% lahuse valmistamiseks:

Lahused valmistatakse järgmiselt lahjendusmeetodil.

Näide. Happelahusest suhtelise tihedusega 1,185 (37,3%) on vaja valmistada 1 liiter 10% HCl lahust. 10% lahuse suhteline tihedus on 1,047 (vastavalt võrdlustabelile), seega on 1 liitri sellise lahuse mass (mass) 1000X1,047 = 1047 g See lahuse kogus peaks sisaldama puhast vesinikkloriidi

Et määrata, kui palju 37,3% hapet tuleb võtta, moodustame proportsiooni:

Lahuste valmistamisel kahe lahuse lahjendamise või segamise teel kasutatakse arvutuste lihtsustamiseks diagonaalskeemi meetodit ehk “ristireeglit”. Kahe joone ristumiskohas kirjutatakse antud kontsentratsioon ja mõlemas otsas vasakul - lahusti alglahuste kontsentratsioon on võrdne nulliga.

Tavaliselt, kui kasutatakse nimetust "lahendus", mõeldakse tõelisi lahendusi. Tõelistes lahustes jaotub lahustunud aine üksikute molekulide kujul lahusti molekulide vahel. Kõik ained ei lahustu üheski vedelikus ühtviisi hästi, s.t. Erinevate ainete lahustuvus teatud lahustites on erinev. Tavaliselt suureneb tahkete ainete lahustuvus temperatuuri tõustes, nii et selliste lahuste valmistamisel on paljudel juhtudel vaja neid kuumutada.

Igas lahustis ei saa lahustada rohkem kui teatud kogus antud ainet. Kui valmistate lahuse, mis sisaldab mahuühiku kohta suurim arv aine, mis suudab antud temperatuuril lahustuda, ja lisada sellele vähemalt väike kogus lahustuvat ainet, siis jääb see lahustumatuks. Sellist lahust nimetatakse küllastunud.

Kui valmistate kuumutamisel kontsentreeritud lahuse, mis on peaaegu küllastunud, ja jahutage saadud lahus seejärel kiiresti, kuid ettevaatlikult, ei pruugi sade tekkida. Kui visata sellisesse lahusesse soolakristall ja segada või hõõruda klaaspulgaga vastu anuma seinu, siis kukuvad soolakristallid lahusest välja. Järelikult sisaldas jahutatud lahus rohkem soola, kui vastas selle lahustuvusele antud temperatuuril. Selliseid lahendusi nimetatakse üleküllastunud.

Lahuste omadused erinevad alati lahusti omadustest. Lahus keeb rohkem kui kõrge temperatuur kui puhas lahusti. Lahuste tahkestumise temperatuur on seevastu madalam kui lahustite puhul.

Võetud lahusti olemuse alusel jagatakse lahused vesi- ja mittevesilahusteks. Viimaste hulka kuuluvad ainete lahused orgaanilistes lahustites (alkohol, atsetoon, benseen, kloroform jne). Enamiku soolade, hapete ja leeliste lahustiks on vesi. Biokeemikud kasutavad selliseid lahuseid harva; nad töötavad sageli ainete vesilahustega.

Igas lahuses on aine sisaldus erinev, mistõttu on oluline teada lahuse kvantitatiivset koostist. Neid on erinevaid viise lahuste kontsentratsiooni avaldised: lahustunud aine massiosades moolid 1 liitri lahuse kohta, ekvivalendid 1 liitri lahuse kohta, gramme või milligramme 1 ml lahuse kohta jne.

Lahustunud aine massiosa määratakse protsentides. Seetõttu nimetatakse neid lahendusi protsenti lahendusi.

Soluudi massifraktsioon (ω) väljendab lahustunud aine massi (m 1) ja lahuse kogumassi (m) suhet.

ω = (m 1 /m) x 100%

Tavaliselt väljendatakse lahustunud aine massiosa 100 g lahuse kohta. Seetõttu sisaldab 10% lahus 10 g ainet 100 g lahuses või 10 g ainet ja 100-10 = 90 g lahustit.

Molaarne kontsentratsioon määratakse aine moolide arvu järgi 1 liitris lahuses. Lahuse molaarne kontsentratsioon (M) on lahustunud aine koguse moolides (ν) ja selle lahuse teatud mahu (V) suhe.

Lahuse mahtu väljendatakse tavaliselt liitrites. Laborites tähistatakse molaarse kontsentratsiooni väärtust tavaliselt tähega M. Nii tähistatakse monomolaarset lahust 1 M (1 mol/l), detsimolaarset lahust - 0,1 M (0,1 mol/l) jne. Selleks, et määrata, mitu grammi antud ainet on 1 liitris antud kontsentratsiooniga lahuses, on vaja teada selle molaarmassi (vt perioodilisustabel). On teada, et 1 mooli aine mass on arvuliselt võrdne selle molaarmassiga, näiteks naatriumkloriidi molaarmass on 58,45 g/mol, seega on 1 mooli NaCl mass 58,45 g. Seega sisaldab 1 M NaCl lahus 58,45 g naatriumkloriidi 1 liitris lahuses.

Molaarkontsentratsiooni ekvivalent(normaalne kontsentratsioon) määratakse lahustunud aine ekvivalentide arvu järgi 1 liitris lahuses.

Vaatame mõistet "ekvivalent". Näiteks HCl sisaldab 1 mooli aatomvesinikku ja 1 mooli aatomkloori. Võime öelda, et 1 mool aatomkloori on samaväärne (või ekvivalentne) 1 mooli aatomilise vesinikuga või kloori ekvivalent ühendis HCl on 1 mool.

Tsink ei ühine vesinikuga, vaid tõrjub selle välja mitmetest hapetest:

Zn + 2HC1 = Zn C1 2 + H 2

Reaktsioonivõrrandist selgub, et 1 mool tsinki asendab vesinikkloriidhappes 2 mooli aatomilist vesinikku. Seetõttu võrdub 0,5 mol tsinki 1 mol aatomvesinikuga või selle reaktsiooni tsingiekvivalendina on 0,5 mol.

Kompleksühendid võivad olla ka ekvivalendid, näiteks reaktsioonis:

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

1 mool väävelhapet reageerib 2 mooli naatriumhüdroksiidiga. Sellest järeldub, et 1 mol naatriumhüdroksiidi on selles reaktsioonis ekvivalentne 0,5 mol väävelhappega.

Seda tuleb meeles pidada mis tahes reaktsioonis reageerivad ained samaväärsetes kogustes. Teatud arvu antud aine ekvivalente sisaldavate lahuste valmistamiseks on vaja osata arvutada ekvivalendi molaarmassi (ekvivalentmassi), st ühe ekvivalendi massi. Ekvivalent (ja seega ka ekvivalentmass) ei ole antud ühendi konstantne väärtus, vaid sõltub reaktsiooni tüübist, millesse ühend siseneb.

Happe ekvivalentmass võrdne selle molaarmassiga jagatuna happe aluselisusega. Seega on lämmastikhappe HNO 3 ekvivalentmass võrdne selle molaarmassiga. Väävelhappe ekvivalentmass on 98:2 = 49. Kolmealuselise fosforhappe ekvivalentmass on 98:3 = 32,6.

Sel viisil arvutatakse reaktsioonide ekvivalentmass täielik vahetus või täielik neutraliseerimine. Reaktsioonide jaoks mittetäielik neutraliseerimine ja mittetäielik vahetus aine ekvivalentmass sõltub reaktsiooni käigust.

Näiteks reageerides:

NaOH + H2SO4 = NaHS04 + H2O

1 mool naatriumhüdroksiidi võrdub 1 mooli väävelhappega, seega on selles reaktsioonis väävelhappe ekvivalentmass võrdne selle molaarmassiga, st 98 g.

Samaväärne baasmass võrdne selle molaarmassiga jagatuna metalli oksüdatsiooniastmega. Näiteks naatriumhüdroksiidi NaOH ekvivalentmass on võrdne selle molaarmassiga ja magneesiumhüdroksiidi ekvivalentmass Mg(OH) 2 on võrdne 58,32:2 == 29,16 g Nii arvutatakse ekvivalentmass ainult selle jaoks reaktsioon täielik neutraliseerimine. Reaktsiooni jaoks mittetäielik neutraliseerimine see väärtus sõltub ka reaktsiooni käigust.

Soola ekvivalentmass võrdub soola molaarmassiga, mis on jagatud metalli oksüdatsiooniastme ja selle aatomite arvu korrutisega soola molekulis. Seega on naatriumsulfaadi ekvivalentmass 142: (1x2) = 71 g ja alumiiniumsulfaadi Al 2 (SO 4) 3 ekvivalentmass on 342: (3x2) = 57 g kaasatud mittetäielikus vahetusreaktsioonis, siis võetakse arvesse ainult reaktsioonis osalevate metalliaatomite arv.

Redoksreaktsioonis osaleva aine ekvivalentmass, on võrdne aine molaarmassiga jagatuna antud aine poolt vastu võetud või ära antud elektronide arvuga. Seetõttu on enne arvutuste tegemist vaja kirjutada reaktsioonivõrrand:

2CuS04 + 4KI = 2CuI + I 2 + 2K 2SO 4

Cu 2+ + e - à Cu +

I - - e - à I o

CuSO 4 ekvivalentmass on võrdne molaarmassiga (160 g). Laboripraktikas kasutatakse nimetust “normaalne kontsentratsioon”, mida erinevates valemites tähistatakse tähega N ja kui antud lahuse kontsentratsiooni tähistatakse tähega “n”. Lahust, mis sisaldab 1 ekvivalenti 1 liitris lahuses, nimetatakse ühenormaalseks ja tähistatakse 1 N., mis sisaldab 0,1 ekvivalenti - detsinormaalne (0,1 N), 0,01 ekvivalenti - sentinormaalne (0,01 N).

Lahuse tiiter on 1 ml lahuses lahustunud aine grammide arv. Analüütilises laboris arvutatakse töölahuste kontsentratsioon ümber otse määratavale ainele. Seejärel näitab lahuse tiiter, mitu grammi määratavat ainet vastab 1 ml töölahusele.

Fotomeetrias kasutatavate lahuste kontsentratsioon nn standardlahendused, väljendatakse tavaliselt milligrammide arvuna 1 ml lahuses.

Happelahuste valmistamisel sageli kasutatakse kontsentratsiooni 1:x, mis näitab, mitu mahuosa vett (X) on kontsentreeritud happe osa kohta.

Lahenduste lähendamiseks Siia kuuluvad nii lahused, mille kontsentratsioon on väljendatud protsentides, kui ka hapete lahused, mille kontsentratsiooni näitab avaldis 1:x. Enne lahuste valmistamist valmistage toidud nende valmistamiseks ja säilitamiseks. Kui valmistate väikese koguse lahust, mida kasutatakse päeva jooksul, siis ei pea seda pudelisse valama, vaid võib jätta kolbi.

Kolvile on vaja kirjutada spetsiaalne vaha pliiats(või marker) lahustunud aine valem ja lahuse kontsentratsioon, näiteks HC1 (5%). Kell pikaajaline ladustamine Pudelile, milles lahust hoitakse, tuleb panna silt, mis näitab, milline lahus selles on ja millal see valmistati.

Nõusid lahuste valmistamiseks ja säilitamiseks tuleb pesta ja loputada destilleeritud veega.

Lahuste valmistamiseks tuleks kasutada ainult puhtaid aineid ja destilleeritud vett. Enne lahuse valmistamist on vaja välja arvutada lahustunud aine kogus ja lahusti kogus. Ligikaudsete lahuste valmistamisel arvutatakse lahustunud aine kogus kümnendiku täpsusega, molekulmassi väärtused ümardatakse täisarvudeks ja vedeliku koguse arvutamisel ei võeta milliliitri osasid arvesse.

Erinevate ainete lahuste valmistamise tehnika on erinev. Igasuguse ligikaudse lahuse valmistamisel võetakse aga proov tehnokeemilisel kaalul ja vedelikke mõõdetakse mõõtesilindriga.

Soolalahuste valmistamine. Peate valmistama 200 g 10% kaaliumnitraadi KNO3 lahust.

Vajalik soola kogus arvutatakse proportsioonide järgi:

100 g - 10 g KNO 3

200 g – X g KNO 3 X = (200 x 10) / 100 = 20 g KNO 3

Vee kogus: 200-20=180 g või 180 ml.

Kui sool, millest lahus valmistatakse, on sisaldab kristallisatsioonivett, siis on arvutus veidi erinev. Näiteks peate valmistama 200 g 5% CaCl 2 lahust, mis põhineb CaCl 2 x 6H 2 O.

Esiteks arvutatakse veevaba sool:

100 g - 5 g CaCl 2

200 g - X g CaCl 2 X = 10 g CaCl 2

CaCl 2 molekulmass on 111, CaCl 2 x 6H 2 O molekulmass on 219, seega sisaldab 219 g CaCl 2 x 6H 2 O 111 g CaCl 2.

Need. 219-111

X - 10 X = 19,7 g CaCl2 x 6H2O

Vajaliku lahuse saamiseks on vaja välja kaaluda 19,7 g CaCl 2 x 6H 2 O soola Vee kogus on 200-19,7 = 180,3 g ehk 180,3 ml. Vett mõõdetakse mõõtesilindri abil, seega kümnendikke millimeetrit arvesse ei võeta. Seetõttu peate võtma 180 ml vett.

Soolalahus valmistatakse järgmiselt. Vajalik kogus soola kaalutakse tehnilisel keemilisel skaalal. Viige proov ettevaatlikult kolbi või klaasi, kus lahus valmistatakse. Mõõda välja vajalik kogus vesi mõõtsilindriga ja valatakse ligikaudu pool mõõdetud kogusest veeprooviga kolbi. Tugeval segamisel saavutatakse proovi täielik lahustumine, mis mõnikord nõuab kuumutamist. Pärast proovi lahustamist lisage järelejäänud kogus vett. Kui lahus on hägune, filtreeritakse see läbi volditud filtri.

Leeliselahuste valmistamine. Teatud kontsentratsiooniga lahuse valmistamiseks vajaliku leelise koguse arvutamine toimub samamoodi nagu soolalahuste puhul. Tahke leelis, eriti mitte eriti hästi puhastatud, sisaldab aga palju lisandeid, mistõttu on soovitatav leelist välja kaaluda arvutuslikust kogusest 2–3%. Leeliselahuste valmistamise tehnikal on oma omadused.

Leeliselahuste valmistamisel tuleb järgida järgmisi reegleid:

1. Leelisetükke tuleks võtta tangide, pintsettidega ja kui on vaja kätega võtta, siis kindlasti kummikindaid. Granuleeritud leelis väikeste kookide kujul valatakse portselanlusikaga.

2. Sa ei saa paberil leelist kaaluda; Selleks peaksite kasutama ainult klaas- või portselannõusid.

3. Leelist ei saa lahustada paksuseinalistes pudelites, kuna lahustumisel muutub lahus väga kuumaks; pudel võib lõhkeda.

Tehnokeemilisel kaalul kaalutud leelisekogus asetatakse suurde portselanist tassi või klaasi. Sellesse mahutisse valatakse selline kogus vett, nii et lahuse kontsentratsioon oleks 35-40%. Segage lahust klaaspulgaga, kuni kogu leelis on lahustunud. Seejärel lastakse lahusel seista, kuni see jahtub ja moodustub sade. Sade koosneb lisanditest (peamiselt karbonaatidest), mis ei lahustu kontsentreeritud leeliselahustes. Ülejäänud leelis valatakse ettevaatlikult teise anumasse (eelistatavalt sifooni abil), kuhu lisatakse vajalik kogus vett.

Happelahuste valmistamine. Arvutused happelahuste valmistamisel erinevad soolade ja leeliste lahuste valmistamise omadest, kuna happelahuste kontsentratsioon ei ole veesisalduse tõttu 100%; Vajalikku hapet ei kaaluta välja, vaid mõõdetakse mõõtesilindri abil. Happelahuste arvutamisel kasutatakse standardtabeleid, mis näitavad happelahuse protsenti, selle lahuse tihedust teatud temperatuuril ja selle happe kogust, mis sisaldub 1 liitris antud kontsentratsiooniga lahuses.

Näiteks peate valmistama 1 liitri 10% HCl lahust, mis põhineb saadaoleval 38,0% happel tihedusega 1,19. Tabelist leiame, et 10% happe lahus at toatemperatuur selle tihedus on 1,05, seega on selle 1 liitri mass 1,05 x 1000 == 1050 g.

Selle koguse jaoks arvutatakse puhta HCl sisaldus:

100 g - 10 g HCl

1050 g - X g HCl X = 105 g HCl

Hape tihedusega 1,19 sisaldab 38 g HCl, seega:

X = 276 g või 276: 1,19 = 232 ml.

Vee kogus: 1000 ml - 232 ml = 768 ml.

Sageli kasutatakse happelahuseid mille kontsentratsiooni väljendatakse 1:x, kus x on täisarv, mis näitab, mitu kogust vett tuleks võtta kontsentreeritud happe mahu kohta. Näiteks 1:5 happelahus tähendab, et lahuse valmistamisel segati 5 mahuosa vett 1 mahuosa kontsentreeritud happega.

Valmistage näiteks 1 liiter väävelhappe lahust vahekorras 1:7. Kokku tuleb 8 osa. Iga osa on võrdne 1000:8 = 125 ml. Seetõttu peate võtma 125 ml kontsentreeritud hapet ja 875 ml vett.

Happelahuste valmistamisel tuleb järgida järgmisi reegleid:

1. Lahust ei saa valmistada paksuseinalises pudelis, kuna hapete, eriti väävelhappe lahjendamisel tekib tugev kuumenemine. Happelahused valmistatakse kolbides.

2. Lahjendamisel ärge valage happesse vett. Arvutatud kogus vett valatakse kolbi ja seejärel lisatakse õhukese joana, järk-järgult, segades vajalik kogus hapet. Hapet ja vett mõõdetakse gradueeritud silindrite abil.

3. Pärast lahuse jahtumist valage see pudelisse ja kleepige etikett; paberist etikett on vahatatud; Saate teha spetsiaalse värviga sildi otse pudelitele.

4. Kui kontsentreeritud hapet, millest lahjendatud lahus valmistatakse, säilitatakse pikka aega, siis on vaja selgitada selle kontsentratsiooni. Selleks mõõda selle tihedus ja leia tabeli abil täpne happesisaldus lahuses.

Täpsete lahenduste kontsentratsioon väljendatakse molaarse või normaalkontsentratsioonina või tiitrina. Neid lahendusi kasutatakse tavaliselt analüütilises töös; Neid kasutatakse füüsikalis-keemilistes ja biokeemilistes uuringutes harva.

Täpsete lahuste valmistamise kaalud arvutatakse kuni neljanda kümnendkoha täpsusega ja molekulmasside täpsus vastab täpsusele, millega need on toodud võrdlustabelites. Proov võetakse analüütilise kaaluga; lahus valmistatakse mõõtekolvis, st lahusti kogust ei arvutata. Valmistatud lahuseid ei tohi hoida mõõtekolbides, need valatakse hästi valitud korgiga pudelisse.

Kui pudelisse või teise kolbi on vaja valada täpne lahus, toimige järgmiselt. Pudel või kolb, millesse lahus valatakse, pestakse põhjalikult, loputatakse mitu korda destilleeritud veega ja lastakse vee äravooluks tagurpidi seista või kuivatatakse. Loputage pudelit 2-3 korda väikeste osade lahusega, mida kavatsete valada, ja seejärel valage lahus ise. Igal täpsel lahendusel on oma säilivusaeg.

Toiduvalmistamise arvutused molaarne ja tavalisi lahendusi teostatakse järgmiselt.

Näide 1.

On vaja valmistada 2 liitrit 0,5 M Na 2 CO 3 lahust. Na 2 CO 3 molaarmass on 106. Seetõttu sisaldab 1 liiter 0,5 M lahust 53 g Na 2 CO 3. 2 liitri valmistamiseks peate võtma 53 x 2 = 106 g Na 2 CO 3. See kogus soola sisaldub 2 liitris lahuses.

Teine viis arvutuse visualiseerimiseks:

1 liiter 1 M Na 2 CO 3 lahust sisaldab 106 g Na 2 CO 3

(1L – 1M – 106 g)

2 l 1M Na 2 CO 3 lahust sisaldab x g Na 2 CO 3

(2L - 1M - x g);

loendamisel "käsi sulgeb" väljendi keskosa (1 miljonit)

Leiame, et 2 liitrit 1 M Na 2 CO 3 lahust sisaldab 212 g Na 2 CO 3

(2L – 1M – 212 g)

Ja 2 liitrit 0,5 M Na 2 CO 3 lahust ("vasak pool sulgub") sisaldab x g Na 2 CO 3 (2 l – 0,5 M – x g)

Need. 2 l 0,5 M Na 2 CO 3 lahust sisaldab 106 g Na 2 CO 3

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

(saage kontsentreeritumast lahusest vähem kontsentreeritud lahus)

1 toiming:

Kontsentreeritud lahuse (mida tuleb lahjendada) ml arv

Nõutav maht ml-des (valmistatakse)

Vähem kontsentreeritud lahuse kontsentratsioon (see, mida soovite saada)

Kontsentreeritud lahuse kontsentreerimine (see, mida me lahjendame)

Toiming 2:

Vee (või lahjendi) ml arv = või vett kuni (ad) nõutava mahuni ()

Ülesanne nr 6. Pudel ampitsilliini sisaldab 0,5 kuiv ravim. Kui palju lahustit peate võtma, et 0,5 ml lahust sisaldaks 0,1 g kuivainet?

Lahendus: antibiootikumi lahjendamisel 0,1 g kuiva pulbri kohta võtke 0,5 ml lahustit, seega, kui

0,1 g kuivainet – 0,5 ml lahustit

0,5 g kuivainet - x ml lahustit

saame:

Vastus: Selleks, et 0,5 ml lahust sisaldaks 0,1 g kuivainet, on vaja võtta 2,5 ml lahustit.

Ülesanne nr 7. Pudel penitsilliini sisaldab 1 miljon ühikut kuivravimit. Kui palju lahustit tuleb võtta, et 0,5 ml lahust sisaldaks 100 000 ühikut kuivainet?

Lahendus: 100 000 ühikut kuivainet – 0,5 ml kuivainet, seejärel 100 000 ühikut kuivainet – 0,5 ml kuivainet.

1000000 ühikut – x

Vastus: Selleks, et 0,5 ml lahust sisaldaks 100 000 ühikut kuivainet, on vaja võtta 5 ml lahustit.

Ülesanne nr 8. Oksatsilliini pudel sisaldab 0,25 droogi. Kui palju lahustit peate võtma, et 1 ml lahust sisaldaks 0,1 g kuivainet?

Lahendus:

1 ml lahust – 0,1 g

x ml - 0,25 g

Vastus: Selleks, et 1 ml lahust sisaldaks 0,1 g kuivainet, peate võtma 2,5 ml lahustit.

Probleem nr 9. Insuliinisüstla jagamise hind on 4 ühikut. Mitu süstla osa vastab 28 ühikule? insuliini? 36 ühikut? 52 ühikut?

Lahendus: Et teada saada, mitu süstla osa vastab 28 ühikule. vajalik insuliin: 28:4 = 7 (jaotused).

Sarnased: 36:4=9 (jaotised)

52:4=13 (jaotused)

Vastus: 7, 9, 13 jaotust.

Ülesanne nr 10. Kui palju on vaja võtta 10% selitatud pleegitaja ja vee lahust (liitrites), et valmistada 10 liitrit 5% lahust.

Lahendus:

1) 100 g – 5 g

d) toimeaine

2) 100% – 10g

(ml) 10% lahus

3) 10000-5000=5000 (ml) vett

Vastus: peate võtma 5000 ml selitatud valgendit ja 5000 ml vett.

Ülesanne nr 11. Kui palju on vaja 5 liitri 1% lahuse valmistamiseks võtta 10% valgendi ja vee lahust.

Lahendus:

Kuna 100 ml sisaldab 10 g toimeainet,

1) 100 g - 1 ml

5000 ml – x

(ml) toimeainet

2) 100% – 10ml

00 (ml) 10% lahus

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

Vastus: peate võtma 500 ml 10% lahust ja 4500 ml vett.

Ülesanne nr 12. Kui palju on vaja 2 liitri 0,5% lahuse valmistamiseks võtta 10% valgendi ja vee lahust.

Lahendus:

Kuna 100 ml sisaldab 10 ml toimeainet,

1) 100% – 0,5 ml

0 (ml) toimeainet

2) 100% – 10 ml

(ml) 10% lahus

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

Vastus: peate võtma 10 ml 10% lahust ja 1900 ml vett.

Ülesanne nr 13. Kui palju kloramiini (kuivainet) grammi ja vee kohta on vaja 1 liitri 3% lahuse valmistamiseks.

Lahendus:

1) 3 g – 100 ml

G

2) 10000 – 300=9700ml.

Vastus: 10 liitri 3% lahuse valmistamiseks peate võtma 300 g kloramiini ja 9700 ml vett.

Ülesanne nr 14. Kui palju klooramiini (kuiva) tuleks võtta grammides ja vees, et valmistada 3 liitrit 0,5% lahust.

Lahendus:

Protsent on aine kogus 100 ml-s.

1) 0,5 g – 100 ml

G

2) 3000 – 15 = 2985 ml.

Vastus: 10 liitri 3% lahuse valmistamiseks peate võtma 15 g kloramiini ja 2985 ml vett

Ülesanne nr 15 . Kui palju klooramiini (kuiva) tuleks võtta grammides ja vees, et valmistada 5 liitrit 3% lahust.

Lahendus:

Protsent on aine kogus 100 ml-s.

1) 3 g – 100 ml

G

2) 5000 – 150= 4850 ml.

Vastus: 5 liitri 3% lahuse valmistamiseks peate võtma 150 g kloramiini ja 4850 ml vett.

Ülesanne nr 16. Sooja kompressi tegemiseks 40% lahusest etüülalkohol peate võtma 50 ml. Kui palju 96% alkoholi peate sooja kompressi tegemiseks kasutama?

Lahendus:

Vastavalt valemile (1)

ml

Vastus: 96% etüülalkoholi lahusest soojendava kompressi valmistamiseks peate võtma 21 ml.

Ülesanne nr 17. Valmistage 1 liitrist 10% põhilahusest ette 1 liiter 1% pleegituslahust seadmete töötlemiseks.

Lahendus: Arvutage, mitu ml 10% lahust peate 1% lahuse valmistamiseks võtma:

10 g - 1000 ml

Vastus: 1 liitri 1% pleegituslahuse valmistamiseks peate võtma 100 ml 10% lahust ja lisama 900 ml vett.

Ülesanne nr 18. Patsient peab võtma ravimit 1 mg pulbrina 4 korda päevas 7 päeva jooksul, seejärel kui palju seda ravimit on vaja välja kirjutada (arvutus on grammides).

Lahendus: 1g = 1000mg, seega 1mg = 0,001g.

Arvutage, kui palju ravimeid patsient vajab päevas:

4* 0,001 g = 0,004 g, seega vajab ta 7 päeva jooksul:

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

Vastus: Seda ravimit tuleb välja kirjutada 0,028 g.

Ülesanne nr 19. Patsiendile tuleb manustada 400 tuhat ühikut penitsilliini. Pudel 1 miljon ühikut. Lahjenda 1:1. Mitu ml lahust tuleks võtta?

Lahendus: 1:1 lahjendamisel sisaldab 1 ml lahust 100 tuhat toimeühikut. 1 pudel penitsilliini, igaüks 1 miljon ühikut, lahjendatud 10 ml lahuses. Kui patsiendil on vaja manustada 400 tuhat ühikut, siis on vaja saadud lahust võtta 4 ml.

Vastus: peate võtma 4 ml saadud lahust.

Ülesanne nr 20. Süstige patsiendile 24 ühikut insuliini. Süstla jaotuse hind on 0,1 ml.

Lahendus: 1 ml insuliini sisaldab 40 ühikut insuliini. 0,1 ml insuliini sisaldab 4 ühikut insuliini. Patsiendile 24 ühiku insuliini manustamiseks peate võtma 0,6 ml insuliini.