Calcoli nella preparazione di soluzioni acquose. Preparazione di soluzioni titolate

Soluzioni alcaline. Gli alcali caustici e le loro soluzioni assorbono attivamente l'umidità e l'anidride carbonica dall'aria, quindi è difficile preparare da essi soluzioni di titolo accurate. È meglio creare tali soluzioni da fixanals. Per fare ciò, prendi una provetta con un fixanal della normalità richiesta e un matraccio tarato da 1 litro. Un imbuto di vetro viene inserito nel pallone con un percussore di vetro inserito, la cui estremità appuntita è rivolta verso l'alto.

Quando l'attaccante è posizionato correttamente nell'imbuto, l'ampolla fissanale può cadere liberamente in modo che il fondo sottile dell'ampolla si rompa quando colpisce l'estremità appuntita dell'attaccante. Successivamente, l'incavo laterale dell'ampolla viene perforato e il contenuto può defluire. Quindi, senza modificare la posizione dell'ampolla, viene lavata accuratamente con acqua distillata ben bollita, raffreddata a una temperatura di 35-40 ° C e prelevata in una quantità tale che dopo aver raffreddato la soluzione a 20 ° C, solo pochi le gocce dovrebbero essere aggiunte al segno. La soluzione alcalina titolata deve essere conservata in condizioni che escludano la possibilità del suo contatto con l'aria.

Se non c'è fissativo, le soluzioni titolate vengono preparate da preparati di soda caustica (o potassa caustica). Il peso molecolare di NaOH è 40,01. Questo numero è anche il suo equivalente in grammo.

Preparare 1 l 1 e. Soluzione di NaOH, devi prendere 40 g di soda caustica chimicamente pura e preparare 1 l 0,1 n. soluzione - dieci volte meno, cioè 4 g.

Per comodità di calcolare la quantità richiesta di materie prime per la preparazione di 1 litro di soluzioni titolate di alcali di diversa normalità, si consiglia di utilizzare i dati riportati nella Tabella 31.

Tabella 31

Per preparare 1 litro di 0,1 N. soluzione di idrossido di sodio, pesare poco più di 4 g (4,3-4,5 g) del farmaco e sciogliere in un piccolo volume di acqua distillata (circa 7 ml).

Dopo la decantazione, la soluzione viene versata con cura (senza sedimento) in un matraccio tarato da un litro e portata a segno con acqua distillata appena bollita.

La soluzione preparata viene ben miscelata e posta in una bottiglia protetta dall'anidride carbonica. Successivamente, viene stabilito il titolo, ovvero l'esatta concentrazione della soluzione.

Il titolo può essere impostato in base all'acido ossalico o succinico. L'acido ossalico (C g H 2 0 4 -2H 2 0) è dibasico e, quindi, il suo grammo equivalente sarà pari alla metà di quello molecolare. Se il peso molecolare dell'acido ossalico è 126,05 g, il suo equivalente in grammi sarà 126,05: 2 = 63,025 g.

L'acido ossalico disponibile deve essere ricristallizzato una o due volte e solo successivamente utilizzato per impostare il titolo.

La ricristallizzazione viene eseguita come segue: viene prelevata una quantità arbitraria della sostanza destinata alla ricristallizzazione, sciolta mediante riscaldamento, cercando di ottenere la massima concentrazione possibile della soluzione o soluzione satura. Se necessario, questa soluzione viene filtrata attraverso un imbuto di filtrazione caldo. Il filtrato viene raccolto in un matraccio Erlenmeyer, in una tazza di porcellana o in un becher.

A seconda della natura della cristallizzazione della sostanza, la soluzione saturata allo stato caldo viene raffreddata. Per raffreddare rapidamente la soluzione durante la ricristallizzazione, si inserisce il cristallizzatore acqua fredda, neve o ghiaccio. Con un raffreddamento lento, la soluzione viene lasciata a temperatura ambiente.

Se sono caduti cristalli molto piccoli, si sciolgono nuovamente per riscaldamento; il recipiente in cui è stata effettuata la dissoluzione viene subito avvolto in più strati con un asciugamano, coperto con un vetro da orologio e lasciato riposare completamente immobile per 12-15 ore.

Quindi i cristalli vengono separati dalle acque madri mediante filtrazione sotto vuoto (imbuto Buchner), strizzati accuratamente, lavati ed asciugati.

Preparazione 0,1 n. Soluzione di NaOH, è necessario avere una soluzione di acido ossalico della stessa normalità, per questo è necessario assumere 63,025: 10 \u003d 6,3025 g per 1 litro di soluzione, ma per impostare il titolo di una tale quantità di acido ossalico soluzione, c'è molto; quanto basta per preparare 100 ml. Per fare ciò, circa 0,63 g di acido ossalico ricristallizzato vengono pesati su una bilancia analitica fino alla quarta cifra decimale, ad esempio 0,6223 g Un campione di acido ossalico viene sciolto in un matraccio tarato (per 100 ml). Conoscendo la massa della sostanza assunta e il volume della soluzione, è facile calcolarne l'esatta concentrazione, che in questo caso non è uguale a 0,1 n., ma leggermente inferiore.

Dalla soluzione preparata, prelevare 20 ml con una pipetta, aggiungere alcune gocce di fenolftaleina e titolare con la soluzione alcalina preparata fino a quando appare un tenue colore rosa.

Utilizzare 22,05 ml di alcali per la titolazione. Come determinarne il titolo e la normalità?

L'acido ossalico è stato preso 0,6223 g invece della quantità teoricamente calcolata di 0,6303 g Pertanto, la sua normalità non sarà esattamente 0,1

Per calcolare la normalità di un alcali utilizziamo la relazione VN=ViNt, cioè il prodotto di volume e normalità soluzione notaè uguale al prodotto di volume e normalità per una soluzione sconosciuta. Otteniamo: 20-0.09873 \u003d 22.05-a:, da dove

Per calcolare il titolo o il contenuto di NaOH in 1 ml di soluzione, la normalità deve essere moltiplicata per il grammo equivalente di alcali e il prodotto risultante diviso per 1000. Quindi il titolo dell'alcali sarà

Ma questo titolo non corrisponde a 0,1 n. Soluzione di NaOH. Per fare ciò, usa il coefficiente a, cioè, il rapporto tra titolo pratico e titolo teorico. In questo caso, sarà uguale a

Quando viene utilizzato per impostare il titolo acido succinico la sua soluzione viene preparata nello stesso ordine dell'acido ossalico, in base al seguente calcolo: il peso molecolare dell'acido succinico (C 4 H 6 0 4) è 118,05 g, ma poiché è bibasico, il suo grammo equivalente è 59,02 g .

Per preparare 1 litro di una soluzione decinormale di acido succinico, deve essere assunto in una quantità di 59,02: 10 = = 5,902 e per 100 ml di soluzione - 0,59 g.

Impostazione del titolo 0,1 N Soluzione di NaOH con il metodo del peso. Per impostare il titolo su 0,1 N. Soluzione di NaOH, prendiamo un campione di acido succinico con una precisione di 0,0001 g (ad esempio, 0,1827 g). Sciogliamo il campione in acqua distillata (circa 100 ml), quindi aggiungiamo 3-5 gocce di fenolftaleina e titoliamo con alcali (NaOH). Si supponga di utilizzare 28 ml di NaOH per la titolazione. Calcoliamo il titolo di NaOH e lo correggiamo come segue: poiché il grammo equivalente di NaOH, pari a 40,01 g, corrisponde al grammo equivalente di acido succinico, pari a 59,02 g, allora, componendo la proporzione, scopriamo quanto NaOH è contenuto nella quantità pesata di acido succinico: 40.01-59.02

Calcoliamo il titolo di NaOH, ovvero il contenuto di NaOH in 1 ml di soluzione. È uguale a: 0,1238: 28=0,00442. La correzione al titolo NaOH è uguale al rapporto tra titolo pratico e titolo teorico

Verifica della normalità di una soluzione alcalina mediante una soluzione acida titolata. 20-25 ml di una soluzione acida titolata (HC1 o H 2 S0 4) vengono misurati con una buretta in tre matracci conici e titolati con una soluzione di NaOH fino a quando il colore dell'arancio metile non cambia.

Si supponga che per la titolazione di tre campioni da 20 ml di 0,1015 N. La soluzione di HC1 ha consumato in media 19,50 ml di soluzione di NaOH. La normalità degli alcali sarà

soluzioni acide. Nella maggior parte dei casi, il laboratorio ha a che fare con acido solforico, cloridrico e nitrico. Sono sotto forma di soluzioni concentrate, la cui percentuale è riconoscibile dalla densità.

Nel lavoro analitico utilizziamo acidi chimicamente puri. Per preparare una soluzione dell'uno o dell'altro acido, la quantità di acidi concentrati viene solitamente presa in volume, calcolata dalla densità.

Ad esempio, è necessario preparare 0,1 n. H 2 S0 4 soluzione. Ciò significa che dovrebbe contenere 1 litro di soluzione

Quanto in volume è necessario assumere H 2 S0 4 con una densità di 1,84, in modo che, diluendolo a 1 litro, si ottenga 0,1 n. soluzione?

Un acido con una densità di 1,84 contiene il 95,6% di H 2 S0 4 . Pertanto, per 1 litro di soluzione, deve essere assunto in grammi:

Esprimendo la massa in unità di volume, otteniamo

Dopo aver misurato esattamente 2,8 ml di acido dalla buretta, diluirlo a 1 litro in un matraccio tarato, quindi, titolando con alcali, verificare la normalità.

Ad esempio, durante la titolazione, è stato riscontrato che 1 ml di 0,1 N. una soluzione di H 2 S0 4 non contiene 0,0049 g di H 2 S0 4, ma 0,0051 g Per calcolare la quantità di acqua che deve essere aggiunta a 1 litro di acido, facciamo la proporzione:

Pertanto, a questa soluzione devono essere aggiunti 41 ml di acqua. Ma considerando che sono stati prelevati 20 ml dalla soluzione iniziale per la titolazione, che è 0,02, è necessario prelevare meno acqua, ovvero 41-(41-0,02) \u003d 41-0,8 \u003d 40,2 ml . Questa è la quantità di acqua e aggiungere dalla buretta al pallone con la soluzione.

Il lavoro di cui sopra è abbastanza scrupoloso quando viene eseguito, quindi è possibile preparare soluzioni approssimativamente accurate introducendo un fattore di correzione che viene applicato nel lavoro per ogni titolazione. In questo caso, il numero di millilitri spesi della soluzione viene moltiplicato per il fattore di correzione.

Il fattore di correzione è calcolato dalla formula

dove V - il volume della soluzione in esame prelevato per la titolazione;

kt- fattore di correzione di una soluzione alcalina di normalità nota, in base al quale viene fissato il titolo della soluzione acida appena preparata;

Y x è il volume di una soluzione alcalina di normalità nota utilizzata per la titolazione dell'acido in esame.

Tabella 32

Per facilitare il processo di preparazione di soluzioni titolate di acidi, offriamo una tabella della quantità di sostanze di partenza per la preparazione di 1 litro di soluzioni di diversa normalità (Tabella 32).

Va tenuto presente che quando si sciolgono gli acidi, l'acido deve essere aggiunto all'acqua e non viceversa.

Semplici soluzioni chimiche possono essere facilmente preparate in vari modi a casa o al lavoro. Sia che tu stia preparando una soluzione da un materiale in polvere o diluendo un liquido, la quantità corretta di ciascun componente può essere facilmente determinata. Quando si preparano soluzioni chimiche, ricordarsi di utilizzare dispositivi di protezione individuale per evitare lesioni.

Passi

Calcolo delle percentuali utilizzando la formula peso/volume

Determinare la percentuale in peso/volume della soluzione. Le percentuali mostrano quante parti di una sostanza ci sono in cento parti di una soluzione. Come applicato a soluzioni chimiche ciò significa che se la concentrazione è dell'1 percento, 100 millilitri della soluzione contengono 1 grammo della sostanza, ovvero 1 ml / 100 ml.

• Ad esempio, in peso: una soluzione al 10% in peso contiene 10 grammi della sostanza disciolti in 100 millilitri della soluzione.
• Ad esempio, in volume: una soluzione al 23% in volume contiene 23 millilitri del composto liquido ogni 100 millilitri di soluzione.

1. Determina il volume della soluzione che vuoi preparare. Per scoprire la massa richiesta di una sostanza, devi prima determinare il volume finale della soluzione di cui hai bisogno. Questo volume dipende dalla quantità di soluzione necessaria, dalla frequenza con cui la utilizzerai e dalla stabilità della soluzione finita.

   • Se è necessario utilizzare ogni volta una soluzione fresca, preparare solo la quantità necessaria per un utilizzo.
   • Se la soluzione mantiene le sue proprietà per molto tempo, puoi prepararti grande quantità per usarlo in seguito.

2. Calcolare il numero di grammi di sostanza necessari per preparare la soluzione. Per calcolare il numero di grammi richiesto, utilizzare la seguente formula: numero di grammi = (percentuale richiesta)(volume richiesto/100 ml). In questo caso, le percentuali richieste sono espresse in grammi e il volume richiesto è espresso in millilitri.

   • Esempio: è necessario preparare una soluzione di NaCl al 5% con un volume di 500 millilitri.
   • numero di grammi = (5 g)(500 ml/100 ml) = 25 grammi.
   • Se si dà NaCl come soluzione, basta prendere 25 millilitri di NaCl invece di grammi di polvere e sottrarre quel volume dal volume finale: 25 millilitri di NaCl per 475 millilitri di acqua.

3. Pesare la sostanza. Dopo aver calcolato la massa richiesta della sostanza, dovresti misurare questa quantità. Prendi una bilancia calibrata, posizionaci sopra la ciotola e azzerala. Pesare importo richiesto sostanze in grammi e versarlo.

   • Prima di continuare a preparare la soluzione, assicurarsi di pulire il piatto della bilancia dai residui di polvere.
   • Nell'esempio sopra devono essere pesati 25 grammi di NaCl.

4. Sciogliere la sostanza nella quantità necessaria di liquido. Salvo diversa indicazione, come solvente viene utilizzata l'acqua. Prendi un misurino e misura la quantità necessaria di liquido. Successivamente, sciogliere il materiale in polvere nel liquido.

   • Firma il contenitore in cui conserverai la soluzione. Indicare chiaramente su di esso la sostanza e la sua concentrazione.
   • Esempio: sciogliere 25 grammi di NaCl in 500 millilitri di acqua per ottenere una soluzione al 5%.
   • Ricorda che se stai diluendo una sostanza liquida, per ottenere la quantità di acqua richiesta, devi sottrarre il volume della sostanza aggiunta dal volume finale della soluzione: 500 ml - 25 ml \u003d 475 ml di acqua.

   Preparazione di una soluzione molecolare

   1. Determinare il peso molecolare della sostanza utilizzata dalla formula. La formula del peso molecolare (o semplicemente peso molecolare) di un composto è scritta in grammi per mole (g/mol) sul lato della bottiglia. Se non riesci a trovare il peso molecolare sulla bottiglia, cercalo online.

      • Il peso molecolare di una sostanza è la massa (in grammi) di una mole di quella sostanza.
      • Esempio: il peso molecolare del cloruro di sodio (NaCl) è 58,44 g/mol.

   2. Determinare il volume della soluzione richiesta in litri.È molto facile preparare un litro di soluzione, in quanto la sua molarità è espressa in moli/litro, tuttavia può essere necessario farne più o meno di un litro, a seconda dello scopo della soluzione. Usa il volume finale per calcolare il numero di grammi richiesto.

      • Esempio: occorre preparare 50 millilitri di una soluzione con una frazione molare di NaCl 0,75.
      • Per convertire i millilitri in litri, dividili per 1000 e ottieni 0,05 litri.

   3. Calcolare il numero di grammi necessari per preparare la soluzione molecolare richiesta. Per fare ciò, utilizzare la seguente formula: numero di grammi = (volume richiesto) (molarità richiesta) (peso molecolare secondo la formula). Ricorda che il volume richiesto è espresso in litri, la molarità è in moli per litro e il peso molecolare della formula è in grammi per mole.

      • Esempio: se vuoi preparare 50 millilitri di una soluzione con una frazione molare di NaCl di 0,75 (formula del peso molecolare: 58,44 g/mol), devi calcolare il numero di grammi di NaCl.
      • numero di grammi = 0,05 L * 0,75 mol/L * 58,44 g/mol = 2,19 grammi di NaCl.
      • Riducendo le unità di misura si ottengono grammi di una sostanza.

   4. Pesare la sostanza. Utilizzando una bilancia opportunamente calibrata, pesare la quantità richiesta della sostanza. Posizionare la ciotola sulla bilancia e azzerare prima di pesare. Aggiungere la sostanza nella ciotola fino ad ottenere la massa desiderata.

      • Pulire il piatto di pesata dopo l'uso.
      • Esempio: pesare 2,19 grammi di NaCl.

   5. Sciogliere la polvere nella quantità necessaria di liquido. Salvo diversa indicazione, l'acqua viene utilizzata per preparare la maggior parte delle soluzioni. In questo caso viene prelevato lo stesso volume di liquido, che è stato utilizzato per calcolare la massa della sostanza. Aggiungere la sostanza all'acqua e mescolare fino a completa dissoluzione.

      • Firma il contenitore con la soluzione. Etichettare chiaramente il soluto e la molarità in modo che la soluzione possa essere utilizzata in seguito.
      • Esempio: utilizzando un becher (uno strumento per la misurazione del volume), misurare 50 millilitri di acqua e sciogliervi 2,19 grammi di NaCl.
      • Mescolare la soluzione fino a quando la polvere non si è completamente sciolta.

   Diluizione di soluzioni a concentrazione nota

   1. Determina la concentrazione di ciascuna soluzione. Quando si diluiscono le soluzioni, è necessario conoscere la concentrazione della soluzione originale e la soluzione che si desidera ricevere. Questo metodo è adatto per diluire soluzioni concentrate.

      • Esempio: 75 ml di una soluzione di NaCl 1,5 M devono essere preparati da una soluzione 5 M. La soluzione madre è 5 M e deve essere diluita a 1,5 M.

   2. Determina il volume della soluzione finale. Devi trovare il volume della soluzione che vuoi ottenere. Dovrai calcolare la quantità di soluzione che sarà necessaria per diluire questa soluzione per ottenere la concentrazione e il volume richiesti.

      • Esempio: da una soluzione iniziale 5 M devono essere preparati 75 millilitri di una soluzione di NaCl 1,5 M. In questo esempio, il volume finale della soluzione è 75 millilitri.

   3. Calcolare il volume di soluzione che sarà necessario per diluire la soluzione iniziale. Per fare ciò, avrai bisogno della seguente formula: V 1 C 1 \u003d V 2 C 2, dove V 1 è il volume della soluzione richiesta, C 1 è la sua concentrazione, V 2 è il volume della soluzione finale, C 2 è la sua concentrazione.

Preparazione di soluzioni. Una soluzione è una miscela omogenea di due o più sostanze. La concentrazione di una soluzione si esprime in diversi modi:

in percentuale in peso, cioè dal numero di grammi della sostanza contenuta in 100 g della soluzione;

in percentuale del volume, cioè dal numero di unità di volume (ml) della sostanza in 100 ml di soluzione;

molarità, cioè il numero di grammoli di una sostanza in 1 litro di soluzione (soluzioni molari);

normalità, cioè il numero di grammi equivalenti di un soluto in 1 litro di soluzione.

Soluzioni concentrazione percentuale. Le soluzioni percentuali vengono preparate come approssimative, mentre il campione della sostanza viene pesato su bilance tecnochimiche e i volumi vengono misurati con cilindri graduati.

Per cucinare soluzioni percentuali utilizzare diversi metodi.

Esempio.È necessario preparare 1 kg di una soluzione di cloruro di sodio al 15%. Quanto sale è necessario per questo? Il calcolo viene effettuato secondo la proporzione:

Pertanto, l'acqua per questo deve essere presa 1000-150 \u003d 850 g.

Nei casi in cui è necessario preparare 1 litro di una soluzione di cloruro di sodio al 15%, la quantità di sale necessaria viene calcolata in modo diverso. Secondo il libro di riferimento, si trova la densità di questa soluzione e, moltiplicandola per un dato volume, si ottiene la massa della quantità richiesta di soluzione: 1000-1.184 \u003d 1184 g.

Quindi segue:

Pertanto, la quantità richiesta di cloruro di sodio è diversa per la preparazione di 1 kg e 1 litro di soluzione. Nei casi in cui le soluzioni vengono preparate da reagenti contenenti acqua di cristallizzazione, è necessario tenerne conto nel calcolo della quantità richiesta del reagente.

Esempio.È necessario preparare 1000 ml di una soluzione al 5% di Na2CO3 con una densità di 1.050 da un sale contenente acqua di cristallizzazione (Na2CO3-10H2O)

Il peso molecolare (peso) di Na2CO3 è 106 g, il peso molecolare (peso) di Na2CO3-10H2O è 286 g, da qui si calcola la quantità necessaria di Na2CO3-10H2O per preparare una soluzione al 5%:

Le soluzioni vengono preparate con il metodo di diluizione come segue.

Esempio. È necessario preparare 1 l di una soluzione di HCl al 10% da una soluzione acida con una densità relativa di 1,185 (37,3%). La densità relativa di una soluzione al 10% è 1,047 (secondo la tabella di riferimento), quindi la massa (peso) di 1 litro di tale soluzione è 1000X1,047 \u003d 1047 g Questa quantità di soluzione dovrebbe contenere acido cloridrico puro

Per determinare la quantità di acido da assumere al 37,3%, calcoliamo la proporzione:

Quando si preparano soluzioni diluendo o mescolando due soluzioni, per semplificare i calcoli viene utilizzato il metodo dello schema diagonale o la "regola della croce". All'intersezione di due linee viene scritta la concentrazione data, e ad entrambe le estremità a sinistra c'è la concentrazione delle soluzioni iniziali, per il solvente è uguale a zero.

Di solito quando si usa il nome "soluzione" si intendono soluzioni vere. Nelle soluzioni vere, il soluto sotto forma di singole molecole è distribuito tra le molecole del solvente. Non tutte le sostanze si dissolvono ugualmente bene in nessun liquido, ad es. la solubilità di varie sostanze in vari solventi è diversa. In generale, la solubilità dei solidi aumenta con l'aumentare della temperatura, per cui nella preparazione di tali soluzioni in molti casi è necessario riscaldarle.

In una certa quantità di ciascun solvente, non può essere disciolta più di una certa quantità di una data sostanza. Se si prepara una soluzione contenente per unità di volume il numero più grande una sostanza che può dissolversi a una data temperatura e aggiungervi almeno una piccola quantità di soluto, quindi rimarrà non disciolta. Tale soluzione è chiamata satura.

Se una soluzione concentrata, quasi satura, viene preparata mediante riscaldamento e quindi la soluzione risultante viene raffreddata rapidamente ma con attenzione, il precipitato potrebbe non cadere. Se un cristallo di sale viene gettato in una tale soluzione e mescolato o strofinato con una bacchetta di vetro sulle pareti della nave, i cristalli di sale cadranno dalla soluzione. Di conseguenza, la soluzione raffreddata conteneva più sale di quanto corrispondesse alla sua solubilità a una data temperatura. Tali soluzioni sono chiamate supersature.

Le proprietà delle soluzioni sono sempre diverse dalle proprietà del solvente. La soluzione bolle di più alta temperatura rispetto a un solvente puro. La temperatura di solidificazione, invece, è più bassa per le soluzioni che per un solvente.

A seconda della natura del solvente prelevato, le soluzioni sono suddivise in acquose e non acquose. Questi ultimi comprendono soluzioni di sostanze in solventi organici (alcool, acetone, benzene, cloroformio, ecc.). Il solvente per la maggior parte dei sali, acidi e alcali è l'acqua. I biochimici usano raramente tali soluzioni; spesso lavorano con soluzioni acquose di sostanze.

In ogni soluzione, il contenuto della sostanza è diverso, quindi è importante conoscere la composizione quantitativa della soluzione. Esistere vari modi espressioni per la concentrazione di soluzioni: in frazioni di massa di un soluto, moli per 1 litro di soluzione, equivalenti per 1 litro di soluzione, grammi o milligrammi per 1 ml di soluzione, ecc.

La frazione di massa di un soluto è determinata in percentuale. Pertanto, queste soluzioni sono chiamate soluzioni percentuali.

La frazione di massa di un soluto (ω) esprime il rapporto tra la massa del soluto (m 1) e la massa totale della soluzione (m).

ω \u003d (m 1 / m) x 100%

La frazione di massa di un soluto è solitamente espressa per 100 g di soluzione. Pertanto, una soluzione al 10% contiene 10 g di sostanza in 100 g di soluzione o 10 g di sostanza e 100-10 = 90 g di solvente.

Concentrazione molareè determinato dal numero di moli di una sostanza in 1 litro di soluzione. La concentrazione molare di una soluzione (M) è il rapporto tra la quantità di un soluto in moli (ν) e un certo volume di questa soluzione (V).

Il volume della soluzione è solitamente espresso in litri. Nei laboratori, il valore della concentrazione molare è solitamente indicato dalla lettera M. Quindi, una soluzione monomolare è indicata da 1 M (1 mol / l), decimolare - 0,1 M (0,1 mol / l), ecc. Per stabilire quanti grammi di una data sostanza ci sono in 1 litro di una soluzione di una data concentrazione, è necessario conoscerne la massa molare (vedi la tavola periodica). È noto che la massa di 1 mol di una sostanza è numericamente uguale alla sua massa molare, ad esempio la massa molare del cloruro di sodio è 58,45 g / mol, quindi la massa di 1 mol di NaCl è 58,45 g. La soluzione 1 M di NaCl contiene 58,45 g di cloruro di sodio in 1 litro di soluzione.

Concentrazione molare equivalente(concentrazione normale) è determinata dal numero di equivalenti di un soluto in 1 litro di soluzione.

Analizziamo il concetto di "equivalente". Ad esempio, HCl contiene 1 mole di idrogeno atomico e 1 mole di cloro atomico. Possiamo dire che 1 mole di cloro atomico è equivalente (o equivalente) a 1 mole di idrogeno atomico, o l'equivalente di cloro nel composto HCl è 1 mole.

Lo zinco non si combina con l'idrogeno, ma lo sposta da un certo numero di acidi:

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

Si può vedere dall'equazione di reazione che 1 mol di zinco sostituisce 2 mol di idrogeno atomico in acido cloridrico. Pertanto, 0,5 mol di zinco equivalgono a 1 mol di idrogeno atomico, o l'equivalente di zinco per questa reazione sarà 0,5 mol.

I composti complessi possono anche essere equivalenti, ad esempio nella reazione:

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

1 mole di acido solforico reagisce con 2 moli di idrossido di sodio. Ne consegue che 1 mole di idrossido di sodio è equivalente in questa reazione a 0,5 mol di acido solforico.

Va ricordato che in ogni reazione, le sostanze reagiscono in quantità equivalenti. Per preparare soluzioni contenenti un certo numero di equivalenti di una data sostanza, è necessario poter calcolare la massa molare dell'equivalente (massa equivalente), cioè la massa di un equivalente. L'equivalente (e, quindi, la massa equivalente) non è un valore costante per un dato composto, ma dipende dal tipo di reazione in cui il composto entra.

Massa equivalente di acido uguale alla sua massa molare divisa per la basicità dell'acido. Quindi, per l'acido nitrico HNO 3, la massa equivalente è uguale alla sua massa molare. Per l'acido solforico, la massa equivalente è 98:2 = 49. Per l'acido fosforico tribasico, la massa equivalente è 98:3 = 32,6.

In questo modo si calcola la massa equivalente per le reazioni scambio completo o neutralizzazione completa. Con reazioni neutralizzazione incompleta e scambio incompleto la massa equivalente di una sostanza dipende dall'andamento della reazione.

Ad esempio, in risposta:

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

1 mole di idrossido di sodio equivale a 1 mole di acido solforico, quindi, in questa reazione, la massa equivalente di acido solforico è uguale alla sua massa molare, cioè 98 g.

Massa equivalente di base uguale alla sua massa molare divisa per lo stato di ossidazione del metallo. Ad esempio, la massa equivalente di idrossido di sodio NaOH è uguale alla sua massa molare e la massa equivalente di idrossido di magnesio Mg (OH) 2 è 58,32: 2 == 29,16 g Così si calcola la massa equivalente solo per la reazione neutralizzazione completa. Per reazione neutralizzazione incompleta questo valore dipenderà anche dall'andamento della reazione.

Massa equivalente di saleè uguale alla massa molare del sale divisa per il prodotto dello stato di ossidazione del metallo e il numero dei suoi atomi nella molecola di sale. Quindi la massa equivalente di solfato di sodio è 142: (1x2) = 71 g, e la massa equivalente di solfato di alluminio Al 2 (SO 4) 3 è 342: (3x2) = 57 g. Tuttavia, se è coinvolto il sale in una reazione di scambio incompleta, viene preso in considerazione solo il numero di atomi di metallo che partecipano alla reazione.

Massa equivalente di una sostanza coinvolta in una reazione redox, è uguale alla massa molare della sostanza divisa per il numero di elettroni accettati o ceduti da questa sostanza. Pertanto, prima di eseguire il calcolo, è necessario scrivere l'equazione di reazione:

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

Cu 2+ + e - à Cu +

Io - - e - à io o

La massa equivalente di CuSO 4 è uguale alla massa molare (160 g). Nella pratica di laboratorio si usa il nome “concentrazione normale”, che è indicato in varie formule con la lettera N, e quando la concentrazione di una data soluzione è indicata con la lettera “n”. Una soluzione contenente 1 equivalente in 1 litro di soluzione è chiamata normale ed è designata 1 N, contenente 0,1 equivalente - decinormale (0,1 N), 0,01 equivalente - centinormale (0,01 N).

Il titolo di una soluzione è il numero di grammi di una sostanza disciolti in 1 ml di una soluzione. Nel laboratorio analitico, la concentrazione delle soluzioni di lavoro viene ricalcolata direttamente sull'analita. Quindi il titolo della soluzione mostra quanti grammi dell'analita corrispondono a 1 ml della soluzione di lavoro.

La concentrazione di soluzioni utilizzate in fotometria, il cosiddetto soluzioni standard, è solitamente espresso come il numero di milligrammi in 1 ml di soluzione.

Quando si preparano soluzioni acide viene spesso utilizzata una concentrazione 1:x, che mostra quante parti in volume di acqua (X) sono per una parte di acido concentrato.

Per soluzioni approssimative comprendono soluzioni la cui concentrazione è espressa in percentuale, nonché soluzioni di acidi, la cui concentrazione è indicata dall'espressione 1:x. Prima di preparare le soluzioni, preparare i piatti per prepararli e conservarli. Se si sta preparando una piccola quantità di soluzione che verrà utilizzata durante la giornata, non è necessario versarla in una bottiglia, ma può essere lasciata in una fiaschetta.

Sulla boccetta è necessario scrivere con uno speciale matita di cera(o marker) la formula del soluto e la concentrazione della soluzione, ad esempio HC1 (5%). In conservazione a lungo termine sulla bottiglia in cui verrà conservata la soluzione, assicurati di attaccare un'etichetta che indichi quale soluzione è contenuta e quando è stata preparata.

Gli utensili per la preparazione e la conservazione delle soluzioni devono essere lavati in modo pulito e risciacquati con acqua distillata.

Per la preparazione delle soluzioni devono essere utilizzate solo sostanze pure e acqua distillata. Prima di preparare la soluzione, è necessario calcolare la quantità di soluto e la quantità di solvente. Quando si preparano soluzioni approssimative, la quantità di soluto viene calcolata al decimo più vicino, i valori dei pesi molecolari vengono arrotondati a numeri interi e nel calcolo della quantità di liquido non vengono prese in considerazione le frazioni di millilitro.

La tecnica per preparare soluzioni di varie sostanze è diversa. Tuttavia, quando si prepara una soluzione approssimativa, viene prelevato un campione su scala tecnochimica e i liquidi vengono misurati con un cilindro graduato.

Preparazione di soluzioni saline. È necessario preparare 200 g di una soluzione al 10% di nitrato di potassio KNO 3.

Il calcolo della quantità richiesta di sale viene effettuato in base alla proporzione:

100 g - 10 g KNO 3

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

Quantità d'acqua: 200-20=180 go 180 ml.

Se il sale da cui viene preparata la soluzione contiene acqua di cristallizzazione, il calcolo sarà leggermente diverso. Ad esempio, è necessario preparare 200 g di una soluzione di CaCl 2 al 5%, a base di CaCl 2 x 6H 2 O.

Innanzitutto, viene effettuato un calcolo per il sale anidro:

100 g - 5 g CaCl 2

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

Il peso molecolare di CaCl 2 è 111, il peso molecolare di CaCl 2 x 6H 2 O è 219, quindi 219 g di CaCl 2 x 6H 2 O contengono 111 g di CaCl 2.

Quelli. 219 - 111

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

Per ottenere la soluzione richiesta, è necessario pesare 19,7 g di sale CaCl 2 x 6H 2 O. La quantità di acqua è 200-19,7 \u003d 180,3 g o 180,3 ml. L'acqua viene misurata con un cilindro graduato, quindi i decimi di millimetro non vengono presi in considerazione. Pertanto, è necessario assumere 180 ml di acqua.

La soluzione salina viene preparata come segue. Sulla bilancia tecnochimica viene pesata la quantità di sale necessaria. Trasferire con cautela il campione in un matraccio o becher, dove verrà preparata la soluzione. Dosare giusta quantità di acqua con un cilindro graduato e versarla in una fiaschetta con un campione della meta di circa la metà della quantità misurata. L'agitazione vigorosa porta alla completa dissoluzione del campione prelevato e talvolta ciò richiede il riscaldamento. Dopo aver sciolto il campione, si aggiunge il resto dell'acqua. Se la soluzione è torbida, viene filtrata attraverso un filtro pieghettato.

Preparazione di soluzioni alcaline. Il calcolo della quantità di alcali necessaria per preparare una soluzione dell'una o dell'altra concentrazione viene eseguito allo stesso modo delle soluzioni saline. Tuttavia, gli alcali solidi, soprattutto non molto ben purificati, contengono molte impurità, quindi si consiglia di pesare gli alcali in una quantità superiore a quella calcolata del 2-3%. La tecnica per preparare soluzioni alcaline ha le sue caratteristiche.

Quando si preparano soluzioni alcaline, è necessario osservare le seguenti regole:

1. I pezzi di alcali devono essere presi con pinze, pinzette e, se è necessario prenderli con le mani, assicurarsi di indossare guanti di gomma. L'alcali granulare sotto forma di piccole torte viene versato con un cucchiaio di porcellana.

2. È impossibile pesare gli alcali su carta; per questo vanno utilizzate solo stoviglie in vetro o porcellana.

3. Gli alcali non devono essere sciolti in bottiglie a parete spessa, poiché durante la dissoluzione si verifica un forte riscaldamento della soluzione; la bottiglia potrebbe scoppiare.

La quantità di alcali pesata su una bilancia tecnochimica viene posta in una grande tazza di porcellana o di vetro. Una tale quantità di acqua viene versata in questo piatto in modo che la soluzione abbia una concentrazione del 35-40%. Mescolare la soluzione con una bacchetta di vetro fino a quando tutto l'alcali non si è sciolto. La soluzione viene quindi lasciata riposare fino a quando non si raffredda e precipita. Il precipitato è costituito da impurità (principalmente carbonati) che non si dissolvono in soluzioni alcaline concentrate. L'alcali rimanente viene versato con cura in un altro recipiente (preferibilmente con un sifone), dove viene aggiunta la quantità d'acqua necessaria.

Preparazione di soluzioni acide. I calcoli per la preparazione di soluzioni acide sono diversi da quelli per la preparazione di soluzioni di sali e alcali, poiché la concentrazione di soluzioni acide non è pari al 100% a causa del contenuto di acqua; la quantità di acido necessaria non viene pesata, ma misurata con un cilindro graduato. Quando si calcolano le soluzioni acide, vengono utilizzate tabelle standard che indicano la percentuale di una soluzione acida, la densità di una data soluzione a una certa temperatura e la quantità di questo acido contenuta in 1 litro di una soluzione di una determinata concentrazione.

Ad esempio, è necessario preparare 1 l di una soluzione di HCl al 10%, basata sull'acido disponibile al 38,0% con una densità di 1,19. Secondo la tabella, troviamo che una soluzione acida al 10% a temperatura ambiente ha una densità di 1,05, quindi la massa di 1 litro è 1,05 x 1000 == 1050 g.

Per questa quantità si calcola il contenuto di HCl puro:

100 g - 10 g HCl

1050 g - X g HCl X = 105 g HCl

Un acido di densità 1,19 contiene 38 g di HCl, quindi:

X \u003d 276 go 276: 1,19 \u003d 232 ml.

Quantità di acqua: 1000 ml - 232 ml = 768 ml.

Vengono spesso utilizzate soluzioni acide la cui concentrazione è espressa come 1:x, dove x è un numero intero che indica quanti volumi di acqua devono essere prelevati per volume di acido concentrato. Ad esempio, una soluzione acida 1:5 significa che durante la preparazione della soluzione sono stati miscelati 5 volumi di acqua con 1 volume di acido concentrato.

Ad esempio, preparare 1 litro di soluzione di acido solforico 1:7. Ci saranno 8 parti in totale. Ogni parte è pari a 1000:8 = 125 ml. Pertanto, è necessario assumere 125 ml di acido concentrato e 875 ml di acqua.

Quando si preparano soluzioni acide, è necessario osservare le seguenti regole:

1. La soluzione non può essere preparata in una bottiglia a pareti spesse, poiché quando gli acidi vengono diluiti, in particolare il solforico, si verifica un forte riscaldamento. Le soluzioni acide vengono preparate in flaconi.

2. Durante la diluizione, non versare acqua nell'acido. La quantità calcolata di acqua viene versata nel pallone, quindi la quantità necessaria di acido viene aggiunta in un flusso sottile, gradualmente, agitando. L'acido e l'acqua vengono misurati con cilindri graduati.

3. Dopo che la soluzione si è raffreddata, viene versata in una bottiglia e viene applicata un'etichetta; l'etichetta di carta è cerata; puoi realizzare un'etichetta con vernice speciale direttamente sulle bottiglie.

4. Se si conserva l'acido concentrato da cui verrà preparata la soluzione diluita per molto tempo, è necessario determinarne la concentrazione. Per fare ciò, misura la sua densità e, secondo la tabella, trova l'esatto contenuto di acido nella soluzione.

Concentrazione di soluzioni precise espresso come concentrazione o titolo molare o normale. Queste soluzioni sono solitamente utilizzate nel lavoro analitico; negli studi fisico-chimici e biochimici sono usati raramente.

I campioni per la preparazione di soluzioni accurate sono calcolati al quarto decimale e l'accuratezza dei pesi molecolari corrisponde all'accuratezza con cui sono riportati nelle tabelle di riferimento. Il campione viene prelevato su bilancia analitica; la soluzione viene preparata in un matraccio tarato, cioè la quantità di solvente non viene calcolata. Le soluzioni preparate non devono essere conservate in matracci tarati, vengono versate in una bottiglia con un tappo ben scelto.

Se la soluzione esatta deve essere versata in una bottiglia o in un altro pallone, procedere come segue. La bottiglia o il flacone in cui verrà versata la soluzione viene lavata accuratamente, sciacquata più volte con acqua distillata e lasciata a testa in giù in modo che l'acqua sia di vetro o asciugata. Sciacquare la bottiglia 2-3 volte con piccole porzioni della soluzione che verrà versata, quindi versare la soluzione stessa. Ogni soluzione precisa ha la sua durata di conservazione.

Calcoli di cottura molare e soluzioni normali effettuato come segue.

Esempio 1

È necessario preparare 2 litri di soluzione 0,5 M Na 2 CO 3. La massa molare di Na 2 CO 3 è 106. Pertanto, 1 litro di una soluzione 0,5 M contiene 53 g di Na 2 CO 3 . Per preparare 2 litri, devi assumere 53 x 2 \u003d 106 g di Na 2 CO 3. Questa quantità di sale sarà contenuta in 2 litri di soluzione.

Un altro modo per visualizzare il calcolo:

1L 1M di soluzione di Na 2 CO 3 contiene 106 g di Na 2 CO 3

(1L - 1M - 106g)

2 l 1M Na 2 CO 3 soluzione contiene x g Na 2 CO 3

(2l - 1M - xg);

durante il conteggio, "la mano chiude" la parte centrale dell'espressione (1 milione)

Troviamo che 2 l di soluzione 1M di Na 2 CO 3 contengono 212 g di Na 2 CO 3

(2L - 1M - 212g)

Una soluzione di 2 l di Na 2 CO 3 0,5 M ("chiudendo il lato sinistro") contiene x g di Na 2 CO 3 (2 l - 0,5 M - x g)

Quelli. 2 l 0,5 M di soluzione di Na 2 CO 3 contengono 106 g di Na 2 CO 3

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

(ottenere una soluzione meno concentrata da una soluzione più concentrata)

1 azione:

Numero di ml di una soluzione più concentrata (da diluire)

Volume richiesto in ml (da preparare)

La concentrazione di una soluzione meno concentrata (quella che deve essere ottenuta)

La concentrazione di una soluzione più concentrata (quella che diluiamo)

2 azione:

Numero di ml di acqua (o diluente) = o acqua fino a (ad) il volume richiesto ()

Compito numero 6. La fiala di ampicillina contiene 0,5 secchi medicinale. Quanto solvente dovrebbe essere preso per avere 0,1 g di sostanza secca in 0,5 ml di soluzione.

Soluzione: quando si diluisce l'antibiotico a 0,1 g di polvere secca, vengono presi 0,5 ml di solvente, quindi, se,

0,1 g di sostanza secca - 0,5 ml di solvente

0,5 g di sostanza secca - x ml di solvente

noi abbiamo:

Risposta: per avere 0,1 g di sostanza secca in 0,5 ml della soluzione si devono prelevare 2,5 ml del solvente.

Compito numero 7. In una fiala di penicillina c'è 1 milione di unità di una droga secca. Quanto solvente dovrebbe essere preso per avere 100.000 unità di sostanza secca in 0,5 ml di soluzione.

Soluzione: 100.000 unità di sostanza secca - 0,5 ml di sostanza secca, quindi in 100.000 unità di sostanza secca - 0,5 ml di sostanza secca.

1000000 U - x

Risposta: per avere 100.000 unità di sostanza secca in 0,5 ml di soluzione è necessario prelevare 5 ml di solvente.

Compito numero 8. In una fiala di oxacillina c'è 0,25 di droga secca. Quanto solvente è necessario assumere per avere 0,1 g di sostanza secca in 1 ml di soluzione

Soluzione:

1 ml di soluzione - 0,1 g

x ml - 0,25 g

Risposta: per avere 0,1 g di sostanza secca in 1 ml della soluzione si devono prelevare 2,5 ml del solvente.

Compito #9. Il prezzo di divisione di una siringa da insulina è di 4 unità. Quante divisioni della siringa corrispondono a 28 unità. insulina? 36 unità? 52 unità?

Soluzione: Per scoprire quante divisioni della siringa corrispondono a 28 unità. insulina necessaria: 28:4 = 7 (divisioni).

Allo stesso modo: 36:4=9(divisioni)

52:4=13(divisioni)

Risposta: 7, 9, 13 divisioni.

Compito numero 10. Quanto è necessario assumere una soluzione al 10% di candeggina chiarificata e acqua (in litri) per preparare 10 litri di una soluzione al 5%.

Soluzione:

1) 100 g - 5 g

d) sostanza attiva

2) 100% - 10 g

(ml) Soluzione al 10%.

3) 10000-5000=5000 (ml) di acqua

Risposta:è necessario assumere 5000 ml di candeggina chiarificata e 5000 ml di acqua.

Compito numero 11. Quanto è necessario assumere una soluzione al 10% di candeggina e acqua per preparare 5 litri di una soluzione all'1%.

Soluzione:

Poiché 100 ml contengono 10 g del principio attivo,

1) 100 g - 1 ml

5000 ml - x

(ml) sostanza attiva

2) 100% - 10 ml

00 (ml) soluzione al 10%.

3) 5000-500=4500 (ml) di acqua.

Risposta:è necessario assumere 500 ml di una soluzione al 10% e 4500 ml di acqua.

Compito numero 12. Quanto è necessario assumere una soluzione al 10% di candeggina e acqua per preparare 2 litri di una soluzione allo 0,5%.

Soluzione:

Poiché 100 ml contengono 10 ml del principio attivo,

1) 100% - 0,5 ml

0 (ml) principio attivo

2) 100% - 10 ml

(ml) Soluzione al 10%.

3) 2000-100=1900 (ml) di acqua.

Risposta:è necessario assumere 10 ml di una soluzione al 10% e 1900 ml di acqua.

Compito numero 13. Quanta cloramina (sostanza secca) dovrebbe essere assunta in g e acqua per preparare 1 litro di una soluzione al 3%.

Soluzione:

1) 3 g - 100 ml

G

2) 10000 – 300=9700 ml.

Risposta: per preparare 10 litri di una soluzione al 3%, è necessario assumere 300 g di cloramina e 9700 ml di acqua.

Compito numero 14. Quanta cloramina (secca) dovrebbe essere assunta in g e acqua per preparare 3 litri di una soluzione allo 0,5%.

Soluzione:

Percentuale: la quantità di una sostanza in 100 ml.

1) 0,5 g - 100 ml

G

2) 3000 - 15 = 2985 ml.

Risposta: per preparare 10 litri di una soluzione al 3%, è necessario assumere 15 g di cloramina e 2985 ml di acqua

Compito numero 15 . Quanta cloramina (secca) dovrebbe essere assunta in g e acqua per preparare 5 litri di una soluzione al 3%.

Soluzione:

Percentuale: la quantità di una sostanza in 100 ml.

1) 3 g - 100 ml

G

2) 5000 - 150= 4850 ml.

Risposta: per preparare 5 litri di una soluzione al 3%, è necessario assumere 150 g di cloramina e 4850 ml di acqua.

Compito numero 16. Per impostare un impacco caldo da una soluzione al 40%. alcol etilico devi prendere 50 ml. Quanto alcol al 96% dovrei assumere per applicare un impacco caldo?

Soluzione:

Secondo la formula (1)

ml

Risposta: Per preparare un impacco riscaldante da una soluzione al 96% di alcol etilico, devi assumere 21 ml.

Compito numero 17. Preparare 1 litro di soluzione di candeggina all'1% per l'elaborazione dell'inventario da 1 litro di soluzione stock al 10%.

Soluzione: Calcola quanti ml di soluzione al 10% devi assumere per preparare una soluzione all'1%:

10 g - 1000 ml

Risposta: Per preparare 1 litro di una soluzione di candeggina all'1%, prendere 100 ml di una soluzione al 10% e aggiungere 900 ml di acqua.

Compito numero 18. Il paziente deve assumere il medicinale 1 mg in polvere 4 volte al giorno per 7 giorni, quindi quanto è necessario prescrivere questo medicinale (il calcolo viene effettuato in grammi).

Soluzione: 1 g = 1000 mg, quindi 1 mg = 0,001 g.

Calcola quanto il paziente ha bisogno di farmaci al giorno:

4 * 0,001 g \u003d 0,004 g, quindi per 7 giorni ha bisogno di:

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

Risposta: di questo medicinale, è necessario scrivere 0,028 g.

Compito numero 19. Il paziente deve inserire 400 mila unità di penicillina. Bottiglia da 1 milione di unità. Diluire 1:1. Quanti ml di soluzione devono essere assunti.

Soluzione: Se diluito 1:1, 1 ml della soluzione contiene 100 mila unità d'azione. 1 flacone di penicillina 1 milione di unità diluite con 10 ml di soluzione. Se il paziente deve inserire 400 mila unità, è necessario assumere 4 ml della soluzione risultante.

Risposta: devi prendere 4 ml della soluzione risultante.

Compito numero 20. Somministrare al paziente 24 unità di insulina. Il prezzo di divisione della siringa è 0,1 ml.

Soluzione: 1 ml di insulina contiene 40 unità di insulina. 0,1 ml di insulina contengono 4 unità di insulina. Per inserire nel paziente 24 unità di insulina, è necessario assumere 0,6 ml di insulina.