Beregninger ved fremstilling av vandige løsninger. Fremstilling av titrerte løsninger

Alkaliske løsninger. Kaustiske alkalier og deres løsninger absorberer aktivt fuktighet og karbondioksid fra luften, så det er vanskelig å tilberede nøyaktige titerløsninger fra dem. Det er best å lage slike løsninger fra fixanals. For å gjøre dette, ta et reagensrør med en fiksanal med nødvendig normalitet og en 1-liters målekolbe. En glasstrakt settes inn i kolben med en glassstift inn i den, hvis skarpe ende er vendt oppover.

Når slagstiften er riktig plassert i trakten, får fixanal-ampullen falle fritt slik at den tynne bunnen av ampullen knekker når den treffer den skarpe enden av slagstiften. Deretter gjennombores ampullens sidefordypning og innholdet får strømme ut. Deretter, uten å endre posisjonen til ampullen, vaskes den grundig med godt kokt destillert vann, avkjøles til en temperatur på 35-40 ° C og tas i en slik mengde at etter avkjøling av løsningen til 20 ° C, bare noen få dråper skal legges til merket. Den titrerte alkaliløsningen bør oppbevares under forhold som utelukker muligheten for kontakt med luft.

Hvis det ikke er fixanal, tilberedes titrerte løsninger fra preparater av kaustisk soda (eller kaustisk kalium). Molekylvekten til NaOH er 40,01. Dette tallet er også gramekvivalenten.

For å forberede 1 l 1 og. NaOH-løsning, du må ta 40 g kjemisk ren kaustisk soda, og tilberede 1 l 0,1 n. løsning - ti ganger mindre, dvs. 4 g.

For å gjøre det lettere å beregne den nødvendige mengden utgangsmaterialer for fremstilling av 1 liter titrerte løsninger av alkalier av forskjellig normalitet, anbefaler vi å bruke dataene gitt i tabell 31.

Tabell 31

For å tilberede 1 liter 0,1 N. natriumhydroksidløsning, vei litt mer enn 4 g (4,3-4,5 g) av stoffet og løs opp i et lite volum destillert vann (ca. 7 ml).

Etter bunnfelling helles løsningen forsiktig (uten sediment) i en liter målekolbe og bringes til merket med destillert nykokt vann.

Den tilberedte løsningen er godt blandet og plassert i en flaske beskyttet mot karbondioksid. Etter det er titeren etablert, det vil si den nøyaktige konsentrasjonen av løsningen.

Titeren kan settes i henhold til oksalsyre eller ravsyre. Oksalsyre (C g H 2 0 4 -2H 2 0) er dibasisk, og derfor vil dens gramekvivalent være lik halvparten av den molekylære. Hvis molekylvekten til oksalsyre er 126,05 g, vil gramekvivalenten være 126,05: 2 = 63,025 g.

Den tilgjengelige oksalsyren bør rekrystalliseres en eller to ganger og først deretter brukes til å sette titeren.

Omkrystallisering utføres som følger: en vilkårlig mengde av stoffet beregnet for omkrystallisering tas, oppløses ved oppvarming, prøver å oppnå høyest mulig konsentrasjon av løsningen eller mettet løsning. Om nødvendig filtreres denne løsningen gjennom en varm filtreringstrakt. Filtratet samles i en Erlenmeyer-kolbe, porselenskopp eller beger.

Avhengig av arten av krystalliseringen av stoffet, avkjøles løsningen mettet i varm tilstand. For raskt å avkjøle løsningen under omkrystallisering, plasseres krystallisatoren i kaldt vann, snø eller is. Ved langsom avkjøling får løsningen stå ved omgivelsestemperatur.

Hvis svært små krystaller har falt ut, løses de opp igjen ved oppvarming; beholderen der oppløsningen ble utført, pakkes umiddelbart inn i flere lag med et håndkle, dekkes med et urglass og får stå helt stille i 12-15 timer.

Deretter separeres krystallene fra moderluten ved filtrering under vakuum (Buchner-trakt), klemmes forsiktig, vaskes og tørkes.

Forbereder 0,1 n. NaOH-løsning, det er nødvendig å ha en løsning av oksalsyre av samme normalitet, for dette er det nødvendig å ta 63.025: 10 \u003d 6.3025 g per 1 liter løsning. Men for å sette titeren til en slik mengde oksalsyre løsning, det er mye; nok til å forberede 100 ml. For å gjøre dette veies ca 0,63 g omkrystallisert oksalsyre på en analytisk vekt med fjerde desimal, for eksempel 0,6223 g. En prøve av oksalsyre løses opp i en målekolbe (per 100 ml). Når du kjenner massen til det tatt stoff og volumet av løsningen, er det lett å beregne den nøyaktige konsentrasjonen, som i denne saken er ikke lik 0,1 n., men noe mindre.

Fra den tilberedte løsningen, ta 20 ml med en pipette, tilsett noen dråper fenolftalein og titrer med den forberedte alkaliløsningen til en svak rosa farge vises.

La 22,05 ml alkali brukes til titrering. Hvordan bestemme dens titer og normalitet?

Oksalsyre ble tatt 0,6223 g i stedet for den teoretisk beregnede mengden på 0,6303 g. Derfor vil dens normalitet ikke være nøyaktig 0,1

For å beregne normaliteten til et alkali bruker vi relasjonen VN=ViNt, dvs. produktet av volum og normalitet kjent løsning er lik produktet av volum og normalitet for en ukjent løsning. Vi får: 20-0.09873 \u003d 22.05-a:, hvorfra

For å beregne titeren eller innholdet av NaOH i 1 ml løsning, skal normaliteten multipliseres med gramekvivalenten alkali og det resulterende produktet dividert med 1000. Da vil alkalititeren være

Men denne titeren tilsvarer ikke 0,1 n. NaOH-løsning. For å gjøre dette, bruk koeffisienten til, dvs. forholdet mellom praktisk og teoretisk titer. I dette tilfellet vil det være lik

Når den brukes til å angi tittelen ravsyre løsningen tilberedes i samme rekkefølge som oksalsyre, basert på følgende beregning: molekylvekten til ravsyre (C 4 H 6 0 4) er 118,05 g, men siden den er tobasisk, er dens gramekvivalent 59,02 g .

For å tilberede 1 liter av en decinormal løsning av ravsyre, må den tas i en mengde på 59,02: 10 = = 5,902, og for 100 ml av en løsning - 0,59 g.

Titerinnstilling 0,1 N NaOH-løsning etter vekt-metode. For å sette titeren til 0,1 N. NaOH-løsning, tar vi en prøve av ravsyre med en nøyaktighet på 0,0001 g (for eksempel 0,1827 g). Vi løser opp prøven i destillert vann (ca. 100 ml), tilsett deretter 3-5 dråper fenolftalein og titrer med alkali (NaOH). Anta at 28 ml NaOH brukes til titrering. Vi beregner NaOH-titeren og korrigerer den som følger: siden gramekvivalenten av NaOH, lik 40,01 g, tilsvarer gramekvivalenten ravsyre, lik 59,02 g, så, når vi utgjør andelen, finner vi ut hvor mye NaOH er inneholdt i veid mengde ravsyre: 40,01-59,02

Vi beregner titeren av NaOH, dvs. innholdet av NaOH i 1 ml løsning. Det er lik: 0,1238: 28=0,00442. Korreksjonen til NaOH-titeren er lik forholdet mellom praktisk titer og teoretisk

Kontrollere normaliteten til en alkaliløsning med en titrert syreløsning. 20-25 ml av en titrert syreløsning (HC1 eller H 2 S0 4) måles med en byrett i tre koniske kolber og titreres med en NaOH-løsning til fargen på metyloransje endres.

Anta at for titrering av tre prøver på 20 ml 0,1015 N. HC1-løsning forbrukte i gjennomsnitt 19,50 ml NaOH-løsning. Alkalinormaliteten vil være

sure løsninger. I de fleste tilfeller må laboratoriet forholde seg til svovelsyre, saltsyre og salpetersyre. De er i form av konsentrerte løsninger, hvorav prosentandelen er gjenkjennelig ved tetthet.

I analysearbeid bruker vi kjemisk rene syrer. For å tilberede en løsning av en eller annen syre, tas mengden konsentrerte syrer vanligvis etter volum, beregnet fra tettheten.

For eksempel må du forberede 0,1 n. H 2 S0 4 løsning. Dette betyr at 1 liter løsning skal inneholde

Hvor mye i volum trenger du for å ta H 2 S0 4 med en tetthet på 1,84, slik at du fortynner det til 1 liter, får 0,1 n. løsning?

En syre med en tetthet på 1,84 inneholder 95,6 % H 2 S0 4 . Derfor, for 1 liter løsning, må den tas i gram:

Uttrykke massen i volumenheter, får vi

Etter å ha målt nøyaktig 2,8 ml syre fra buret, fortynn den til 1 liter i en målekolbe, og kontroller deretter normaliteten, titrer med alkali.

For eksempel, under titrering, ble det funnet at 1 ml 0,1 N. en løsning av H 2 S0 4 inneholder ikke 0,0049 g H 2 S0 4, men 0,0051 g. For å beregne mengden vann som må tilsettes 1 liter syre, utgjør vi andelen:

Derfor må 41 ml vann tilsettes denne løsningen. Men med tanke på at 20 ml ble tatt fra den opprinnelige løsningen for titrering, som er 0,02, bør det tas mindre vann, det vil si 41-(41-0,02) \u003d 41-0,8 \u003d 40,2 ml . Dette er mengden vann og tilsett fra byretten til kolben med løsningen.

Ovennevnte arbeid er ganske møysommelig når det utføres, så det er mulig å forberede tilnærmet nøyaktige løsninger ved å innføre en korreksjonsfaktor som brukes i arbeidet for hver titrering. I dette tilfellet multipliseres det brukte antall milliliter av løsningen med korreksjonsfaktoren.

Korreksjonsfaktoren beregnes ved hjelp av formelen

hvor V - volumet av testløsningen tatt for titrering;

k t- korreksjonsfaktor for en alkaliløsning med kjent normalitet, i henhold til hvilken titeren til den nylig tilberedte syreløsningen er satt;

Y x er volumet av en alkaliløsning med kjent normalitet brukt for titrering av testsyren.

Tabell 32

For å lette prosessen med å tilberede titrerte løsninger av syrer, tilbyr vi en tabell over mengden startstoffer for å tilberede 1 liter løsninger av forskjellig normalitet (tabell 32).

Det må tas i betraktning at ved oppløsning av syrer bør syre tilsettes vann, og ikke omvendt.

Enkle kjemiske løsninger kan enkelt tilberedes på en rekke måter hjemme eller på jobb. Enten du lager en løsning fra et pulvermateriale eller fortynner en væske, kan den riktige mengden av hver komponent enkelt bestemmes. Når du tilbereder kjemiske løsninger, husk å bruke personlig verneutstyr for å unngå skade.

Trinn

Beregning av prosenter ved hjelp av vekt/volum-formelen

Bestem prosenten av vekt/volum av løsningen. Prosentandeler viser hvor mange deler av et stoff som er i hundre deler av en løsning. Som brukt på kjemiske løsninger dette betyr at hvis konsentrasjonen er 1 prosent, så inneholder 100 milliliter av løsningen 1 gram av stoffet, det vil si 1 ml / 100 ml.

• For eksempel etter vekt: En 10 vekt% løsning inneholder 10 gram av stoffet oppløst i 100 milliliter av løsningen.
• For eksempel, etter volum: En 23% løsning i volum inneholder 23 milliliter av den flytende forbindelsen for hver 100 milliliter løsning.

1. Bestem volumet av løsningen du vil tilberede. For å finne ut den nødvendige massen til et stoff, må du først bestemme det endelige volumet av løsningen du trenger. Dette volumet avhenger av hvor mye løsning du trenger, hvor ofte du skal bruke den, og stabiliteten til den ferdige løsningen.

   • Hvis det er nødvendig å bruke en fersk løsning hver gang, tilbered kun den mengden som trengs for én bruk.
   • Hvis løsningen beholder sine egenskaper i lang tid, kan du forberede stor kvantitet for å bruke den senere.

2. Beregn antall gram stoff som kreves for å tilberede løsningen. For å beregne det nødvendige antallet gram, bruk følgende formel: antall gram = (nødvendig prosent)(nødvendig volum/100 ml). I dette tilfellet er de nødvendige prosentene uttrykt i gram, og det nødvendige volumet er uttrykt i milliliter.

   • Eksempel: du må tilberede en 5% NaCl-løsning med et volum på 500 milliliter.
   • antall gram = (5g)(500ml/100ml) = 25 gram.
   • Hvis NaCl er gitt som en løsning, ta ganske enkelt 25 milliliter NaCl i stedet for gram pulver og trekk dette volumet fra det endelige volumet: 25 milliliter NaCl per 475 milliliter vann.

3. Vei stoffet. Etter at du har beregnet den nødvendige massen av stoffet, bør du måle denne mengden. Ta en kalibrert vekt, plasser bollen på den og sett den til null. Veie nødvendig beløp stoffer i gram og hell det.

   • Før du fortsetter å tilberede løsningen, sørg for å fjerne pulverrester fra vektepannen.
   • I eksemplet ovenfor skal 25 gram NaCl veies.

4. Løs opp stoffet i den nødvendige mengden væske. Med mindre annet er spesifisert, brukes vann som løsningsmiddel. Ta et målebeger og mål opp nødvendig mengde væske. Etter det, oppløs pulvermaterialet i væsken.

   • Signer beholderen der du skal lagre løsningen. Angi tydelig stoffet og konsentrasjonen på den.
   • Eksempel: Løs opp 25 gram NaCl i 500 milliliter vann for å lage en 5 % løsning.
   • Husk at hvis du fortynner et flytende stoff, for å oppnå den nødvendige mengden vann, må du trekke volumet av stoffet tilsatt fra det endelige volumet av løsningen: 500 ml - 25 ml \u003d 475 ml vann.

   Fremstilling av en molekylær løsning

   1. Bestem molekylvekten til stoffet som brukes av formelen. Formelens molekylvekt (eller ganske enkelt molekylvekt) til en forbindelse er skrevet i gram per mol (g/mol) på siden av flasken. Hvis du ikke finner molekylvekten på flasken, søk den opp på nettet.

      • Molekylvekten til et stoff er massen (i gram) av en mol av det stoffet.
      • Eksempel: Molekylvekten til natriumklorid (NaCl) er 58,44 g/mol.

   2. Bestem volumet av den nødvendige løsningen i liter. Det er veldig enkelt å tilberede en liter av løsningen, siden molariteten uttrykkes i mol/liter, men det kan være nødvendig å lage mer eller mindre enn en liter, avhengig av formålet med løsningen. Bruk sluttvolumet til å beregne det nødvendige antall gram.

      • Eksempel: det er nødvendig å tilberede 50 milliliter av en løsning med en molar fraksjon av NaCl 0,75.
      • For å konvertere milliliter til liter, del dem på 1000 og få 0,05 liter.

   3. Beregn antall gram som trengs for å forberede den nødvendige molekylære løsningen. For å gjøre dette, bruk følgende formel: antall gram = (nødvendig volum) (nødvendig molaritet) (molekylvekt i henhold til formelen). Husk at det nødvendige volumet er uttrykt i liter, molariteten er i mol per liter, og molekylvekten til formelen er i gram per mol.

      • Eksempel: hvis du ønsker å tilberede 50 milliliter av en løsning med en NaCl-molfraksjon på 0,75 (molekylvektformel: 58,44 g/mol), bør du beregne antall gram NaCl.
      • antall gram = 0,05 L * 0,75 mol/L * 58,44 g/mol = 2,19 gram NaCl.
      • Ved å redusere måleenhetene får du gram av et stoff.

   4. Vei stoffet. Bruk en riktig kalibrert vekt og vei opp den nødvendige mengden av stoffet. Sett bollen på vekten og null før veiing. Tilsett stoffet i bollen til du får ønsket masse.

      • Rengjør vektskålen etter bruk.
      • Eksempel: Vei 2,19 gram NaCl.

   5. Løs opp pulveret i den nødvendige mengden væske. Med mindre annet er angitt, brukes vann til å tilberede de fleste løsninger. I dette tilfellet tas det samme volumet av væske, som ble brukt til å beregne massen til stoffet. Tilsett stoffet i vannet og rør til det er helt oppløst.

      • Signer beholderen med løsningen. Merk tydelig oppløsningen og molariteten slik at løsningen kan brukes senere.
      • Eksempel: Bruk et begerglass (et volummåleinstrument), mål 50 milliliter vann og løs opp 2,19 gram NaCl i det.
      • Rør løsningen til pulveret er helt oppløst.

   Fortynning av løsninger med kjent konsentrasjon

   1. Bestem konsentrasjonen av hver løsning. Når du fortynner løsninger, må du vite konsentrasjonen av den opprinnelige løsningen og løsningen du ønsker å motta. Denne metoden er egnet for fortynning av konsentrerte løsninger.

      • Eksempel: 75 ml av en 1,5 M NaCl-løsning skal tilberedes fra en 5 M-løsning. Stamløsningen er 5 M og må fortynnes til 1,5 M.

   2. Bestem volumet av den endelige løsningen. Du må finne volumet av løsningen du ønsker å få. Du må beregne mengden løsning som kreves for å fortynne denne løsningen for å oppnå ønsket konsentrasjon og volum.

      • Eksempel: 75 milliliter av en 1,5 M NaCl-løsning skal fremstilles fra en 5 M startløsning.I dette eksemplet er sluttvolum av løsningen 75 milliliter.

   3. Beregn volumet av løsningen som vil være nødvendig for å fortynne den opprinnelige løsningen. For å gjøre dette trenger du følgende formel: V 1 C 1 \u003d V 2 C 2, der V 1 er volumet av den nødvendige løsningen, C 1 er dens konsentrasjon, V 2 er volumet til den endelige løsningen, C 2 er dens konsentrasjon.

Utarbeidelse av løsninger. En løsning er en homogen blanding av to eller flere stoffer. Konsentrasjonen av en løsning uttrykkes på forskjellige måter:

i vektprosent, dvs. ved antall gram av stoffet i 100 g av løsningen;

i volumprosent, dvs. ved antall volumenheter (ml) av stoffet i 100 ml løsning;

molaritet, dvs. antall gram-mol av et stoff i 1 liter løsning (molare løsninger);

normalitet, dvs. antall gramekvivalenter av et oppløst stoff i 1 liter løsning.

Løsninger prosentvis konsentrasjon. Prosentløsninger tilberedes som omtrentlige, mens prøven av stoffet veies på teknokjemiske vekter, og volumene måles med målesylindere.

For matlaging prosentvise løsninger bruke flere metoder.

Eksempel. Det er nødvendig å tilberede 1 kg av en 15% natriumkloridløsning. Hvor mye salt trengs for dette? Beregningen utføres i henhold til andelen:

Derfor må vann til dette tas 1000-150 \u003d 850 g.

I de tilfellene hvor det er nødvendig å tilberede 1 liter av en 15% natriumkloridløsning, beregnes den nødvendige mengden salt på en annen måte. I følge oppslagsboken blir tettheten til denne løsningen funnet, og ved å multiplisere den med et gitt volum oppnås massen av den nødvendige mengden løsning: 1000-1,184 \u003d 1184 g.

Deretter følger:

Derfor er den nødvendige mengden natriumklorid forskjellig for fremstilling av 1 kg og 1 liter løsning. I tilfeller der løsninger fremstilles fra reagenser som inneholder krystallisasjonsvann, bør det tas i betraktning når man beregner nødvendig mengde reagens.

Eksempel. Det er nødvendig å tilberede 1000 ml av en 5% løsning av Na2CO3 med en tetthet på 1,050 fra et salt inneholdende krystallvann (Na2CO3-10H2O)

Molekylvekten (vekten) av Na2CO3 er 106 g, molekylvekten (vekten) av Na2CO3-10H2O er 286 g, herfra beregnes den nødvendige mengden Na2CO3-10H2O for å fremstille en 5% løsning:

Løsninger fremstilles ved fortynningsmetode som følger.

Eksempel. Det er nødvendig å tilberede 1 l av en 10 % HCl-løsning fra en sur løsning med en relativ tetthet på 1,185 (37,3 %). Den relative tettheten til en 10% løsning er 1,047 (i henhold til referansetabellen), derfor er massen (vekten) av 1 liter av en slik løsning 1000X1,047 \u003d 1047 g. Denne mengden løsning bør inneholde rent hydrogenklorid

For å bestemme hvor mye 37,3% syre som må tas, utgjør vi andelen:

Når du tilbereder løsninger ved å fortynne eller blande to løsninger, brukes diagonalskjemametoden eller "korsregelen" for å forenkle beregningene. I skjæringspunktet mellom to linjer er den gitte konsentrasjonen skrevet, og i begge ender til venstre er konsentrasjonen av de innledende løsningene, for løsningsmidlet er den lik null.

Vanligvis når navnet "løsning" brukes, menes sanne løsninger. I sanne løsninger er det oppløste stoffet i form av individuelle molekyler fordelt mellom molekylene i løsningsmidlet. Ikke alle stoffer løses like godt opp i hvilken som helst væske, dvs. løseligheten av ulike stoffer i ulike løsemidler er forskjellig. Generelt øker løseligheten av faste stoffer med økende temperatur, slik at ved fremstilling av slike løsninger i mange tilfeller er det nødvendig å varme dem opp.

I en viss mengde av hvert løsemiddel kan ikke mer enn en viss mengde av et gitt stoff løses opp. Hvis du tilbereder en løsning som inneholder per volumenhet det største antallet et stoff som kan løses opp ved en gitt temperatur, og tilsette minst en liten mengde av et oppløst stoff til det, så vil det forbli uoppløst. En slik løsning kalles mettet.

Hvis en konsentrert løsning, nær mettet, tilberedes ved oppvarming, og den resulterende løsningen avkjøles raskt, men forsiktig, kan det hende at bunnfallet ikke faller ut. Hvis en saltkrystall blir kastet inn i en slik løsning og blandet eller gnidd med en glassstang på veggene av karet, vil saltkrystaller falle ut av løsningen. Følgelig inneholdt den avkjølte løsningen mer salt enn det som tilsvarte dens løselighet ved en gitt temperatur. Slike løsninger kalles overmettede.

Egenskapene til løsninger er alltid forskjellige fra egenskapene til løsningsmidlet. Løsningen koker mer høy temperatur enn et rent løsemiddel. Størkningstemperaturen er tvert imot lavere for løsninger enn for et løsningsmiddel.

I henhold til typen av løsningsmidlet som tas, deles oppløsningene inn i vandige og ikke-vandige. Sistnevnte inkluderer løsninger av stoffer i organiske løsningsmidler (alkohol, aceton, benzen, kloroform, etc.). Løsemidlet for de fleste salter, syrer og alkalier er vann. Biokjemikere bruker sjelden slike løsninger, de arbeider ofte med vandige løsninger av stoffer.

I hver løsning er innholdet av stoffet forskjellig, så det er viktig å vite den kvantitative sammensetningen av løsningen. Eksistere ulike måter uttrykk for konsentrasjonen av løsninger: i massefraksjoner av et oppløst stoff, mol per 1 liter løsning, ekvivalenter per 1 liter løsning, gram eller milligram per 1 ml løsning, etc.

Massefraksjonen av et oppløst stoff bestemmes som en prosentandel. Derfor kalles disse løsningene prosentvise løsninger.

Massefraksjonen av et oppløst stoff (ω) uttrykker forholdet mellom massen av det oppløste stoffet (m 1) og den totale massen av løsningen (m).

ω \u003d (m 1 / m) x 100 %

Massefraksjonen av et oppløst stoff uttrykkes vanligvis per 100 g løsning. Derfor inneholder en 10 % løsning 10 g stoff i 100 g løsning eller 10 g stoff og 100-10 = 90 g løsemiddel.

Molar konsentrasjon bestemmes av antall mol av et stoff i 1 liter løsning. Den molare konsentrasjonen av en løsning (M) er forholdet mellom mengden av et oppløst stoff i mol (ν) og et visst volum av denne løsningen (V).

Volumet av løsningen uttrykkes vanligvis i liter. I laboratorier er verdien av den molare konsentrasjonen vanligvis betegnet med bokstaven M. Så en en-molar løsning er betegnet med 1 M (1 mol / l), desimolar - 0,1 M (0,1 mol / l), etc. For å fastslå hvor mange gram av et gitt stoff som er i 1 liter av en løsning med en gitt konsentrasjon, er det nødvendig å kjenne dens molare masse (se det periodiske systemet). Det er kjent at massen av 1 mol av et stoff er numerisk lik dens molare masse, for eksempel er molarmassen av natriumklorid 58,45 g / mol, derfor er massen av 1 mol NaCl 58,45 g. Dermed, 1 M NaCl-løsning inneholder 58,45 g natriumklorid i 1 liter løsning.

Molar ekvivalent konsentrasjon(normal konsentrasjon) bestemmes av antall ekvivalenter av et oppløst stoff i 1 liter løsning.

La oss analysere konseptet "ekvivalent". For eksempel inneholder HCl 1 mol atomært hydrogen og 1 mol atomært klor. Vi kan si at 1 mol atomisk klor er ekvivalent (eller ekvivalent) med 1 mol atomært hydrogen, eller ekvivalenten av klor i HCl-forbindelsen er 1 mol.

Sink kombineres ikke med hydrogen, men fortrenger det fra en rekke syrer:

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

Det kan sees fra reaksjonsligningen at 1 mol sink erstatter 2 mol atomært hydrogen i saltsyre. Derfor tilsvarer 0,5 mol sink 1 mol atomært hydrogen, eller sinkekvivalenten for denne reaksjonen vil være 0,5 mol.

Komplekse forbindelser kan også være ekvivalenter, for eksempel i reaksjonen:

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

1 mol svovelsyre reagerer med 2 mol natriumhydroksid. Det følger at 1 mol natriumhydroksid tilsvarer i denne reaksjonen 0,5 mol svovelsyre.

Det må man huske på i enhver reaksjon reagerer stoffer i tilsvarende mengder. For å tilberede løsninger som inneholder et visst antall ekvivalenter av et gitt stoff, er det nødvendig å kunne beregne molmassen til ekvivalenten (ekvivalent masse), dvs. massen til en ekvivalent. Ekvivalenten (og derfor den ekvivalente massen) er ikke en konstant verdi for en gitt forbindelse, men avhenger av hvilken type reaksjon forbindelsen går inn i.

Ekvivalent masse syre lik dens molare masse delt på syrens basicitet. Så, for salpetersyre HNO 3, er den ekvivalente massen lik dens molare masse. For svovelsyre er ekvivalent masse 98:2 = 49. For tribasisk fosforsyre er ekvivalent masse 98:3 = 32,6.

På denne måten beregnes ekvivalentmassen for reaksjoner fullstendig utveksling eller fullstendig nøytralisering. Med reaksjoner ufullstendig nøytralisering og ufullstendig utveksling ekvivalentmassen til et stoff avhenger av reaksjonsforløpet.

For eksempel, som reaksjon:

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

1 mol natriumhydroksid tilsvarer 1 mol svovelsyre, derfor i denne reaksjonen er den ekvivalente massen av svovelsyre lik dens molare masse, dvs. 98 g.

Ekvivalent masse av base lik dens molare masse delt på oksidasjonstilstanden til metallet. For eksempel er ekvivalentmassen av natriumhydroksid NaOH lik dens molare masse, og ekvivalentmassen av magnesiumhydroksid Mg (OH) 2 er 58,32: 2 == 29,16 g. Slik beregnes ekvivalentmassen kun for reaksjonen fullstendig nøytralisering. For reaksjon ufullstendig nøytralisering denne verdien vil også avhenge av reaksjonsforløpet.

Ekvivalent masse salt er lik den molare massen til saltet delt på produktet av oksidasjonstilstanden til metallet og antall atomer i saltmolekylet. Så den ekvivalente massen av natriumsulfat er 142: (1x2) = 71 g, og den ekvivalente massen av aluminiumsulfat Al 2 (SO 4) 3 er 342: (3x2) = 57 g. Men hvis salt er involvert i en ufullstendig utvekslingsreaksjon, da tas kun hensyn til antall metallatomer som deltar i reaksjonen.

Ekvivalent masse av et stoff som er involvert i en redoksreaksjon, er lik molarmassen til stoffet delt på antall elektroner akseptert eller gitt bort av dette stoffet. Derfor, før du utfører beregningen, er det nødvendig å skrive reaksjonsligningen:

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

Cu 2+ + e - à Cu +

I - - e - à I o

Den ekvivalente massen av CuSO 4 er lik den molare massen (160 g). I laboratoriepraksis brukes navnet "normal konsentrasjon", som er angitt i forskjellige formler med bokstaven N, og når konsentrasjonen av en gitt løsning er merket med bokstaven "n". En løsning som inneholder 1 ekvivalent i 1 liter løsning kalles en-normal og er betegnet 1 N, som inneholder 0,1 ekvivalent - desinormal (0,1 N), 0,01 ekvivalent - centinormal (0,01 N).

Titeren til en løsning er antall gram av et stoff oppløst i 1 ml av en løsning. I analyselaboratoriet beregnes konsentrasjonen av arbeidsløsninger direkte til analytten. Deretter viser titeren til løsningen hvor mange gram av analytten som tilsvarer 1 ml av arbeidsløsningen.

Konsentrasjonen av løsninger som brukes i fotometri, den såkalte standardløsninger, uttrykkes vanligvis som antall milligram i 1 ml løsning.

Når du tilbereder sure løsninger Det brukes ofte en 1:x-konsentrasjon, som viser hvor mange volumdeler vann (X) er til en del konsentrert syre.

For omtrentlige løsninger omfatter løsninger hvis konsentrasjon er uttrykt i prosent, samt løsninger av syrer, hvis konsentrasjon er angitt med uttrykket 1:x. Før du tilbereder løsninger, tilbered retter for tilberedning og lagring av dem. Hvis det tilberedes en liten mengde løsning som skal brukes i løpet av dagen, er det ikke nødvendig å helle den i en flaske, men kan stå i en kolbe.

På kolben er det nødvendig å skrive med en spesiell voks blyant(eller markør) formelen til det oppløste stoffet og konsentrasjonen av løsningen, for eksempel HC1 (5%). På langtidslagring på flasken som løsningen skal lagres i, pass på å feste en etikett som indikerer hvilken løsning som er i den og når den ble tilberedt.

Redskapene for klargjøring og oppbevaring av løsninger skal vaskes rent og skylles med destillert vann.

For fremstilling av løsninger bør kun rene stoffer og destillert vann brukes. Før du tilbereder løsningen, er det nødvendig å beregne mengden oppløst stoff og mengden løsemiddel. Når du tilbereder omtrentlige løsninger, beregnes mengden av det oppløste stoffet til nærmeste tiendedel, verdiene av molekylvekter blir avrundet til hele tall, og når du beregner mengden væske, tas det ikke hensyn til brøkdeler av en milliliter.

Teknikken for å tilberede løsninger av forskjellige stoffer er forskjellig. Men når man tilbereder en omtrentlig løsning, tas en prøve i en teknokjemisk skala, og væsker måles med en gradert sylinder.

Tilberedning av saltløsninger. Det er nødvendig å tilberede 200 g av en 10% løsning av kaliumnitrat KNO 3.

Beregningen av den nødvendige mengden salt utføres i henhold til andelen:

100 g - 10 g KNO 3

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

Vannmengde: 200-20=180 g eller 180 ml.

Hvis saltet som løsningen er tilberedt fra inneholder krystallisasjonsvann, da blir regnestykket noe annerledes. For eksempel er det nødvendig å tilberede 200 g av en 5 % CaCl 2-løsning, basert på CaCl 2 x 6H 2 O.

Først gjøres en beregning for vannfritt salt:

100 g - 5 g CaCl 2

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

Molekylvekten til CaCl 2 er 111, molekylvekten til CaCl 2 x 6H 2 O er 219, derfor inneholder 219 g CaCl 2 x 6H 2 O 111 g CaCl 2.

De. 219 - 111

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

For å oppnå den nødvendige løsningen er det nødvendig å veie 19,7 g CaCl 2 x 6H 2 O salt. Vannmengden er 200-19,7 \u003d 180,3 g, eller 180,3 ml. Vann måles med en gradert sylinder, så det tas ikke hensyn til tiendedeler av en millimeter. Derfor må du ta 180 ml vann.

Saltløsning tilberedes som følger. På teknokjemiske vekter veies den nødvendige mengden salt. Overfør prøven forsiktig til en kolbe eller et beger, hvor løsningen skal tilberedes. Mål ut Riktig mengde vann med en målesylinder og hell i en kolbe med en prøve av målet på omtrent halvparten av den målte mengden. Kraftig omrøring oppnår fullstendig oppløsning av prøven som tas, og noen ganger krever dette oppvarming. Etter oppløsning av prøven tilsettes resten av vannet. Hvis løsningen er uklar, filtreres den gjennom et plissert filter.

Tilberedning av alkaliske løsninger. Beregningen av mengden alkali som kreves for å fremstille en løsning av en eller annen konsentrasjon, utføres på samme måte som for saltløsninger. Imidlertid inneholder fast alkali, spesielt ikke særlig godt renset, mye urenheter, så det anbefales å veie ut alkali i en mengde mer enn beregnet med 2-3%. Teknikken for å tilberede alkaliske løsninger har sine egne egenskaper.

Når du tilbereder alkaliske løsninger, må følgende regler overholdes:

1. Biter av alkali bør tas med tang, pinsett, og hvis du trenger å ta dem med hendene, så sørg for å bruke gummihansker. Granulær alkali i form av små kaker helles med en porselensskje.

2. Det er umulig å veie alkali på papir; til dette skal kun glass- eller porselensfat brukes.

3. Alkali må ikke oppløses i tykkveggede flasker, siden under oppløsningen oppstår en sterk oppvarming av løsningen; flaske kan sprekke.

Mengden alkali veid på en teknokjemisk vekt plasseres i en stor porselenskopp eller glass. En slik mengde vann helles i denne retten slik at løsningen har en konsentrasjon på 35-40%. Rør løsningen med en glassstang til alt alkaliet er oppløst. Løsningen får deretter stå til den avkjøles og feller ut. Bunnfallet er urenheter (hovedsakelig karbonater) som ikke løses opp i konsentrerte alkaliløsninger. Det gjenværende alkaliet helles forsiktig i et annet kar (fortrinnsvis med en sifon), hvor den nødvendige mengden vann tilsettes.

Fremstilling av sure løsninger. Beregninger for fremstilling av sure løsninger er annerledes enn for fremstilling av løsninger av salter og alkalier, siden konsentrasjonen av sure løsninger ikke er lik 100% på grunn av vanninnholdet; den nødvendige mengden syre veies ikke, men måles med en gradert sylinder. Ved beregning av syreløsninger brukes standardtabeller som angir prosentandelen av en syreløsning, tettheten til en gitt løsning ved en viss temperatur, og mengden av denne syren som finnes i 1 liter av en løsning med en gitt konsentrasjon.

For eksempel er det nødvendig å tilberede 1 l av en 10% HCl-løsning, basert på tilgjengelig 38,0% syre med en tetthet på 1,19. I følge tabellen finner vi at en 10 % sur løsning ved romtemperatur har en tetthet på 1,05, derfor er massen på 1 liter av den 1,05 x 1000 == 1050 g.

For denne mengden beregnes innholdet av ren HCl:

100 g - 10 g HCl

1050 g - X g HCl X = 105 g HCl

En syre med en tetthet på 1,19 inneholder 38 g HCl, derfor:

X \u003d 276 g eller 276: 1,19 \u003d 232 ml.

Vannmengde: 1000 ml - 232 ml = 768 ml.

Syreløsninger brukes ofte hvis konsentrasjon er uttrykt som 1:x, hvor x er et heltall som indikerer hvor mange volumer vann som må tas per volum konsentrert syre. For eksempel betyr en 1:5 syreløsning at ved fremstilling av løsningen ble 5 volumer vann blandet med 1 volum konsentrert syre.

Tilbered for eksempel 1 liter svovelsyreløsning 1:7. Det blir 8 deler totalt. Hver del er lik 1000:8 = 125 ml. Derfor må du ta 125 ml konsentrert syre og 875 ml vann.

Når du tilbereder syreløsninger, må følgende regler overholdes:

1. Løsningen kan ikke tilberedes i en tykkvegget flaske, siden når syrer fortynnes, spesielt svovelsyre, oppstår sterk oppvarming. Syreløsninger tilberedes i kolber.

2. Ikke hell vann i syren ved fortynning. Den beregnede mengden vann helles i kolben, og deretter tilsettes den nødvendige mengden syre i en tynn strøm, gradvis under omrøring. Syre og vann måles med målesylindere.

3. Etter at løsningen er avkjølt, helles den i en flaske og en etikett påføres; papiretiketten er vokset; du kan lage en etikett med spesialmaling direkte på flaskene.

4. Hvis den konsentrerte syren som den fortynnede løsningen skal tilberedes av, lagres i lang tid, er det nødvendig å bestemme konsentrasjonen. For å gjøre dette, mål dens tetthet og finn det nøyaktige syreinnholdet i løsningen i henhold til tabellen.

Konsentrering av presise løsninger uttrykt som molar eller normal konsentrasjon eller titer. Disse løsningene brukes vanligvis i analytisk arbeid; i fysiokjemiske og biokjemiske studier brukes de sjelden.

Prøver for fremstilling av nøyaktige løsninger beregnes til fjerde desimal, og nøyaktigheten av molekylvekter tilsvarer nøyaktigheten som de er gitt i referansetabellene. Prøven tas på en analytisk vekt; løsningen tilberedes i en målekolbe, dvs. mengden løsemiddel er ikke beregnet. Tilberedte løsninger skal ikke lagres i målekolber, de helles i en flaske med en velvalgt propp.

Hvis den nøyaktige løsningen må helles i en flaske eller i en annen kolbe, fortsett som følger. Flasken eller kolben som løsningen skal helles i, vaskes grundig, skylles flere ganger med destillert vann og får stå opp-ned slik at vannet blir av glass, eller tørket. Skyll flasken 2-3 ganger med små porsjoner av løsningen som skal helles, og hell deretter selve løsningen. Hver nøyaktige løsning har sin egen holdbarhet.

Matlagingsberegninger molar og normale løsninger utføres som følger.

Eksempel 1

Det er nødvendig å tilberede 2 liter 0,5 M Na 2 CO 3 løsning. Den molare massen av Na 2 CO 3 er 106. Derfor inneholder 1 liter av en 0,5 M løsning 53 g Na 2 CO 3. For å tilberede 2 liter, må du ta 53 x 2 \u003d 106 g Na 2 CO 3. Denne mengden salt vil være inneholdt i 2 liter løsning.

En annen måte å visualisere beregningen på:

1L 1M Na 2 CO 3 løsning inneholder 106 g Na 2 CO 3

(1L - 1M - 106g)

2 l 1M Na 2 CO 3 løsning inneholder x g Na 2 CO 3

(2 1 - 1 M - x g);

når man teller, "lukker hånd" den sentrale delen av uttrykket (1 mill.)

Vi finner at 2 l 1M Na 2 CO 3 løsning inneholder 212 g Na 2 CO 3

(2L - 1M - 212g)

En 2 l 0,5M Na 2 CO 3-løsning ("lukking av venstre side") inneholder x g Na 2 CO 3 (2 l - 0,5 M - x g)

De. 2 l 0,5M Na 2 CO 3 løsning inneholder 106 g Na 2 CO 3

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

(få en mindre konsentrert løsning fra en mer konsentrert løsning)

1 handling:

Antall ml av en mer konsentrert løsning (som skal fortynnes)

Nødvendig volum i ml (skal tilberedes)

Konsentrasjonen av en mindre konsentrert løsning (den som må oppnås)

Konsentrasjonen av en mer konsentrert løsning (den som vi fortynner)

2 handling:

Antall ml vann (eller fortynningsmiddel) = eller vann opp til (ad) nødvendig volum ()

Oppgave nummer 6. Ampicillin hetteglass inneholder 0,5 tørr legemiddel. Hvor mye løsemiddel bør tas for å ha 0,1 g tørrstoff i 0,5 ml løsning.

Løsning: når antibiotikumet fortynnes til 0,1 g tørt pulver, tas 0,5 ml av løsemidlet, derfor, hvis,

0,1 g tørrstoff - 0,5 ml løsemiddel

0,5 g tørrstoff - x ml løsemiddel

vi får:

Svar: for å ha 0,1 g tørrstoff i 0,5 ml av løsningen, må 2,5 ml av løsningsmidlet tas.

Oppgave nummer 7. I et hetteglass med penicillin er 1 million enheter av et tørt medikament. Hvor mye løsemiddel bør tas for å ha 100 000 enheter tørrstoff i 0,5 ml løsning.

Løsning: 100 000 enheter tørrstoff - 0,5 ml tørrstoff, deretter i 100 000 enheter tørrstoff - 0,5 ml tørrstoff.

1000000 U - x

Svar: for å ha 100 000 enheter tørrstoff i 0,5 ml av løsningen, er det nødvendig å ta 5 ml av løsningsmidlet.

Oppgave nummer 8. I et hetteglass med oksacillin er 0,25 tørt medikament. Hvor mye løsemiddel må du ta for å ha 0,1 g tørrstoff i 1 ml løsning

Løsning:

1 ml løsning - 0,1 g

x ml - 0,25 g

Svar: for å ha 0,1 g tørrstoff i 1 ml av løsningen, må 2,5 ml av løsningsmidlet tas.

Oppgave #9. Prisen for deling av en insulinsprøyte er 4 enheter. Hvor mange deler av sprøyten tilsvarer 28 enheter. insulin? 36 enheter? 52 enheter?

Løsning: For å finne ut hvor mange deler av sprøyten som tilsvarer 28 enheter. insulin nødvendig: 28:4 = 7 (divisjoner).

Tilsvarende: 36:4=9(divisjoner)

52:4=13(divisjoner)

Svar: 7, 9, 13 divisjoner.

Oppgave nummer 10. Hvor mye du trenger å ta en 10% løsning av klarnet blekemiddel og vann (i liter) for å forberede 10 liter av en 5% løsning.

Løsning:

1) 100 g - 5 g

(d) virkestoff

2) 100 % - 10 g

(ml) 10 % løsning

3) 10000-5000=5000 (ml) vann

Svar: det er nødvendig å ta 5000 ml klarnet blekemiddel og 5000 ml vann.

Oppgave nummer 11. Hvor mye du trenger å ta en 10% løsning av blekemiddel og vann for å forberede 5 liter av en 1% løsning.

Løsning:

Siden 100 ml inneholder 10 g av det aktive stoffet,

1) 100 g - 1 ml

5000 ml - x

(ml) virkestoff

2) 100 % - 10 ml

00 (ml) 10 % løsning

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

Svar: det er nødvendig å ta 500 ml av en 10% løsning og 4500 ml vann.

Oppgave nummer 12. Hvor mye du trenger å ta en 10% løsning av blekemiddel og vann for å forberede 2 liter av en 0,5% løsning.

Løsning:

Siden 100 ml inneholder 10 ml av det aktive stoffet,

1) 100 % - 0,5 ml

0 (ml) aktiv ingrediens

2) 100 % - 10 ml

(ml) 10 % løsning

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

Svar: det er nødvendig å ta 10 ml av en 10% løsning og 1900 ml vann.

Oppgave nummer 13. Hvor mye kloramin (tørrstoff) bør tas i g og vann for å tilberede 1 liter av en 3 % løsning.

Løsning:

1) 3g - 100 ml

G

2) 10000 – 300=9700ml.

Svar: for å tilberede 10 liter av en 3% løsning, må du ta 300 g kloramin og 9700 ml vann.

Oppgave nummer 14. Hvor mye kloramin (tørt) bør tas i g og vann for å tilberede 3 liter av en 0,5 % løsning.

Løsning:

Prosent - mengden av et stoff i 100 ml.

1) 0,5 g - 100 ml

G

2) 3000 - 15 = 2985 ml.

Svar: for å tilberede 10 liter av en 3% løsning, må du ta 15 g kloramin og 2985 ml vann

Oppgave nummer 15 . Hvor mye kloramin (tørt) bør tas i g og vann for å tilberede 5 liter av en 3 % løsning.

Løsning:

Prosent - mengden av et stoff i 100 ml.

1) 3 g - 100 ml

G

2) 5000 - 150 = 4850 ml.

Svar: for å tilberede 5 liter av en 3% løsning, må du ta 150 g kloramin og 4850 ml vann.

Oppgave nummer 16. For å sette en varm kompress fra en 40 % løsning etyl alkohol du må ta 50 ml. Hvor mye 96 % alkohol bør jeg ta for å påføre en varm kompress?

Løsning:

I henhold til formel (1)

ml

Svar: For å tilberede en varmende kompress fra en 96% løsning av etylalkohol, må du ta 21 ml.

Oppgave nummer 17. Forbered 1 liter 1 % blekemiddelløsning for lagerbearbeiding fra 1 liter 10 % lagerløsning.

Løsning: Regn ut hvor mange ml 10 % løsning du må ta for å lage en 1 % løsning:

10g - 1000 ml

Svar: For å tilberede 1 liter av en 1 % blekemiddelløsning, ta 100 ml av en 10 % løsning og tilsett 900 ml vann.

Oppgave nummer 18. Pasienten bør ta medisinen 1 mg i pulver 4 ganger om dagen i 7 dager, deretter hvor mye det er nødvendig å foreskrive denne medisinen (beregning utføres i gram).

Løsning: 1g = 1000mg, derfor 1mg = 0,001g.

Regn ut hvor mye pasienten trenger medisiner per dag:

4 * 0,001 g \u003d 0,004 g, derfor trenger han i 7 dager:

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

Svar: av denne medisinen er det nødvendig å skrive ut 0,028 g.

Oppgave nummer 19. Pasienten må legge inn 400 tusen enheter penicillin. Flaske på 1 million enheter. Fortynn 1:1. Hvor mange ml oppløsning skal tas.

Løsning: Når den fortynnes 1:1, inneholder 1 ml av løsningen 100 tusen enheter av virkning. 1 flaske penicillin 1 million enheter fortynnet med 10 ml løsning. Hvis pasienten trenger å angi 400 tusen enheter, må du ta 4 ml av den resulterende løsningen.

Svar: du må ta 4 ml av den resulterende løsningen.

Oppgave nummer 20. Gi pasienten 24 enheter insulin. Delingsprisen på sprøyten er 0,1 ml.

Løsning: 1 ml insulin inneholder 40 enheter insulin. 0,1 ml insulin inneholder 4 enheter insulin. For å gi pasienten 24 enheter insulin, må du ta 0,6 ml insulin.