Способы приготовления растворов
Существует несколько способов приготовления растворов. По способу приготовления различают первичные и вторичные стандартные растворы.
1.
По точной навескеготовят первичные стандартные растворы, растворы стандартных установочных веществ, которые должны удовлетворять следующим требованиям:
а) состав их должен строго соответствовать химической формуле;
б) вещества должны быть устойчивыми при хранении в растворе и в сухом виде (не окисляться, не поглощать диоксид углерода, воду, не терять кристаллизационную воду);
в) величина молярной массы эквивалента должна быть по возможности наибольшей для уменьшения погрешности взвешивания и титрования.
При приготовлении растворов по точной навеске задаются концентрацией раствора и его объемом. Основные этапы работы:
- рассчитывают необходимую навеску для взвешивания с точностью до 0,0001 г по одной из формул:
;
,
где Vр-ра – объем раствора, см 3 ;
- взвешивают точную навеску на аналитических весах;
- взвешенную навеску количественно переносят в мерную колбу вместимостью, равной Vр-ра, растворяют вещество, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают;
- если взятая навеска отличается от теоретически рассчитанной, то концентрацию раствора пересчитывают, используя указанные выше формулы, например:
,
где Vр-ра – объем раствора, см 3 ; m(Х) – практическая навеска, г.
2.
По приблизительной навескеготовят растворы нестандартных веществ или растворы приблизительной концентрации. Этапы работы такие же, как и при приготовлении растворов по точной навеске, но навеску рассчитывают с точностью не более, чем до 0,01 г и берут ее на технических весах. Точную концентрацию такого раствора устанавливают титрованием (часто растворами первичных стандартов) и рассчитывают по закону эквивалентов:
Сэкв 1·V1 = Cэкв 2·V2 (2.16)
Приготовленные таким образом растворы с точно установленной концентрацией называются вторичными стандартами или титрованными.
3.
Из фиксанала (норма-дозы, стандарт-титра)готовят первичные стандартные растворы точной концентрации. Фиксанал – стеклянная ампула, в которой содержится точно известное количество nэкв вещества в кристаллическом виде или в виде раствора. Содержимое фиксанала количественно переносят в мерную колбу, доводят уровень раствора до метки, раствор перемешивают. Концентрация раствора должна быть задана, а вместимость мерной колбы рассчитывают, используя формулу (2.6).
(2.17)
4.
Разбавлением концентрированных растворовготовят растворы многих веществ. В этом случае должны быть заданы объем разбавленного раствора, его концентрация и концентрация концентрированного раствора. Рассчитывают необходимый для разбавления объем концентрированного раствора, затем измеряют рассчитанный объем, переносят в мерную колбу или в мерный стакан, доводят уровень жидкости до метки дистиллированной водой и перемешивают. Если исходный раствор имел точную концентрацию и при его разбавлении использовали точную мерную посуду, то получают раствор точной концентрации. В противном случае получают раствор приблизительной концентрации, все расчеты ведут с точностью не более чем до 0,01, точную концентрацию устанавливают титрованием и рассчитывают по формуле (2.16).
Пример.Сколько грамм хлорида калия KCl потребуется для приготовления 2 дм 3 раствора:
а) с массовой долей, равной 30% и плотностью 1,110 г/см 3 ;
б) с титром, равным 0,001841 г/см 3 ;
в) с молярной концентрацией эквивалента, равной 0,2000 моль/дм 3 .
Решение.
| Дано: ω(KCl) = 30% | а) Массу хлорида калия рассчитаем, используя формулу (2.11): |
| Vр-ра= 2 дм 3 = 2000 см 3 ρ р-ра = 1,110 г/см 3 |  |
| Сэкв(KCl) = 0,2000 моль/дм 3 T(KCl) = 0,001841 г/см 3 |  |
| m(KCl) = ? |
б) Для расчета используем формулу (2.12): 
в) Для расчета можно использовать формулу (2.7):
m(KCl) = Cэкв(KCl) · Vр-ра · Mэкв(KCl) = 0,2000·2·74,56 = 29,8240 г.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Источник
Способы приготовления растворов
Способы приготовления стандартных растворов.
Растворы с известной концентрацией, которые служат для определения концентрации других растворов, называются стандартнымиилирабочими. Это некоторые растворы кислот, щелочей, солей.
1. Метод точной навески. Предполагает работу с растворами, которые не меняют свою молекулярную массу и объем при взаимодействии с воздухом. К таким веществам относятся щавелевая кислота, сода, бура (Na2B4O7·10H2O), бихромат калия и ряд других веществ. На аналитических (погрешность таких весов составляет 0,0002г) весах точно взвешивают вещество и переносят в мерную колбу для растворения, доводят до метки растворителем (водой) и тщательно перемешивают.
Растворы точной навески можно приготовить лишь для немногих веществ. Эти вещества должны отвечать следующим требованиям:
— вещество должно быть чистым (без примесей)
— иметь постоянный состав (соответствовать определённой химической формуле)
— быть устойчивым как на воздухе, так и в растворе
— иметь достаточно высокую молекулярную массу.
Такие соединения называются установочными. К ним относятся: щавелевая кислота (Н2С2О4 · 2Н2О), тетраборат натрия (бура) (Na2B4O7·10H2O), дихромат калия (K2Cr2O7). Для веществ, неудовлетворяющих требованиям, растворы готовят методом неточной навески или разбавлением.
2. Метод неточной или приблизительной навески. Предполагает работу с растворами, которые не соответствуют этим требованиям, например, меняют свою массу на воздухе, например, перманганат калия. Перед применением их в качестве стандартных растворов, необходимо оттитровать другим раствором с точно известной концентрацией.
3. Метод разбавления. Из раствора с точно известной концентрацией готовят разбавлением раствор другой концентрации. Концентрация полученного раствора зависит от концентрации исходного.
4. Фиксанальный метод. Предполагает приготовление растворов из фиксаналов. Фиксанал — ампула с сухим веществом или раствором с точно известным количеством эквивалентов. концентрацией. Фиксанал разбивают и переносят в колбу для растворения. Этот метод считается наиболее точным.
Источник
СПОСОБЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРОВ
Известны четыре способа приготовления растворов: по точной навеске, по приблизительной навеске, разбавлением и из фиксанала. Способ приготовления раствора зависит от свойств растворяемых веществ. Навеску вещества, как правило, не используют, если вещество является жидким. Разбавлением можно готовить растворы всех веществ, если в наличии есть более концентрированные растворы. Четвертый способ используют только в том случае, если фиксаналы этих веществ выпускаются промышленностью. Рассмотрим основные этапы приготовления растворов различными способами.
По точной навескеготовят только растворы стандартных веществ (см. критерии стандартности на с. 8). Для приготовления растворов этим способом должны быть заданы концентрация раствора и его объем. Основные этапы приготовления растворов следующие:
— рассчитывают необходимую навеску для взвешивания с точностью до 0,0001 г с использованием формул (4.2)-(4.13) (см. с. 21-24);
— взвешивают точную навеску на аналитических весах;
— взвешенную навеску растворяют, количественно переносят в мерную колбу вместимостью, равной Vр-ра, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают;
— если взятая навеска (mпракт) отличается от теоретически рассчитанной, то концентрацию раствора пересчитывают, используя указанные выше формулы, например:
.
Приготовленные таким образом растворы называют первичными стандартами.
Запомните: если объем приготавливаемого раствора больше 2 дм 3 , то расчеты массы навески ведут с точностью не более чем до 0,01 г, независимо от стандартности вещества, и берут ее на технических весах, так как максимальная вместимость мерных колб, выпускаемых промышленностью, равна 2 дм 3 .
По приблизительной навеске готовят растворы нестандартных веществ. Если вещество, которое используют для анализа, содержит примеси (более 1 %), вещество квалифицируют «ч.» или «техн.» (см. с. 8) и его массу рассчитывают с учетом имеющихся примесей. Этапы работы такие же, как и при приготовлении растворов по точной навеске, но навеску рассчитывают с точностью не более чем до 0,01 г и берут ее на технических весах. Точную концентрацию такого раствора устанавливают титрованием (часто растворами первичных стандартов) и рассчитывают ее по закону эквивалентов:
. (5.1)
Приготовленные таким образом растворы с точно установленной концентрацией называются вторичными стандартами, или титрованными.
Из фиксанала (норма-дозы, стандарт-титра) готовят растворы точной концентрации. Фиксанал — стеклянная или полимерная ампула, в которой содержится точно известное количество вещества в сухом виде или в виде раствора. Содержимое фиксанала количественно переносят в мерную колбу, после растворения вещества доводят уровень раствора до метки и перемешивают. Концентрация раствора должна быть задана, а вместимость мерной колбы рассчитывают, используя формулу:
; 
. (5.2)
Разбавлением концентрированных растворовготовят растворы многих веществ. В этом случае должны быть заданы объем разбавленного раствора, его концентрация и концентрация концентрированного раствора. Рассчитывают необходимый для разбавления объем концентрированного раствора, затем измеряют рассчитанный объем, переносят в мерную колбу или в мерный стакан, доводят уровень жидкости до метки дистиллированной водой и перемешивают.
Запомните: при разбавлении водой масса (или количество) растворенного вещества одинаковы в концентрированном и разбавленном растворах.
Если исходный раствор имел точную концентрацию и при его разбавлении использовали точную мерную посуду, то получают раствор точной концентрации. В противном случае получают раствор приблизительной концентрации, все расчеты концентраций ведут с точностью не более чем до 0,01 и точную концентрацию устанавливают титрованием. Эти правила справедливы и при смешивании растворов.
Источник
Рекомендации по приготовлению растворов в лаборатории
Содержание
Приготовление растворов из твердых веществ
Количество твердого вещества, которое можно растворить в данном количестве воды, имеет предел, зависящий от свойств взятых веществ и от тех условий, в которых происходит растворение. Когда этот предел достигнут, получается насыщенный раствор. Концентрация насыщенного раствора называется растворимостью.
Следовательно, насыщение раствора каким-либо веществом зависит от его растворимости в данном растворителе при данных условиях. Таким образом, совершенно не обязательно, чтобы концентрация насыщенного раствора была бы высокой.
Растворимость твердого вещества можно повысить, если раствор нагревать. Однако некоторые соли не подчиняются этому правилу. Растворимость их или понижается с повышением температуры или повышается только до определенной температуры, выше которой растворимость уменьшается. Скорость растворения твердого вещества зависит от размера его частиц. Чем крупнее куски, тем медленнее идет растворение; наоборот, чем мельче отдельные частицы твердого вещества, тем скорее переходит оно в раствор. Поэтому перед растворением твердого вещества его всегда следует измельчить в ступке и отвешивать для растворения только измельченное вещество. Сказанное не относится к гигроскопичным веществам, так как последние в измельченном виде очень легко поглощают влагу из воздуха вследствие большого увеличения поверхности. Поэтому гигроскопичные вещества растворяют, не измельчая, разве только быстро разбив большие куски.
Иногда при растворении твердых веществ, например кристаллических, их помещают в колбу. При неправильном введении таких веществ (особенно крупных кусков или кристаллов) случается, что колба разбивается. Чтобы не разбить колбу, поступают так: наклоняют ее под углом не больше 45° (лучше меньше) и опускают твердое вещество, чтобы оно скатывалось по горлу и стенке шара колбы. Удобнее сначала налить в колбу часть рассчитанного количества растворителя, например воды, а затем вводить твердое вещество, как описано выше, иногда встряхивая колбу. Оставшуюся часть растворителя вводят после того, как будет пересыпано все количество твердого вещества, предназначенного для растворения.
Приготовление растворов щелочей и кислот
При растворении щелочей в воде происходит сильное разогревание, поэтому для приготовления таких растворов следует пользоваться не стеклянными, а фарфоровыми сосудами. Раствор перемешивают стеклянной палочкой. Нужно следить, чтобы брызги раствора ни в коем случае не попали в глаза, на кожу и одежду.
Концентрированные растворы щелочей выщелачивают стекло, поэтому лучше хранить эти растворы в полиэтиленовой посуде или в стеклянной бутыли, внутренние стенки которой предварительно покрывают парафином.
При разбавлении кислот необходимо приливать кислоту к воде, а не наоборот. Смешивание кислоты с водой сопровождается сильным разогреванием, поэтому при добавлении воды в кислоту происходит разбрызгивание кислоты, что очень опасно. Если кислота попала на кожу или одежду, необходимо смыть ее большим количеством воды, а затем нейтрализовать раствором щелочи.
Рис. 1. Техника безопасности при приготовлении растворов концентрированных кислот
1 – нельзя добавлять воду в кислоту; 2 – при смешивании кислоты и воды происходит выделение большого количества тепла; 3 – раствор может вскипеть и выплеснуться из емкости; 4 – приливайте кислоту к воде при постоянном перемешивании.
Растворы кислот хранят в плотно закрытых сосудах.
Приготовление растворов из фиксаналов
Для быстрого приготовления точных растворов пользуются фиксаналами.
Фиксанал – точно взвешенное количество реактива, необходимое для приготовления 1 литра 0,1 н или 0,01 н растворов, содержащееся в запаянной стеклянной ампуле. Количество вещества в ампуле соответствует определенному числу грамм-эквивалентов данного вещества, и при растворении его образуется раствор известной нормальности. Фиксанал может быть в виде навески твердого вещества или в виде точно отмеренного объема раствора.
Для приготовления раствора из фиксанала содержимое ампулы количественно переносят в мерную колбу и раствор разбавляют дистиллированной водой, доводят его объем до метки:
1. Ампулу обмывают сначала теплой, а затем холодной дистиллированной водой, чтобы смыть этикетку и возможные загрязнения.
2. Перед приготовлением раствора один из бойков (крестовидный), находящийся в коробке с фиксаналом, обливают сначала водопроводной, а затем дистиллированной водой. Боек помещают в чистую воронку таким образом, чтобы длинный конец его был вставлен в трубку воронки, а короткий острый конец — направлен кверху; крестовидное утолщение бойка упирается в нижнюю часть конуса воронки.
3. Воронку вместе с бойком вставляют в чистую мерную колбу.
4. Ампулу переворачивают дном книзу и, ударяя ее нижним углублением по бойку в воронке, разбивают дно ампулы. Не изменяя положения ампулы над воронкой, вторым бойком пробиваю верхнее углубление на ней. Содержимое ампулы при этом выливается или высыпается в мерную колбу.
5. Ампулу держат в том же положении и в образовавшееся верхнее отверстие вставляют конец трубки промывалки и сильной струей воды из промывалки хорошо промывают наружную поверхность ампулы и воронку с бойком, после чего воронку вынимают из колбы.
6. Уровень жидкости в колбе доводят до метки. Колбу плотно закрывают пробкой и тщательно перемешивают раствор.
Рис. 2. Перенос содержимого ампулы фиксанала в мерную колбу
1 – ампула с точной навеской вещества; 2 – крестовидный боек; 3 – боек для стенки ампулы.
Подробнее о способах приготовления растворов по точной и приблизительной навеске, расчете концентрации полученного раствора и установке титра читайте в статье «Способы приготовления растворов».
Источник
