С.Ф. Дунаев - Практическое пособие по общей и неорганической химии для студентов нехимических специальностей, страница 7

Затем, длятех же значений nк, рассчитывают возможные молярные массы (формула 2.8).При расчете необходимо учесть, что навеска кислоты в исследуемой пробе (mк)равна:mк =m исх . ⋅ V кV р − ра(2.8)Получив набор возможных молярных масс, из списка предполагаемых кислот выбирается та, молярная масса и основность которой совпадают с результатами расчета.Список кислот:щавелевая —фумаровая —H2C2O4;(HOOC)CHC=CHC(COOH);адипиновая —(HCOOC)(CH2)4(COOH);яблочная —(HCOOC)CH(OH)CH2(COOH);салициловая —C6H4 (OH)(COOH);янтарная —винная —(HCOOC)(CH2)2(COOH);(HCOOC)CH(OH)CH(OH)(COOH);лимонная —(HCOOC)CH2С(OH) (COOH)CH2(COOH).2.4.2.

Реактивы5Кристаллические вещества: навески органических кислот в бюксах .Растворы: 0,1 М HCl; 0,05 М NaOHИндикаторы: фенолфталеин; метиловый оранжевый5Навески кислот указаны в приложении №252.4.3. ОборудованиеШтатив с бюреткой, воронка, стакан химический (100 мл), колба мерная (100мл), колба коническая для титрования (250 мл) — 3 шт., пипетка мерная (10 мл),бюкс, мерный цилиндр (20 мл).2.4.4. Порядок выполнения экспериментаОпыт 8. Определение молярной массы органической кислотыПриготовьте 0,05 М раствор NaOH по методике, описанной в опыте 3 и определите его точную концентрацию методом кислотно-основного титрования, какэто описано в опыте 6.Получите у лаборанта навеску неизвестной органической кислоты. Запишитеее массу в таблицу 2.4.Таблица 2.4.1Масса кислоты, mисх, г2Объем приготовленного раствора кислоты, Vр-ра, мл3Объем пробы раствора кислоты, Vк мл4Концентрация раствора NaOH, Со, моль/лОбъем раствора NaOH, израсходован-Vо1ный на титрование, Vо млVо25Vо36Концентрация Ск, моль/л7Молярная масса кислоты МnкnкVо.

ср.123123Формула и название кислоты:Перенесите навеску в мерную колбу на 100 мл. Остатки вещества на воронкесмойте в мерную колбу дистиллированной водой.Добавьте в колбу дистиллированную воду на 1/3 часть ее объема и, время отвремени перемешивая содержимое колбы, добейтесь полного растворения кристаллов (органические кислоты часто растворяются очень медленно).

Доведите объем раствора в колбе до метки и тщательно перемешайте раствор.Ополосните мерную пипетку приготовленным раствором кислоты и отберитеею в колбы для титрования 3 пробы по 10 мл. Добавьте в каждую по 20 мл водыи 2-3 капли раствора фенолфталеина.26Титруйте приготовленные пробы кислоты раствором щелочи до появления устойчивой слабо-розовой окраски.Полученные результаты занесите в таблицу 2.4.Вопросы и задания1) Данные и результаты эксперимента занесите в таблицу 2.4.2) Выведите формулу для расчета молярной массы кислоты.3) Рассчитайте молярность кислоты, исходя из предположения, чточисло ионов водорода, принимающих участие в реакции нейтрализациив ней, может быть равно 1 ,2, 3.4) Рассчитайте возможные молярные массы кислоты для тех же зна-чений nк (1 ,2, 3).5) Из списка выберите кислоту, основность и молярная масса которойсовпадают с результатами расчета.6) Рассчитайте относительную ошибку определения молярной массыкислоты.2.4.5.

Что должен предоставить студент преподавателюдля сдачи работы1. Результаты определения точной молярной концентрации NaOH.2. Заполненную таблицу 2.4.3. Расчеты предполагаемых молярных масс неизвестной кислоты.4. Формулу и обоснование выбора исследуемой кислоты.2.5. Работа 4. Определение карбонатной жесткости воды2.5.1. Цель работыМерой временной (карбонатной) жесткости воды может служить объем кислоты, например, соляной, который нужно затратить на ее титрование по реакциям:Ca(HCO3)2 + 2HCl= CaCl2 + 2H2O + 2CO2↑,Mg(HCO3)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O + 2CO2↑ ,или в ионном виде:–+HCO3 + H = H2O + CO2↑.Об окончании реакций взаимодействия гидрокарбонатов кальция и магния ссоляной кислотой можно судить по изменению окраски индикатора метилоранжа в слабо кислой среде с желтого на оранжевую.Временную жесткость воды в ммоль/л в этом случае можно рассчитать поформуле:27Ж вр.

=C к ⋅ V к ⋅ 1000ммоль / л2V ( H 2 O)(2.9)где Vк — объем соляной кислоты, израсходованный на титрование;Ск — молярность раствора соляной кислоты; V(H2O) — объем пробы воды, взятой для титрования; 1000 — коэффициент для перевода моль в миллимоль.2.5.2. РеактивыРастворы: 0,1 М HCl из фиксаналаИндикаторы: метиловый оранжевый.2.5.3. ОборудованиеШтатив с бюреткой, воронка стеклянная, стакан химический (100 мл), цилиндр мерный (100 мл), колбы конические для титрования (250 мл) — 3 шт.2.5.4. Порядок выполнения экспериментаОпыт 9. Определение карбонатной жесткости водыМерным цилиндром (100 мл) отберите в 4 конические колбы по 100 мл холодной водопроводной воды.

Добавьте в каждую колбу по 2-3 капли раствора метилоранжа. Одну из приготовленных проб оставьте в качестве раствора сравнения («свидетель»). Поставьте эту колбу на лист белой бумаги.Закрепите бюретку вертикально в штативе, промойте ее раствором соляной кислоты с точно определенной концентрацией (опыт №5) и заполните этой кислотой бюретку.Приготовленные пробы оттитруйте раствором соляной кислоты до перехода окраски метилоранжа из желтой в оранжевую (но не розовую!). Сравнивайте непрерывно цвет титруемого раствора с цветом «свидетеля».Результаты титрования запишите в таблицу 2.5.Таблица 2.5Объем исследуе- Объем 0,1 М HCl, израсходован- Временная жестмой пробы воды,кость воды,ного на титрование, мл,Vводы, млЖвр., ммоль,VкVк1Vк2Vк.3Vк(ср)100Вопросы и задания1) Занесите все исходные данные и результаты эксперимента в таблицу2.5.2) Напишите уравнение реакции кислотно-основного титрования.3) Выведите формулу (2.9) для расчета временной жесткости воды.4) Рассчитайте временную карбонатную жесткость воды.285) Охарактеризуйте по результатам рассчитанной жесткости воду(мягкая, средняя, жесткая).2.5.5.

Что должен предоставить студент преподавателюдля сдачи работы1.2.3.4.Уравнения реакций кислотно-основного титрования проб воды.Заполненную таблицу 2.5.Расчет временной жесткости водопроводной воды.Решение задачи 6 из раздела 2.6.2.6. Задачи1) Рассчитайте, какой объем 70%-го раствора серной кислоты (ρ=1,622 г/мл)надо взять для приготовления 25 мл 2 М раствора H2SO4.2) Рассчитайте, сколько граммов кристаллического хлорида калия необходимовзять для приготовления 250 мл 0,5 М раствора этой соли?3) Рассчитайте массу Na2CO3⋅10H2O (молярная масса кристаллогидрата рассчитывается с учетом кристаллизационной воды), которая необходима дляприготовления 100 мл 0,01 М раствора Na2CO3.4) На нейтрализацию 50 мл 0,5 М раствора одноосновной кислоты израсходовано 25 мл раствора едкого натра.

Сколько граммов NaOH содержит 1 л этого раствора?5) Рассчитайте титр 0,01 М раствора соды Na2CO3.6) Определите карбонатную жесткость воды, если на титрование 200 мл водыизрасходовано 8 мл 0,05 М раствора соляной кислоты.29Глава 3. СВОЙСТВА РАСТВОРОВ. КРИОСКОПИЯ.3.1. Теоретическая частьСуществуют свойства растворов, которые зависят только от концентрациичастиц в растворе, но не зависят от их природы. Такие свойства называютсяколлигативными (коллективными).

Одним из таких свойств является понижение температуры начала кристаллизации раствора по сравнению с температуройкристаллизации чистого растворителя. Кроме того, важным отличием процессакристаллизации (плавления) раствора от процесса кристаллизации (плавления)растворителя является то, что раствор кристаллизуется (плавится) в интервалетемператур, а растворитель при постоянной температуре – «в точке».Понижение температуры кристаллизации раствора пропорционально моляльной концентрации растворенного вещества:∆Тзам = К·Сm(3.1)Коэффициент пропорциональности К в уравнении (3.1) называется криоскопической постоянной растворителя. Эта константа зависит от природы растворителя и соответствует понижению температуры кристаллизации одномоляльныхрастворов (для воды К = 1,86 °С⋅кг растворителя/моль растворенного вещества).

За температуру кристаллизации раствора принимают температуру началаего кристаллизации (температуру выделения из раствора первого кристаллатвердой фазы).Измерение температуры кристаллизации раствора (метод криоскопии) можноиспользовать для определения молярных масс веществ, так как моляльностьраствора связана с массой растворенного i-го вещества mi и массой растворителя ·m следующим соотношением:(3.2)Сm = mi·1000/ M·m ,где М – молярная масса растворенного вещества.Подставив выражение (3.2) в уравнение (3.1), получим (3.3):∆Тзам = К·Сm =K ⋅ m i ⋅ 1000M ⋅m(3.3)Откуда,М=K ⋅ m i ⋅ 1000∆T зам.

⋅ m(3.4)Однако определить молярную массу растворенного вещества методом криоскопии можно только при условии, что растворенное вещество является неэлектролитом. Для растворов электролитов изменение температуры кристаллизации(и других коллигативных свойств) в результате увеличения числа частиц в рас-30творе за счет диссоциации обычно оказывается больше теоретически вычисленного.3.1.1. Вопросы по теме1) От чего зависит температура замерзания раствора?2) Каков физический смысл криоскопической постоянной?3) Как можно использовать измерение температуры кристаллизации растворов для определения молярной массы растворенного вещества?4) Каким образом можно использовать измерение температуры кристаллизации раствора для обнаружения диссоциации электролитов в водных растворах?5) В каком из следующих 0,1 М растворов: а) HNO3; б) NaCl; в) C6H12O6;г) CuSO4; д) BaCl2 изменение температуры кристаллизации будет наибольшим? наименьшим? Ответ поясните.3.2.