Roztoky percentuálnej koncentrácie. Zásady prípravy roztokov a výpočty v objemovej analýze Komprimuje s dimexidom

Príprava roztokov. Roztok je homogénna zmes dvoch alebo viacerých látok. Koncentrácia roztoku sa vyjadruje rôznymi spôsobmi:

v hmotnostných percentách, t.j. počtom gramov látky obsiahnutej v 100 g roztoku;

v objemových percentách, t.j. počtom objemových jednotiek (ml) látky v 100 ml roztoku;

molarita, t.j. počet grammólov látky obsiahnutej v 1 litri roztoku (molárne roztoky);

normalita, t.j. počet gramekvivalentov rozpustenej látky v 1 litri roztoku.

Riešenia percentuálna koncentrácia. Percentuálne roztoky sa pripravujú ako približné roztoky, pričom vzorka látky sa odváži na technochemických váhach a objemy sa merajú pomocou odmerných valcov.

Na prípravu percentuálnych roztokov sa používa niekoľko metód.

Príklad. Je potrebné pripraviť 1 kg 15% roztoku chloridu sodného. Koľko soli na to treba prijať? Výpočet sa vykonáva podľa pomeru:

Preto musíte vziať 1 000 - 150 = 850 g vody.

V prípadoch, keď je potrebné pripraviť 1 liter 15% roztoku chloridu sodného, ​​sa potrebné množstvo soli vypočíta iným spôsobom. Pomocou referenčnej knihy nájdite hustotu tohto roztoku a vynásobte ho daným objemom a získajte hmotnosť požadovaného množstva roztoku: 1000-1,184 = 1184 g.

Potom nasleduje:

Preto je potrebné množstvo chloridu sodného iné na prípravu 1 kg a 1 litra roztoku. V prípadoch, keď sa roztoky pripravujú z činidiel obsahujúcich kryštalizačnú vodu, treba to vziať do úvahy pri výpočte požadovaného množstva činidla.

Príklad. Zo soli obsahujúcej kryštalizačnú vodu (Na2CO3-10H2O) je potrebné pripraviť 1000 ml 5% roztoku Na2CO3 s hustotou 1,050.

Molekulová hmotnosť (hmotnosť) Na2CO3 je 106 g, molekulová hmotnosť (hmotnosť) Na2CO3-10H2O je 286 g, odtiaľ sa vypočíta požadované množstvo Na2CO3-10H2O na prípravu 5% roztoku:

Roztoky sa pripravia použitím riediacej metódy nasledovne.

Príklad. Z roztoku kyseliny s relatívnou hustotou 1,185 (37,3 %) je potrebné pripraviť 1 liter 10% roztoku HCl. Relatívna hustota 10% roztoku je 1,047 (podľa referenčnej tabuľky), preto hmotnosť (hmotnosť) 1 litra takéhoto roztoku je 1000X1,047 = 1047 g. Toto množstvo roztoku by malo obsahovať čistý chlorovodík

Aby sme určili, koľko 37,3% kyseliny je potrebné prijať, vytvoríme pomer:

Pri príprave roztokov zriedením alebo zmiešaním dvoch roztokov sa na zjednodušenie výpočtov používa metóda diagonálnej schémy alebo „pravidlo kríža“. Na priesečníku dvoch čiar je napísaná daná koncentrácia a na oboch koncoch vľavo - koncentrácia počiatočných roztokov; pre rozpúšťadlo sa rovná nule.

Jednotky SI v klinickej praxi laboratórna diagnostika.

V klinickej laboratórnej diagnostike Medzinárodný systém jednotky sa odporúča používať v súlade s nasledujúcimi pravidlami.

1. Jednotkou objemu by mal byť liter. Neodporúča sa používať v menovateli čiastkové alebo násobky litra (1-100 ml).

2. Koncentrácia meraných látok sa uvádza ako molárna (mol/l) alebo hmotnostná (g/l).

3. Molárna koncentrácia sa používa pre látky so známou relatívnou molekulovou hmotnosťou. Iónová koncentrácia sa uvádza ako molárna koncentrácia.

4. Hmotnostná koncentrácia sa používa pre látky, ktorých relatívna molekulová hmotnosť nie je známa.

5. Hustota je uvedená v g/l; klírens – v ml/s.

6. Aktivita enzýmu na množstvo látok v čase a objeme sa vyjadruje ako mol/(s*l); umol/(s*l); nmol/(s*l).

Pri prepočte jednotiek hmotnosti na jednotky množstva látky (molárne) je prevodný faktor K=1/Mr, kde Mr je relatívna molekulová hmotnosť. V tomto prípade počiatočná jednotka hmotnosti (gram) zodpovedá molárnej jednotke množstva látky (mol).

Všeobecné charakteristiky.

Riešenia sú homogénne systémy pozostávajúce z dvoch alebo viacerých zložiek a produktov ich interakcie. Ako rozpúšťadlo môže pôsobiť nielen voda, ale aj etylalkohol, éter, chloroform, benzén atď.

Proces rozpúšťania je často sprevádzaný uvoľňovaním tepla (exotermická reakcia - rozpúšťanie žieravých zásad vo vode) alebo absorpciou tepla (endotermická reakcia - rozpúšťanie amónnych solí).

Kvapalné roztoky zahŕňajú roztoky pevných látok v kvapalinách (roztok soli vo vode), roztoky kvapalín v kvapalinách (roztok etylalkohol vo vode), roztoky plynov v kvapalinách (CO 2 vo vode).

Roztoky môžu byť nielen kvapalné, ale aj pevné (sklo, zliatina striebra a zlata), ako aj plynné (vzduch). Najdôležitejšie a najbežnejšie sú vodné roztoky.

Rozpustnosť je vlastnosť látky rozpúšťať sa v rozpúšťadle. Všetky látky sa na základe ich rozpustnosti vo vode delia do 3 skupín – vysoko rozpustné, málo rozpustné a prakticky nerozpustné. Rozpustnosť závisí predovšetkým od povahy látok. Rozpustnosť je vyjadrená počtom gramov látky, ktorú možno maximálne rozpustiť v 100 g rozpúšťadla alebo roztoku pri danej teplote. Toto množstvo sa nazýva koeficient rozpustnosti alebo jednoducho rozpustnosť látky.

Roztok, v ktorom pri danej teplote a objeme nedochádza k ďalšiemu rozpúšťaniu látky, sa nazýva nasýtený. Takýto roztok je v rovnováhe s nadbytkom rozpustenej látky, obsahuje maximálne množstvo látky možné za daných podmienok. Ak koncentrácia roztoku nedosahuje za daných podmienok koncentráciu nasýtenia, potom sa roztok nazýva nenasýtený. Presýtený roztok obsahuje viac látky ako nasýtený roztok. Presýtené roztoky sú veľmi nestabilné. Jednoduché pretrepanie nádoby alebo kontakt s kryštálmi rozpustenej látky vedie k okamžitej kryštalizácii. V tomto prípade sa presýtený roztok zmení na nasýtený roztok.

Pojem „nasýtené roztoky“ by sa mal odlišovať od pojmu „presýtené roztoky“. Riešenie s vysoký obsah rozpustená látka. Koncentrácia nasýtených roztokov rôznych látok sa môže značne líšiť. Pre vysoko rozpustné látky (dusitan draselný) majú nasýtené roztoky vysokú koncentráciu; Pre slabo rozpustné látky (síran bárnatý) majú nasýtené roztoky nízku koncentráciu rozpustenej látky.

Vo veľkej väčšine prípadov sa rozpustnosť látky zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou. Ale sú látky, ktorých rozpustnosť so zvyšujúcou sa teplotou mierne stúpa (chlorid sodný, chlorid hlinitý) alebo dokonca klesá.

Závislosť na rozpustnosti rôzne látky na teplote je znázornená graficky pomocou kriviek rozpustnosti. Teplota je vynesená na vodorovnej osi a rozpustnosť je vynesená na zvislej osi. Je teda možné vypočítať, koľko soli vypadne z roztoku pri ochladzovaní. Uvoľňovanie látok z roztoku pri znižovaní teploty sa nazýva kryštalizácia a látka sa uvoľňuje v čistej forme.

Ak roztok obsahuje nečistoty, potom bude roztok vo vzťahu k nim nenasýtený aj pri poklese teploty a nečistoty sa nebudú vyzrážať. To je základ pre metódu čistenia látok – kryštalizáciu.

IN vodné roztoky Vznikajú viac či menej pevné zlúčeniny častíc rozpustenej látky s vodou - hydráty. Niekedy je takáto voda tak pevne naviazaná na rozpustenú látku, že keď sa uvoľní, stane sa súčasťou kryštálov.

Kryštalické látky obsahujúce vodu sa nazývajú kryštalické hydráty a samotná voda sa nazýva kryštalická voda. Zloženie kryštalických hydrátov je vyjadrené vzorcom označujúcim počet molekúl vody na molekulu látky - CuSO 4 * 5H 2 O.

Koncentrácia je pomer množstva rozpustenej látky k množstvu roztoku alebo rozpúšťadla. Koncentrácia roztoku je vyjadrená v hmotnostných a objemových pomeroch. Hmotnostné percentá označujú hmotnostný obsah látky v 100 g roztoku (ale nie v 100 ml roztoku!).

Technika prípravy približných riešení.

Odvážte potrebné látky a rozpúšťadlo v takých pomeroch, aby celkové množstvo bolo 100 g Ak je rozpúšťadlom voda, ktorej hustota sa rovná jednej, neváži sa, ale meria sa objem rovný hmotnosti. Ak je rozpúšťadlom kvapalina, ktorej hustota sa nerovná jednotke, buď sa odváži, alebo sa množstvo rozpúšťadla vyjadrené v gramoch vydelí indikátorom hustoty a vypočíta sa objem, ktorý kvapalina zaberá. Hustota P je pomer hmotnosti tela k jeho objemu.

Ako jednotka hustoty sa berie hustota vody pri 4 0 C.

Relatívna hustota D je pomer hustoty danej látky k hustote inej látky. V praxi určujú pomer hustoty danej látky k hustote vody, braný ako jednotka. Napríklad, ak je relatívna hustota roztoku 2,05, potom jeho 1 ml váži 2,05 g.

Príklad. Koľko chloridu uhlíka treba prijať na prípravu 100 g 10 % roztoku tuku? Odvážte 10 g tuku a 90 g rozpúšťadla CCl 4 alebo odmerajte objem, ktorý zaberá požadované množstvo CCl 4, vydeľte hmotnosť (90 g) relatívnou hustotou D = (1,59 g/ml).

V = (90 g) / (1,59 g/ml) = 56,6 ml.

Príklad. Ako pripraviť 5% roztok síranu meďnatého z kryštalického hydrátu tejto látky (počítané ako bezvodá soľ)? Molekulová hmotnosť síranu meďnatého je 160 g, kryštálového hydrátu je 250 g.

250 – 160 X = (5*250) / 160 = 7,8 g

Preto musíte prijať 7,8 g kryštalického hydrátu, 92,2 g vody. Ak sa roztok pripraví bez premeny na bezvodú soľ, výpočet sa zjednoduší. Odvážte určené množstvo soli a pridajte rozpúšťadlo v takom množstve, aby celková hmotnosť roztoku bola 100 g.

Objemové percentá ukazujú, koľko látky (v ml) je obsiahnuté v 100 ml roztoku alebo zmesi plynov. Napríklad 96 % roztok etylalkoholu obsahuje 96 ml absolútneho (bezvodého) alkoholu a 4 ml vody. Objemové percentá sa používajú pri miešaní vzájomne rozpustných kvapalín a pri príprave zmesí plynov.

Pomery hmotnosti a objemu v percentách (bežný spôsob vyjadrenia koncentrácie). Uveďte hmotnostné množstvo látky obsiahnuté v 100 ml roztoku. Napríklad 10 % roztok NaCl obsahuje 10 g soli v 100 ml roztoku.

Technika prípravy percentuálnych roztokov z koncentrovaných kyselín.

Koncentrované kyseliny (sírová, chlorovodíková, dusičná) obsahujú vodu. Pomer kyseliny a vody v nich je uvedený v hmotnostných percentách.

Hustota roztokov je vo väčšine prípadov nad jednotkou. Percento kyselín je určené ich hustotou. Pri príprave zriedenejších roztokov z koncentrovaných roztokov sa berie do úvahy obsah vody v nich.

Príklad. Je potrebné pripraviť 20% roztok kyseliny sírovej H 2 SO 4 z koncentrovanej 98% kyseliny sírovej s hustotou D = 1,84 g/ml. Najprv vypočítame, koľko koncentrovaného roztoku obsahuje 20 g kyseliny sírovej.

100 – 98 X = (20 x 100) / 98 = 20,4 g

V praxi je vhodnejšie pracovať s objemovými ako váhovými jednotkami kyselín. Preto vypočítajú, aký objem koncentrovanej kyseliny zaberá požadované hmotnostné množstvo látky. Na tento účel sa číslo získané v gramoch vydelí indikátorom hustoty.

V = M/P = 20,4 / 1,84 = 11 ml

Dá sa vypočítať aj iným spôsobom, keď sa koncentrácia východiskového roztoku kyseliny ihneď vyjadrí v hmotnostných a objemových percentách.

100 – 180 X = 11 ml

Ak nie je potrebná špeciálna presnosť, pri riedení roztokov alebo ich miešaní na získanie roztokov rôznych koncentrácií, môžete použiť nasledujúce jednoduché a rýchlym spôsobom. Napríklad musíte pripraviť 5% roztok síranu amónneho z 20% roztoku.

Kde 20 je koncentrácia použitého roztoku, 0 je voda a 5 je požadovaná koncentrácia. Odpočítame 5 od 20 a výslednú hodnotu zapíšeme do pravého dolného rohu, odpočítaním 0 od 5, napíšeme číslo do pravého horného rohu. Potom bude mať diagram nasledujúcu formu.

To znamená, že musíte vziať 5 dielov 20% roztoku a 15 dielov vody. Ak zmiešate 2 roztoky, diagram zostáva rovnaký, len v ľavom dolnom rohu je napísaný pôvodný roztok s nižšou koncentráciou. Napríklad zmiešaním 30 % a 15 % roztokov potrebujete získať 25 % roztok.

Preto musíte vziať 10 dielov 30% roztoku a 15 dielov 15% roztoku. Táto schéma sa môže použiť, keď nie je potrebná špeciálna presnosť.

Presné roztoky zahŕňajú normálne, molárne a štandardné roztoky.

Roztok sa nazýva normálny, ak 1 g obsahuje g – ekvivalent rozpustenej látky. Hmotnostné množstvo komplexnej látky, vyjadrené v gramoch a číselne rovné jej ekvivalentu, sa nazýva gramekvivalent. Pri výpočte ekvivalentov zlúčenín, ako sú zásady, kyseliny a soli, môžete použiť nasledujúce pravidlá.

1. Ekvivalent zásady (E o) sa rovná molekulovej hmotnosti zásady vydelenej počtom OH skupín v jej molekule (alebo mocenstvom kovu).

E (NaOH) = 40/1 = 40

2. Ekvivalent kyseliny (Ek) sa rovná molekulovej hmotnosti kyseliny vydelenej počtom atómov vodíka v jej molekule, ktoré je možné nahradiť kovom.

E(H2S04) = 98/2 = 49

E(HCl) = 36,5/1 = 36,5

3. Ekvivalent soli (Es) sa rovná molekulovej hmotnosti soli delenej súčinom mocenstva kovu a počtu jeho atómov.

E(NaCI) = 58,5/(1 x 1) = 58,5

Pri interakcii kyselín a zásad nie sú v závislosti od vlastností reagujúcich látok a reakčných podmienok všetky atómy vodíka prítomné v molekule kyseliny nevyhnutne nahradené atómom kovu a vytvárajú sa soli kyselín. V týchto prípadoch je gramový ekvivalent určený počtom atómov vodíka nahradených atómami kovu v danej reakcii.

H3PO4 + NaOH = NaH2PO + H20 (gramový ekvivalent sa rovná gramovej molekulovej hmotnosti).

H3P04 + 2NaOH = Na2HP04 + 2H20 (gramový ekvivalent sa rovná pol gramu molekulovej hmotnosti).

Pri určovaní gramového ekvivalentu sú potrebné znalosti chemická reakcia a podmienky, v ktorých sa vyskytuje. Ak potrebujete pripraviť decinormálne, centinormálne alebo milinormálne roztoky, vezmite 0,1; 0,01; 0,001 gramu je ekvivalentom látky. Keď poznáme normalitu roztoku N a ekvivalentnej rozpustenej látky E, je ľahké vypočítať, koľko gramov látky je obsiahnutých v 1 ml roztoku. Aby ste to dosiahli, musíte vydeliť hmotnosť rozpustenej látky číslom 1000. Množstvo rozpustenej látky v gramoch obsiahnuté v 1 ml roztoku sa nazýva titer roztoku (T).

T = (N*E)/1000

T (0,1 H2S04) = (0,1 x 49)/1000 = 0,0049 g/ml.

Roztok so známym titrom (koncentráciou) sa nazýva titrovaný. Pomocou titrovaného alkalického roztoku môžete určiť koncentráciu (normálnosť) roztoku kyseliny (acidimetria). Pomocou titrovaného roztoku kyseliny môžete určiť koncentráciu (normálnosť) alkalického roztoku (alkalimetria). Riešenia rovnakej normality reagujú v rovnakých objemoch. Pri rôznych normalitách tieto roztoky navzájom reagujú v objemoch nepriamo úmerných ich normalitám.

N k / N sh = V sh / V k

Nk * Vk = N sch * V sch

Príklad. Na titráciu 10 ml roztoku HCl sa použilo 15 ml 0,5 N roztoku NaOH. Vypočítajte normalitu roztoku HCl.

Nk*10 = 0,5*15

Nk = (0,5 x 15)/10 = 0,75

N = 30/58,5 = 0,5

Fixanály sú vopred pripravené a zatavené v ampulkách, presne navážené množstvá činidla potrebné na prípravu 1 litra 0,1 N alebo 0,01 N roztoku. Fixanales sa dodávajú v tekutej a suchej forme. Suché majú dlhšiu trvanlivosť. Technika prípravy roztokov z fixanálov je opísaná v prílohe škatule s fixanály.

Príprava a testovanie decinormálnych roztokov.

Decinormálne roztoky, ktoré sa často používajú ako východiskové materiály v laboratóriu, sa pripravujú z chemicky bežných prípravkov. Potrebná vzorka sa odváži na technickej chemickej váhe alebo farmaceutickej váhe. Pri vážení je povolená chyba 0,01 - 0,03 g. V praxi môžete urobiť chybu v smere mierneho zvýšenia vypočítanej hmotnosti. Vzorka sa prenesie do odmernej banky, kde sa pridá malé množstvo vody. Po úplnom rozpustení látky a vyrovnaní teploty roztoku s teplotou vzduchu sa banka doplní vodou po značku.

Pripravený roztok vyžaduje kontrolu. Test sa vykonáva s použitím roztokov pripravených z ich fixatív za prítomnosti indikátorov a stanoví sa korekčný faktor (K) a titer. Korekčný faktor (K) alebo korekčný faktor (F) ukazuje, aké množstvo (v ml) presného normálneho roztoku zodpovedá 1 ml daného (pripraveného) roztoku. Za týmto účelom preneste 5 alebo 10 ml pripraveného roztoku do Erlenmeyerovej banky, pridajte niekoľko kvapiek indikátora a titrujte presným roztokom. Titrácia sa uskutoční dvakrát a vypočíta sa aritmetický priemer. Výsledky titrácie by mali byť približne rovnaké (rozdiel do 0,2 ml). Korekčný faktor sa vypočíta na základe pomeru objemu presného roztoku Vt k objemu skúšobného roztoku Vn.

K = Vt/Vn.

Korekčný faktor možno určiť aj druhým spôsobom – pomerom titra testovaného roztoku k teoreticky vypočítanému titru presného roztoku.

K = T praktické / T teória.

Ak sú ľavé strany rovnice rovnaké, ich pravé strany sú rovnaké.

V t / V n. = T praktické / T teória.

Ak sa zistí praktický titer testovaného roztoku, potom sa stanoví hmotnostný obsah látky v 1 ml roztoku. Keď presné riešenie a testované riešenie interagujú, môžu nastať 3 prípady.

1. Roztoky interagovali v rovnakých objemoch. Napríklad titrácia 10 ml 0,1 N roztoku vyžadovala 10 ml testovaného roztoku. Preto je normalita rovnaká a korekčný faktor sa rovná jednej.

2. 9,5 ml testovaného roztoku sa použilo na interakciu s 10 ml presného roztoku, testovaný roztok sa ukázal byť koncentrovanejší ako presný roztok.

3. 10,5 ml testovaného roztoku sa použilo na interakciu s 10 ml presného roztoku, testovaný roztok má slabšiu koncentráciu ako presný roztok.

Korekčný faktor sa počíta s presnosťou na dve desatinné miesta, sú povolené výkyvy od 0,95 do 1,05.

Oprava riešení, ktorých korekčný faktor je väčší ako jedna.

Korekčný faktor ukazuje, koľkokrát je daný roztok koncentrovanejší ako roztok určitej normality. Napríklad K je 1,06. Preto treba do každého ml pripraveného roztoku pridať 0,06 ml vody. Ak zostane 200 ml roztoku, potom (0,06*200) = 12 ml - pridajte do zvyšného pripraveného roztoku a premiešajte. Tento spôsob privedenia riešení k určitej normalite je jednoduchý a pohodlný. Pri príprave roztokov by ste ich mali pripravovať s koncentrovanejšími roztokmi, a nie so zriedenými roztokmi.

Príprava presných roztokov, ktorých korekčný faktor je menší ako jedna.

V týchto riešeniach chýba časť gramového ekvivalentu. Túto chýbajúcu časť je možné identifikovať. Ak vypočítame rozdiel medzi titrom roztoku určitej normality (teoretickým titrom) a titrom tohto riešenia. Výsledná hodnota ukazuje, koľko látky treba pridať do 1 ml roztoku, aby sa dostal na koncentráciu roztoku danej normálnosti.

Príklad. Korekčný faktor pre približne 0,1 N roztok hydroxidu sodného je 0,9, objem roztoku je 1000 ml. Roztok sa upraví na koncentráciu presne 0,1 N. Gramekvivalent hydroxidu sodného – 40 g Teoretický titer pre 0,1 N roztok – 0,004. Praktický titer - T teória. * K = 0,004 * 0,9 = 0,0036 g.

T teória. - T prakt. = 0,004 – 0,0036 = 0,0004 g.

1000 ml roztoku zostalo nepoužitých - 1000 * 0,0004 = 0,4 g.

Výsledné množstvo látky sa pridá do roztoku, dobre sa premieša a znova sa stanoví titer roztoku. Ak je východiskovým materiálom na prípravu roztokov koncentrované kyseliny, alkálie a iné látky, potom je potrebné vykonať dodatočný výpočet, aby sa zistilo, koľko koncentrovaného roztoku obsahuje vypočítané množstvo tejto látky. Príklad. Titrácia 5 ml približne 0,1 N roztoku HCl vyžadovala 4,3 ml presného 0,1 N roztoku NaOH.

K = 4,3/5 = 0,86

Riešenie je slabé, treba ho posilniť. Vypočítame T teóriu. , T prax a ich rozdiel.

T teória. = 3,65 / 1 000 = 0,00365

T prakt. = 0,00365 * 0,86 = 0,00314

T teória. - T prakt. = 0,00364 – 0,00314 = 0,00051

200 ml roztoku zostalo nevyužitých.

200 * 0,00051 = 0,102 g

Pre 38% roztok HCl s hustotou 1,19 tvoríme pomer.

100 – 38 X = (0,102 * 100) / 38 = 0,26 g

Jednotky hmotnosti prevádzame na jednotky objemu s prihliadnutím na hustotu kyseliny.

V = 0,26 / 1,19 = 0,21 ml

Príprava 0,01 N, 0,005 N z decinormálnych roztokov s korekčným faktorom.

Najprv vypočítajte, aký objem 0,1 N roztoku by sa mal odobrať na prípravu z 0,01 N roztoku. Vypočítaný objem sa vydelí korekčným faktorom. Príklad. Je potrebné pripraviť 100 ml 0,01 N roztoku z 0,1 N s K = 1,05. Keďže roztok je 1,05-krát koncentrovanejší, musíme odobrať 10/1,05 = 9,52 ml. Ak K = 0,9, potom musíte vziať 10/0,9 = 11,11 ml. IN v tomto prípade odoberte o niečo väčšie množstvo roztoku a upravte objem v odmernej banke na 100 ml.

Nasledujúce pravidlá platia pre prípravu a skladovanie titrovaných roztokov.

1. Každý titrovaný roztok má svoju vlastnú trvanlivosť. Počas skladovania menia svoj titer. Pri vykonávaní analýzy je potrebné skontrolovať titer roztoku.

2. Je potrebné poznať vlastnosti roztokov. Titer niektorých roztokov (hyposulfit sodný) sa časom mení, takže ich titer sa stanoví najskôr 5-7 dní po príprave.

3. Všetky fľaše s titrovanými roztokmi musia mať zreteľný štítok s uvedením látky, jej koncentrácie, korekčného faktora, času prípravy roztoku a dátumu kontroly titrácie.

4. Pri analytickej práci je potrebné venovať veľkú pozornosť výpočtom.

T = A / V (A – vzorka)

N = (1 000 * A) / (V * g / ekv.)

T = (N*g/ekv.)/1000

N = (T * 1 000) / (g/ekv.)

Roztok sa nazýva molárny, ak 1 liter obsahuje 1 g*mol rozpustenej látky. Mol je molekulová hmotnosť vyjadrená v gramoch. 1-molárny roztok kyseliny sírovej - 1 liter takéhoto roztoku obsahuje 98 g kyseliny sírovej. Centimolárny roztok obsahuje 0,01 mol v 1 litri, milimolárny roztok obsahuje 0,001 mol. Roztok, ktorého koncentrácia je vyjadrená počtom mólov na 1000 g rozpúšťadla, sa nazýva molálny.

Napríklad 1 liter 1 M roztoku hydroxidu sodného obsahuje 40 g liečiva. 100 ml roztoku bude obsahovať 4,0 g, t.j. roztok 4/100 ml (4 g %).

Ak je roztok hydroxidu sodného 60/100 (60 mg%), musíte určiť jeho molaritu. 100 ml roztoku obsahuje 60 g hydroxidu sodného a 1 liter - 600 g, t.j. 1 liter 1 M roztoku by mal obsahovať 40 g hydroxidu sodného. Molarita sodíka je X = 600/40 = 15 M.

Štandardné roztoky sú roztoky s presne známymi koncentráciami, ktoré sa používajú na kvantitatívne stanovenie látok kolorimetriou a nefelometriou. Vzorky pre štandardné roztoky sa odvážia na analytických váhach. Látka, z ktorej sa štandardný roztok pripravuje, musí byť chemicky čistá. Štandardné riešenia. Štandardné roztoky sa pripravujú v objeme potrebnom na spotrebu, ale nie viac ako 1 liter. Množstvo látky (v gramoch) potrebné na získanie štandardných roztokov – A.

A = (MI * T * V) / M2

M I – Molekulová hmotnosť rozpustenej látky.

T – Titer roztoku pre stanovovanú látku (g/ml).

V – Nastavený objem (ml).

M 2 – Molekulárna resp atómová hmotnosť analyt.

Príklad. Na kolorimetrické stanovenie medi je potrebné pripraviť 100 ml štandardného roztoku CuSO 4 * 5H 2 O a 1 ml roztoku by mal obsahovať 1 mg medi. V tomto prípade MI = 249,68; M2 = 63,54; T = 0,001 g/ml; V = 100 ml.

A = (249,68 x 0,001 x 100) / 63,54 = 0,3929 g.

Preneste vzorku soli do 100 ml odmernej banky a pridajte vodu po značku.

Testovacie otázky a úlohy.

1. Čo je riešenie?

2. Aké sú spôsoby vyjadrenia koncentrácie roztokov?

3. Aký je titer roztoku?

4. Čo je to gramekvivalent a ako sa vypočítava pre kyseliny, soli, zásady?

5. Ako pripraviť 0,1 N roztok hydroxidu sodného NaOH?

6. Ako pripraviť 0,1 N roztok kyseliny sírovej H 2 SO 4 z koncentrovanej kyseliny s hustotou 1,84?

8. Aká je metóda spevňovania a riedenia roztokov?

9. Vypočítajte, koľko gramov NaOH je potrebných na prípravu 500 ml 0,1 M roztoku? Odpoveď je 2 roky.

10. Koľko gramov CuSO 4 * 5H 2 O potrebujete vziať na prípravu 2 litrov 0,1 N roztoku? Odpoveď je 25 g.

11. Na titráciu 10 ml roztoku HCl sa použilo 15 ml 0,5 N roztoku NaOH. Vypočítajte normalitu HCl, koncentráciu roztoku vg/l, titer roztoku vg/ml. Odpoveď je 0,75; 27,375 g/l; T = 0,0274 g/ml.

12. 18 g látky sa rozpustí v 200 g vody. Vypočítajte hmotnostné percento koncentrácie roztoku. Odpoveď je 8,25 %.

13. Koľko ml 96 % roztoku kyseliny sírovej (D = 1,84) potrebujete odobrať na prípravu 500 ml 0,05 N roztoku? Odpoveď je 0,69 ml.

14. Titer roztoku H2S04 = 0,0049 g/ml. Vypočítajte normalitu tohto riešenia. Odpoveď je 0,1 N.

15. Koľko gramov hydroxidu sodného potrebujete na prípravu 300 ml 0,2 N roztoku? Odpoveď je 2,4 g.

16. Koľko potrebujete odobrať 96 % roztok H 2 SO 4 (D = 1,84) na prípravu 2 litrov 15 % roztoku? Odpoveď je 168 ml.

17. Koľko ml 96 % roztoku kyseliny sírovej (D = 1,84) potrebujete odobrať na prípravu 500 ml 0,35 N roztoku? Odpoveď je 9,3 ml.

18. Koľko ml 96 % kyseliny sírovej (D = 1,84) potrebujete odobrať na prípravu 1 litra 0,5 N roztoku? Odpoveď je 13,84 ml.

19. Aká je molarita 20 % roztoku kyseliny chlorovodíkovej(D = 1,1). Odpoveď je 6,03 mil.

20. Vypočítajte molárnu koncentráciu 10 % roztoku kyselina dusičná(D = 1,056). Odpoveď je 1,68 mil.

Približné riešenia. Pri príprave približných roztokov sa množstvá látok, ktoré sa musia na tento účel odobrať, vypočítavajú s malou presnosťou. Na zjednodušenie výpočtov možno niekedy atómové hmotnosti prvkov zaokrúhliť na celé jednotky. Takže pre približný výpočet sa atómová hmotnosť železa môže rovnať 56 namiesto presne -55,847; pre síru - 32 namiesto presných 32 064 atď.

Látky na prípravu približných roztokov sa vážia na technochemických alebo technických váhach.

V zásade sú výpočty pri príprave roztokov úplne rovnaké pre všetky látky.

Množstvo pripraveného roztoku sa vyjadruje buď v jednotkách hmotnosti (g, kg) alebo v jednotkách objemu (ml, l), pričom pre každý z týchto prípadov sa množstvo rozpustenej látky vypočítava inak.

Príklad. Nech je potrebné pripraviť 1,5 kg 15% roztoku chloridu sodného; Najprv vypočítame potrebné množstvo soli. Výpočet sa vykonáva podľa pomeru:

t.j. ak 100 g roztoku obsahuje 15 g soli (15 %), koľko z toho bude potrebné na prípravu 1500 g roztoku?

Výpočet ukazuje, že musíte odvážiť 225 g soli, potom vziať 1500 - 225 = 1275 g vody iuzhio.

Ak ste požiadaní, aby ste získali 1,5 litra rovnakého roztoku, potom v tomto prípade zistíte jeho hustotu z referenčnej knihy, vynásobte ju daným objemom a tak zistíte hmotnosť požadovaného množstva roztoku. Hustota 15 % roztoku chloridu sodného pri 15 °C je teda 1,184 g/cm3. Preto je 1500 ml

Preto je množstvo látky na prípravu 1,5 kg a 1,5 litra roztoku odlišné.

Vyššie uvedený výpočet je použiteľný len pre prípravu roztokov bezvodých látok. Ak sa vezme vodná soľ, napríklad Na2SO4-IOH2O1, potom sa výpočet mierne upraví, pretože treba brať do úvahy aj kryštalizačnú vodu.

Príklad. Nechajte si pripraviť 2 kg 10% roztoku Na2SO4 na báze Na2SO4 * 10H2O.

Molekulová hmotnosť Na2S04 je 142,041 a Na2S04*10H20 je 322,195 alebo zaokrúhlená na 322,20.

Výpočet sa najskôr vykoná s použitím bezvodej soli:

Preto musíte vziať 200 g bezvodej soli. Množstvo dekahydrátu soli sa vypočíta z výpočtu:

V tomto prípade musíte odobrať vodu: 2000 - 453,7 = 1546,3 g.

Keďže roztok nie je vždy pripravený z hľadiska bezvodej soli, na štítku, ktorý musí byť nalepený na nádobe s roztokom, musí byť uvedené, z akej soli je roztok pripravený napríklad z 10 % roztoku Na2SO4 alebo 25 % Na2SO4. * 10H20.

Často sa stáva, že predtým pripravený roztok je potrebné zriediť, t.j. jeho koncentrácia sa musí znížiť; roztoky sa riedia buď objemovo alebo hmotnostne.

Príklad. Je potrebné zriediť 20% roztok síranu amónneho, aby sa získali 2 litre 5% roztoku. Výpočet vykonáme nasledujúcim spôsobom. Z referenčnej knihy sme zistili, že hustota 5% roztoku (NH4)2SO4 je 1,0287 g/cm3. Preto by jej 2 litre mali vážiť 1,0287 * 2000 = 2057,4 g Toto množstvo by malo obsahovať síran amónny:

Vzhľadom na to, že pri meraní môžu nastať straty, je potrebné odobrať 462 ml a doplniť ich na 2 litre, t.j. pridať k nim 2000-462 = 1538 ml vody.

Ak sa riedenie vykonáva hmotnostne, výpočet sa zjednoduší. Vo všeobecnosti sa však riedenie vykonáva na základe objemu, pretože kvapaliny, najmä vo veľkých množstvách, sa ľahšie merajú podľa objemu ako vážia.

Je potrebné mať na pamäti, že pri akejkoľvek práci s rozpúšťaním aj riedením by ste nikdy nemali naliať všetku vodu do nádoby naraz. Nádoba, v ktorej bola požadovaná látka odvážená alebo meraná, sa niekoľkokrát prepláchne vodou a zakaždým sa táto voda pridá do nádoby na roztok.

Ak nie je potrebná špeciálna presnosť, pri riedení roztokov alebo ich miešaní na získanie roztokov s inou koncentráciou, môžete použiť nasledujúcu jednoduchú a rýchlu metódu.

Zoberme si už diskutovaný prípad zriedenia 20% roztoku síranu amónneho na 5%. Najprv píšeme takto:

kde 20 je koncentrácia odobratého roztoku, 0 je voda a 5" je požadovaná koncentrácia. Teraz odpočítajte 5 od 20 a výslednú hodnotu napíšte do pravého dolného rohu, pričom od 5 odčítajte nulu, do pravého horného rohu napíšte číslo Potom bude diagram vyzerať takto:

To znamená, že musíte vziať 5 objemov 20% roztoku a 15 objemov vody. Samozrejme, takýto výpočet nie je veľmi presný.

Ak zmiešate dva roztoky tej istej látky, schéma zostane rovnaká, zmenia sa iba číselné hodnoty. Predpokladajme, že zmiešaním 35 % roztoku a 15 % roztoku potrebujete pripraviť 25 % roztok. Potom bude diagram vyzerať takto:

tj musíte vziať 10 objemov oboch riešení. Táto schéma poskytuje približné výsledky a možno ju použiť len vtedy, keď nie je potrebná špeciálna presnosť. Pre každého chemika je veľmi dôležité, aby si v prípade potreby vypestoval vo výpočtoch zvyk a použil približné čísla v prípadoch, keď to neovplyvní výsledky práce Keď je potrebná väčšia presnosť pri riedení roztokov, výpočet sa vykonáva pomocou vzorcov.

Pozrime sa na niekoľko najdôležitejších prípadov.

Príprava zriedeného roztoku. Nech c je množstvo roztoku, m% koncentrácia roztoku, ktorý je potrebné zriediť na koncentráciu p%. Výsledné množstvo zriedeného roztoku x sa vypočíta podľa vzorca:

a objem vody v na zriedenie roztoku sa vypočíta podľa vzorca:

Zmiešaním dvoch roztokov tej istej látky rôznych koncentrácií sa získa roztok danej koncentrácie. Nech zmiešaním častí m% roztoku s x časťami p% roztoku potrebujeme získať /% roztok, potom:

Presné riešenia. Pri príprave presných roztokov sa s dostatočnou presnosťou skontroluje výpočet množstiev požadovaných látok. Atómové hmotnosti prvkov sú prevzaté z tabuľky, ktorá ukazuje ich presné hodnoty. Pri sčítaní (alebo odčítaní) použite presnú hodnotu výrazu s najmenším počtom desatinných miest. Zvyšné členy sa zaokrúhľujú, pričom za desatinným miestom zostáva jedno desatinné miesto ako v člene s najmenším počtom desatinných miest. Výsledkom je, že za desatinnou čiarkou zostane toľko číslic, koľko je vo výraze s najmenším počtom desatinných miest; v tomto prípade sa vykoná potrebné zaokrúhľovanie. Všetky výpočty sa vykonávajú pomocou logaritmov, päťciferných alebo štvorciferných. Vypočítané množstvá látky sa odvážia len na analytických váhach.

Váženie sa vykonáva buď na hodinovom sklíčku alebo v odvažovačke. Odvážená látka sa po malých častiach naleje do čistej, umytej odmernej banky cez čistý suchý lievik. Potom sa z práčky sklo alebo hodinové sklíčko, v ktorom sa váženie uskutočnilo, niekoľkokrát premyje malými dávkami vody cez lievik. Lievik sa tiež niekoľkokrát premyje z práčky destilovanou vodou.

Na nalievanie pevných kryštálov alebo práškov do odmernej banky je veľmi vhodné použiť lievik znázornený na obr. 349. Takéto lieviky sa vyrábajú s objemom 3, 6 a 10 cm3. Vzorku môžete odvážiť priamo v týchto lievikoch (nehygroskopické materiály), pričom ste vopred určili ich hmotnosť. Vzorka z lievika sa veľmi jednoducho prenesie do odmernej banky. Keď sa vzorka naleje, lievik sa bez odstránenia z hrdla banky dobre premyje destilovanou vodou z oplachu.

Pri príprave presných roztokov a prenose rozpustenej látky do odmernej banky by rozpúšťadlo (napríklad voda) spravidla nemalo zaberať viac ako polovicu objemu banky. Odmernú banku zazátkujte a pretrepávajte, kým sa tuhá látka úplne nerozpustí. Potom sa výsledný roztok pridá po značku vodou a dôkladne sa premieša.

Molárne roztoky. Na prípravu 1 litra 1 M roztoku látky sa na analytických váhach odváži 1 mól látky a rozpustí sa, ako je uvedené vyššie.

Príklad. Na prípravu 1 litra 1 M roztoku dusičnanu strieborného nájdite molekulovú hmotnosť AgNO3 v tabuľke alebo ju vypočítajte, rovná sa 169,875. Soľ sa odváži a rozpustí vo vode.

Ak potrebujete pripraviť zriedenejší roztok (0,1 alebo 0,01 M), odvážte 0,1 alebo 0,01 mol soli.

Ak potrebujete pripraviť menej ako 1 liter roztoku, potom rozpustite primerane menšie množstvo soli v zodpovedajúcom objeme vody.

Normálne roztoky sa pripravujú rovnakým spôsobom, len odvážením nie 1 mólu, ale 1 gramového ekvivalentu pevnej látky.

Ak potrebujete pripraviť polonormálny alebo decinormálny roztok, vezmite 0,5 alebo 0,1 gramového ekvivalentu. Pri príprave nie 1 litra roztoku, ale menej, napríklad 100 alebo 250 ml, potom vezmite 1/10 alebo 1/4 množstva látky potrebnej na prípravu 1 litra a rozpustite ju v príslušnom objeme vody.

349. Lievik na nalievanie vzorky do banky Obr.

Po príprave roztoku sa musí skontrolovať titráciou zodpovedajúcim roztokom inej látky známej normality. Pripravený roztok nemusí presne zodpovedať norme, ktorá je špecifikovaná. V takýchto prípadoch sa niekedy zavádza pozmeňujúci a doplňujúci návrh.

Vo výrobných laboratóriách sa niekedy pripravujú presné roztoky „podľa stanovovanej látky“. Použitie takýchto roztokov uľahčuje výpočty počas analýzy, pretože stačí vynásobiť objem roztoku použitého na titráciu titrom roztoku, aby sa získal obsah požadovanej látky (v g) v množstve akéhokoľvek roztoku. odobratý na analýzu.

Pri príprave titrovaného roztoku pre analyt sa výpočty vykonajú aj s použitím gramekvivalentu rozpustnej látky podľa vzorca:

Príklad. Predpokladajme, že potrebujete pripraviť 3 litre roztoku manganistanu draselného s titrom železa 0,0050 g/ml. Gramový ekvivalent KMnO4 je 31,61 a gramový ekvivalent Fe je 55,847.

Vypočítame pomocou vyššie uvedeného vzorca:

Štandardné riešenia.Štandardné roztoky sú roztoky s rôznymi, presne definovanými koncentráciami používanými v kolorimetrii, napríklad roztoky obsahujúce 0,1, 0,01, 0,001 mg atď. rozpustenej látky v 1 ml.

Okrem kolorimetrickej analýzy sú takéto roztoky potrebné pri určovaní pH, pri nefelometrických stanoveniach a pod. viac ako 1 liter a častejšie - Len pri veľkej spotrebe štandardného roztoku ho môžete pripraviť niekoľko litrov, a to len pod podmienkou, že štandardný roztok nebude dlho skladovaný.

Množstvo látky (v g) potrebné na získanie takýchto roztokov sa vypočíta pomocou vzorca:

Príklad. Na kolorimetrické stanovenie medi je potrebné pripraviť štandardné roztoky CuSO4 5H2O a 1 ml prvého roztoku by malo obsahovať 1 mg medi, druhý - 0,1 mg, tretí - 0,01 mg, štvrtý - 0,001 mg. Najprv si pripravte dostatočné množstvo prvého roztoku, napríklad 100 ml.

Zdroj práce: Riešenie 2446. Jednotná štátna skúška 2017 Matematika, I.V. Jaščenko. 36 možností.

Úloha 11. Zmiešaním 25 % a 95 % roztoku kyseliny a pridaním 20 kg čistej vody sa získal 40 % roztok kyseliny. Ak by sme namiesto 20 kg vody pridali 20 kg 30% roztoku tej istej kyseliny, dostali by sme 50% roztok kyseliny. Koľko kilogramov 25 % roztoku sa použilo na prípravu zmesi?

Riešenie.

Označme x kg hmotnosť 25 % roztoku a y kg hmotnosť 95 % roztoku. Je možné poznamenať, že celková hmotnosť kyseliny v roztoku po ich zmiešaní sa rovná . Problém hovorí, že ak zmiešate tieto dva roztoky a pridáte 20 kg čistej vody, dostanete 40% roztok. V tomto prípade bude hmotnosť kyseliny určená výrazom . Keďže hmotnosť kyseliny po pridaní 20 kg čistej vody zostáva rovnaká, máme rovnicu tvaru

Analogicky sa získa druhá rovnica, keď sa namiesto 20 kg vody pridá 20 kg 30 % roztoku tej istej kyseliny a získa sa 50 % roztok kyseliny:

Riešime sústavu rovníc a dostaneme:

Prvú rovnicu vynásobíme -9 a druhú 11, máme.

V procese prípravy roztokov riedením koncentrátov by ste mali vykonať rýchle a bezchybné výpočty požadovaného množstva pôvodného koncentrátu a rozpúšťadla spojeného do jedného roztoku.

Pri výpočte riedenia koncentrátov, pri ktorých sa koncentrácia uvádza ako pomer množstva rozpustnej látky k množstvu roztoku, sa potrebné množstvo sušiny vynásobí hodnotou riedenia, t.j. na druhú číslicu pomeru koncentrácie.

Napríklad, ak je požadované množstvo suchej rozpustnej látky 5 g a koncentrovaný roztok má koncentráciu 1: 10, potom sa požadované množstvo koncentrovaného roztoku bude rovnať: 5 x 10 = 50 (ml).

Ak je koncentrácia zásobného roztoku uvedená vo forme pomeru rozpustenej látky k rozpúšťadlu zníženého na jednu (napríklad 1 + 3), potom je analogicky s predchádzajúcim prípadom koncentrovaného roztoku potrebné vziať:

5 x (1 + 3) = 20 (ml).

Ak je koncentrácia polotovaru roztoku vyjadrená v percentách a rovná sa napríklad 10%, potom by sa za rovnakých podmienok malo brať: 5 x 100 / 10 = 50 (ml).

Vo farmaceutickej praxi je veľmi často potrebné určiť potrebné množstvo rezervného roztoku jeho koncentráciou (v percentách), množstvom pripravovaného roztoku a jeho koncentráciou (v percentách), množstvom pripravovaného zriedeného roztoku a jeho koncentráciou. (aj v percentách).

Napríklad existuje X % koncentrovaný roztok.

Na určenie množstva tohto roztoku potrebného na získanie A ml zriedeného roztoku s koncentráciou Y% (označme ho B) je potrebné vykonať nasledujúce výpočty.

Množstvo rozpustenej látky v koncentrovanom roztoku sa rovná: X x B / 100 a vo výslednom zriedenom roztoku - Y x A / 100. Keďže sú obe množstvá rovnaké, potom podľa toho:

X x B / 100 = Y x A / 100.

Odtiaľto vyjadrujeme objem X % koncentrovaného roztoku potrebného na získanie A ml Y % zriedeného roztoku:

B = Y x A / X (ml) A množstvo rozpúšťadla potrebného na zriedenie obrobku sa teda bude rovnať A - B (ml).

Niekedy je potrebné pripraviť roztoky danej koncentrácie z dvoch roztokov (jeden s vyššou a druhý s nižšou koncentráciou). Napríklad existujú dva roztoky s koncentráciami X a Y %. Aby sme určili, v akom pomere by sa tieto roztoky mali zmiešať, aby sa získalo C ml roztoku s koncentráciou Z %, vykonáme výpočty. Označme požadované množstvo X-percentného roztoku D, potom Y-percentný roztok bude vyžadovať (C – D) ml. Ak vezmeme do úvahy predchádzajúce výpočty, dostaneme:

X x D + Y x (C – D) = Z x C.

Preto: D = C x (Z – Y) / (X – Y) (ml).

Veľmi vhodné na riedenie koncentrovaných roztokov je použitie takzvaného pravidla miešania. Predpokladajme, že z dvoch roztokov s koncentráciami X a Y % potrebujete pripraviť Z % roztok. Určme, v akom pomere by mali byť počiatočné roztoky zmiešané. Nech sa požadované hodnoty rovnajú: A (X% roztok) a B (Y% roztok) ml.

Preto by sa množstvo pripraveného Z % roztoku malo rovnať: (A + B) ml.

Potom: X x A + Y x B = Z x (A + B) alebo A / B = (Z – Y) / (X – Z).

Prirovnaním zodpovedajúcich podmienok vzťahov máme:

A = Z – Y, B = X – Z.

Príklad 1

Vypočítajme pomery, v ktorých je potrebné zmiešať 35 % a 15 % roztokov, aby sme získali 20 % roztok.

Po dokončení potrebné výpočty, zistíme, že potrebujete zmiešať 5 dielov 35% roztoku a 15 dielov 15% roztoku. Výsledkom miešania je 20 dielov 20% roztoku.

Príklad 2

Vypočítajme si, v akých pomeroch je potrebné vodu namiešať, t.j. 0% roztok a 25% roztok, aby sa získal 10% roztok. Po vykonaní výpočtov zistíme, že musíte zmiešať 10 dielov 25% roztoku a 15 dielov vody. V dôsledku toho sa získa 25 dielov 10% roztoku.