Приготовление растворов кислот - Приготовление растворов кислот
В анализах методом нейтрализации применяют 0,1 н. и 0,5 н. точные растворы серной и соляной кислот, а в других методах анализа, например в окислительно-восстановительном, часто используют 2 н. приблизительные растворы этих кислот.
Для быстрого приготовления точных растворов удобно пользоваться фиксаналами, представляющими собой навески (0,1 г-экв или 0,01 г-экв) химически чистых веществ, взвешенные с точностью до четырех-пяти значащих цифр, находящиеся в запаянных стеклянных ампулах. При приготовлении 1 л. раствора из фиксанала получают 0,1 н. или 0,01 н. растворы. Небольшие количества растворов соляной и серной кислот 0,1 н. концентрации можно готовить из фиксаналов. Стандартные растворы, приготовленные из фиксаналов, обычно служат для установления или проверки концентрации других растворов. Фиксаналы кислот можно хранить долгое время.
Для приготовления точного раствора из фиксанала ампулу обмывают теплой водой, смывая с нее надпись или этикетку, и хорошо обтирают. Если надпись сделана краской, то ее удаляют тряпочкой, смоченной спиртом. В мерную колбу емкостью 1 л. вставляют стеклянную воронку, а в нее - стеклянный боек, острый конец которого должен быть направлен вверх. После этого ампулу с фиксаналом слегка ударяют тонким дном об острие бойка или дают ей свободно падать, чтобы дно разбилось при ударе об острие. Затем стеклянным штырем с заостренным концом разбивают тонкую стенку углубления в верхней части ампулы и дают содержащейся в ампуле жидкости вытечь. Потом ампулу, находящуюся в воронке, тщательно промывают дистиллированной водой из промывалки, после чего удаляют из воронки, промывают воронку и удаляют ее из колбы, а раствор в колбе доливают до метки дистиллированной водой, закрывают пробкой и перемешивают.
При приготовлении растворов из сухих фиксаналов (например, из фиксанала щавелевой кислоты) берут сухую воронку, чтобы содержимое ампулы можно было при легком встряхивании пересыпать в колбу. После того как вещество перенесут в колбу, промывают ампулу и воронку, растворяют вещество в воде, находящейся в колбе, и доводят объем раствора дистиллированной водой до метки.
Большие количества 0,1 н. и 0,5 н. растворов соляной и серной кислот, а также приблизительные растворы этих кислот (2 н. и др.) готовят из концентрированных химически чистых кислот. Вначале ареометром или денсиметром определяют плотность концентрированной кислоты.
По плотности в справочных таблицах находят концентрацию кислоты (содержание хлористого водорода в соляной кислоте или моногидрата в серной), выраженную в граммах на 1 л. По формулам рассчитывают объем концентрированной кислоты, необходимый для приготовления заданного объема кислоты соответствующей концентрации. Расчет проводят с точностью до двух-трех значащих цифр. Количество воды для приготовления раствора определяют по разности объемов раствора и концентрированной кислоты.
Таблица 1. Плотность и концентрация растворов соляной кислоты (15°С)
Плотность г/см 3 |
Содержание HCl |
Плотность г/см 3 |
Содержание HCl | ||
% |
Г/л |
% |
Г/л | ||
1,000 |
0,16 |
1,6 |
1,115 |
22,86 |
255 |
1,005 |
1,15 |
12 |
1,120 |
23,82 |
267 |
1,010 |
2,14 |
22 |
1,125 |
24,78 |
279 |
1,015 |
3,12 |
32 |
1,130 |
25,75 |
291 |
1,020 |
4,13 |
42 |
1,135 |
26,70 |
302 |
1,025 |
5,15 |
53 |
1,140 |
27,66 |
315 |
1,030 |
6,15 |
63 |
1,142 |
28,14 |
321 |
1,035 |
7,15 |
74 |
1,145 |
28,61 |
328 |
1,040 |
8,16 |
85 |
1,150 |
29,57 |
340 |
1,045 |
9,16 |
96 |
1,152 |
29,95 |
345 |
1,050 |
10,17 |
107 |
1,155 |
30,55 |
353 |
1,055 |
11,18 |
118 |
1,160 |
31,52 |
366 |
1,060 |
12,19 |
129 |
1,163 |
32,10 |
373 |
1,065 |
13,19 |
140 |
1,165 |
32,49 |
379 |
1,070 |
14,17 |
152 |
1,170 |
33,46 |
391 |
1,075 |
15,16 |
163 |
1,171 |
33,65 |
394 |
1,080 |
16,15 |
174 |
1,175 |
34,42 |
404 |
1,085 |
17,13 |
186 |
1,180 |
35,39 |
418 |
1,090 |
18,11 |
197 |
1,185 |
36,31 |
430 |
1,095 |
19,06 |
209 |
1,190 |
37,23 |
443 |
1,100 |
20,01 |
220 |
1,195 |
38,16 |
456 |
1,105 |
20,97 |
232 |
1,200 |
39,11 |
469 |
1,110 |
21,92 |
243 |
Таблица.2 Плотность и концентрация растворов серной кислоты (15°С)
Плотность г/см 3 |
Содержание H2SO4 | |
% |
Г/л | |
1,000 |
0,09 |
1 |
1,010 |
1,57 |
16 |
1,020 |
3,03 |
31 |
1,030 |
4,49 |
46 |
1,040 |
5,96 |
62 |
1,050 |
7,37 |
77 |
1,060 |
8,77 |
93 |
1,070 |
10,19 |
109 |
1,080 |
11,60 |
125 |
1,090 |
12,99 |
142 |
1,100 |
14,35 |
158 |
1,110 |
15,71 |
175 |
1,120 |
17,01 |
191 |
1,130 |
18,31 |
207 |
1,140 |
19,61 |
223 |
1,150 |
20,91 |
239 |
1,160 |
22,19 |
257 |
1,170 |
23,47 |
275 |
1,180 |
24,76 |
292 |
1,190 |
26,04 |
310 |
1,200 |
27,32 |
328 |
1,250 |
33,43 |
418 |
1,300 |
39,19 |
510 |
1,350 |
44,82 |
605 |
1,400 |
50,11 |
702 |
1,450 |
55,03 |
798 |
1,500 |
59,70 |
896 |
1,550 |
64,26 |
996 |
1,600 |
68,70 |
1099 |
1,650 |
72,96 |
1204 |
1,700 |
77,17 |
1312 |
1,800 |
86,92 |
1564 |
1,810 |
88,30 |
1598 |
1,820 |
90,05 |
1639 |
1,830 |
92,10 |
1685 |
1,840 |
95,60 |
1759 |
Раствор соляной кислоты готовят путем приливания в сосуд для приготовления раствора половины требуемого количества дистиллированной воды, а затем концентрированной кислоты; после перемешивания раствор доливают до полного объема оставшимся количеством воды. Частью второй порции воды ополаскивают мензурку, которой отмеривали кислоту.
Раствор серной кислоты готовят путем медленного приливания концентрированной кислоты при постоянном перемешивании (чтобы не допустить разогревания) к воде, налитой в сосуд из термостойкого стекла. При этом небольшое количество воды оставляют для ополаскивания мензурки, которой отмеривали кислоту, приливая этот остаток в раствор после его охлаждения.
Иногда для химического анализа применяют растворы твердых кислот (щавелевой, винной и др.). Эти растворы готовят растворением в дистиллированной воде навески химически чистой кислоты.
Массу навески кислоты вычисляют по формуле. Объем воды для растворения берут приблизительно равным объему раствора (если растворение ведется не в мерной колбе). Для растворения этих кислот применяют воду, не содержащую углекислого газа.
Пример 1. Рассчитать количество концентрированной соляной кислоты плотности 1,14 г/см 3 и количество воды, необходимое для приготовления 10 л 0,1 н. раствора.
В таблице по плотности находим содержание хлористого водорода HCl в концентрированной кислоте: ГК = 315 г/л.
Рассчитываем объем концентрированного раствора соляной кислоты:
VК = 36,5N*V / ТК = 36,5*0,1*10000 / 315 = 315 мл.
Количество воды, необходимое для приготовления раствора:
VH2O = 10000 - 115 = 9885 мл.
Пример 2. Рассчитать количество щавелевой кислоты, необходимое для приготовления 2 л 0,1 н. раствора.
Масса навески щавелевой кислоты H2C2O4*2H2O:
63,03N*V / 1000 = 63,03*0,1*3000 / 1000 = 12,6 г.
Установление концентрации рабочих растворов кислот можно проводить по карбонату натрия, буре, точному раствору щелочи (титрованному или приготовленному из фиксанала). При установлении концентрации растворов соляной или серной кислот по карбонату натрия или по буре пользуются методом титрования навесок или (реже) методом пипетирования. При методе титрования навесок используют бюретки емкостью 50 или 25 мл.
При установлении концентрации кислот большое значение имеет выбор индикатора. Титрование выполняют в присутствии такого индикатора, у которого переход окраски происходит в интервале pH, соответствующем точке эквивалентности для химической реакции, протекающей при титровании. При взаимодействии сильной кислоты с сильным основанием в качестве индикаторов можно использовать метиловый оранжевый, метиловый красный, фенолфталеин и другие, у которых переход окраски происходит при pH = 4ч10.
При взаимодействии сильной кислоты со слабым основанием или с солями слабых кислот и сильных оснований в качестве индикаторов используют такие, у которых переход окраски происходит в кислой среде, например метиловый оранжевый. При взаимодействии слабых кислот с сильными щелочами применяют индикаторы, у которых переход окраски происходит в щелочной среде, например фенолфталеин. Концентрацию раствора нельзя определить титрованием, если при титровании взаимодействует слабая кислота со слабым основанием.
При установлении концентрации соляной или серной кислот по карбонату натрия на аналитических весах в отдельных бюксах берут три-четыре навески безводного химически чистого карбоната натрия с точностью до 0,0002 г. Для установления концентрации 0,1 н. раствора путем титрования из бюретки емкостью 50 мл масса навески должна быть около 0,15 г. Сушкой в сушильном шкафу при 150°С навески доводят до постоянной массы, а затем переносят в конические колбы емкостью 200-250 мл и растворяют в 25 мл дистиллированной воды. Бюксы с остатками карбоната взвешивают и по разности масс определяют точную массу каждой навески.
Титрование раствора карбоната натрия кислотой ведут в присутствии 1-2 капель 0,1%-ного раствора метилового оранжевого (титрование заканчивается в кислой среде) до изменения желтой окраски раствора в оранжево-желтую. При титровании полезно пользоваться раствором - "свидетелем", для приготовления которого в дистиллированную воду, налитую в такую же колбу, как и колба, в которой производится титрование, добавляют одну каплю кислоты из бюретки и столько капель индикатора, сколько его добавляют в титруемый раствор.
Объем дистиллированной воды для приготовления раствора - "свидетеля" должен быть примерно равен объему раствора в колбе в конце титрования.
Нормальную концентрацию кислоты рассчитывают по результатам титрования:
N = 1000mН / ЭNa2CO3V = 1000mН / 52,99V
Где mН - масса навески соды, г;
V - объем раствора кислоты (мл), израсходованный на титрование.
Из нескольких опытов берут среднюю сходящуюся величину концентрации.
Пример 3. Рассчитать массу навески карбоната натрия для установления концентрации 0,1 н. раствора серной кислоты, если для титрования используют бюретку емкостью 25 мл.
Предполагаем израсходовать на титрование около 20 мл кислоты.
Масса навески соды:
52,99 * 0,1 * 20 / 1000 = 0,1 г.
Пример 4. Навеска карбоната натрия в 0,1482 г оттитрована 28,20 мл раствора соляной кислоты. Определить концентрацию кислоты.
Нормальная концентрация соляной кислоты:
1000 * 0,1482 / 52,99 * 28,2 = 0,1012 н.
При установлении концентрации раствора кислоты по карбонату натрия методом пипетирования навеску химически чистого карбоната натрия, предварительно доведенную высушиванием в сушильном шкафу до постоянной массы и взвешенную с точностью до 0,0002 г, растворяют в дистиллированной воде в откалиброванной мерной колбе емкостью 100 мл.
Величина навески при установлении концентрации 0,1 н. раствора кислоты должна быть около 0,5 г (чтобы при растворении получить примерно 0,1 н. раствор). На титрование берут пипеткой 10-25 мл раствора карбоната натрия (в зависимости от емкости бюретки) и 1-2 капли 0,1%-ного раствора метилового оранжевого.
Метод пипетирования часто применяют при установлении концентрации растворов с помощью полумикробюреток емкостью 10 мл с ценой деления 0,02 мл.
Нормальную концентрацию раствора кислоты при ее установлении методом пипетирования по карбонату натрия вычисляют по формуле:
N = 1000mНV1 / 52,99VКV2,
Где mН - масса навески карбоната натрия, г;
V1 - объем раствора карбоната, взятый на титрование, мл;
VК - объем мерной колбы, в которой производилось растворение навески карбоната;
V2 - объем раствора кислоты, израсходованный на титрование.
Пример 5. Определить концентрацию раствора серной кислоты, если для ее установления 0,5122 г карбоната натрия было растворено в мерной колбе емкостью 100,00 мл и на титрование 15,00 мл раствора карбоната израсходовано 14,70 мл раствора кислоты (при использовании бюретки емкостью 25 мл).
Нормальная концентрация раствора серной кислоты:
1000 * 0,5122 * 15 / 52,99 * 100 * 14,7 = 0,09860 н.
При установлении концентрации серной или соляной кислот по тетраборату натрия (буре) обычно используют метод титрования навесок. Кристаллогидрат буры Na2B4O7*10H2O должен быть химически чистым и перед установлением по нему концентрации кислоты его подвергают перекристаллизации. Для перекристаллизации 50 г буры растворяют в 275 мл воды при 50-60°C; раствор фильтруют и охлаждают до 25-30°C. Энергично помешивая раствор, вызывают кристаллизацию. Кристаллы отфильтровывают на воронке Бюхнера, растворяют снова и перекристаллизовывают. После фильтрования кристаллы сушат между листами фильтровальной бумаги при температуре воздуха 20°C и относительной влажности воздуха 70%; сушку проводят на воздухе или в эксикаторе над насыщенным раствором хлорида натрия. Высушенные кристаллы не должны прилипать к стеклянной палочке.
Для титрования отбирают в бюкс поочередно 3-4 навески буры с точностью до 0,0002 г и переносят их в конические колбы для титрования, растворяя каждую навеску в 40-50 мл теплой воды при энергичном взбалтывании. После перенесения каждой навески из бюкса в колбу бюкс взвешивают. По разности масс при взвешивании определяют величину каждой навески. Величина отдельной навески буры для установления концентрации 0,1 н. раствора кислоты при применении бюретки емкостью 50 мл должна быть около 0,5 г.
Титрование растворов буры кислотой ведут в присутствии 1-2 капель 0,1%-ного раствора метилового красного до изменения желтой окраски раствора в оранжево-красную или в присутствии раствора смешанного индикатора, состоящего из метилового красного и метиленового синего.
Нормальную концентрацию раствора кислоты рассчитывают по формуле:
N = 1000mН / 190,69V,
Где mН - масса навески буры, г;
V - объем раствора кислоты, израсходованный на титрование, мл.
Пример 6. Рассчитать навеску буры для установления концентрации 0,1 н. раствора соляной кислоты методом титрования навесок при применении бюретки емкостью 25 мл.
На титрование предполагается израсходовать 15 мл раствора кислоты.
Масса навески буры:
190,69 * 0,1 * 15 / 1000 = 0,3 г.
Пример 7. Найти концентрацию раствора соляной кислоты, если для титрования навески буры в 0,4952 г израсходовано 24,38 мл соляной кислоты.
1000 * 0,4952 / 190,624,38 = 0,1068
Установление концентрации кислоты по раствору едкого натра или едкого кали проводят путем титрования раствором кислоты раствора щелочи в присутствии 1-2 капель 0,1%-ного раствора метилового оранжевого. Однако этот метод установления концентрации кислоты менее точный, чем приведенный выше. Его обычно используют при контрольных проверках концентрации кислот. В качестве исходного раствора часто пользуются раствором щелочи, приготовленным из фиксанала.
Нормальную концентрацию раствора кислоты N2 рассчитывают по формуле:
N2 = N1V1 / V2,
Где N1 - нормальная концентрация раствора щелочи;
V1 - объем раствора щелочи, взятый для титрования;
V2 - объем раствора кислоты, израсходованный на титрование (средняя величина сходящихся результатов титрования).
Пример 8. Определить концентрацию раствора серной кислоты, если на титрование 25,00 мл 0,1000 н. раствора едкого натра израсходовано 25,43 мл раствора серной кислоты.
Концентрация раствора кислоты:
0,1 * 25 / 25,43 = 0,09828 н.
Похожие статьи
-
Приготовление растворов - Расчеты при приготовлении водных растворов
Концентрация растворов Масса раствора состоит из массы вещества и массы воды, т. е. Концентрация раствора Для дезинфекции чаще всего используются...
-
В сухую колбу Кьельдаля вносят 0,1 г исследуемого продукта, наливают 5 см3 концентрированной серной кислоты. Добавляют небольшое количество катализатора....
-
Обработка смесью серной и азотной кислот - метод Дениже. Данный метод часто используют в агрохимических и почвенных лабораториях. В настоящее время...
-
Метод Кьельдаля - обработка серной кислотой так же называют - "мокрое сжигание". Определение количества азота с помощью метода Кьельдаля основано на...
-
Очень удобным и доступным окислителем, который с успехом можно применять для мытья химической посуды, является смесь Комаровского, состоящая из равных...
-
Схема реакции: Реактивы: Фенолфталеин - 3,18 г; дихлорангидрид изофталевой кислоты - 2,03 г (мольное соотношение 1:1); едкий натр - 0,8 г;...
-
Приборы, реактивы, материалы и посуда Приборы Ч КФК-2МП Ч Технические весы Ч Аналитические весы Реактивы Ч Дифенилкарбозид Ч Фосфорная кислота () Ч...
-
Минеральные кислоты, используемые для переведения анализируемой пробы в раствор, разделяют на две основные группы. 1) Кислоты, не оказывающие...
-
Схема реакции: Реактивы: Тимолфталеин, триэтиламин, хлороформ, дихлоангидрид терефталевой кислоты, гексан. Оборудование: Прибор для поликонденсации при...
-
Органические кислоты применяются при разложении минерального сырья лишь в единичных случаях, главным образом в фазовом анализе. Наиболее часто для...
-
Определение галоида по методу Кариуса. Навеску вещества при нагревании окисляют дымящей азотной кислотой в присутствии нитрата серебра. При этом галоид...
-
Парентеральные вмешательства - Расчеты при приготовлении водных растворов
Введение инсулина Инсулин - гормон поджелудочной железы, назначающийся пациентам, страдающим сахарным диабетом. Один миллилитр инсулина содержит сорок...
-
Задача количественного химического анализа состоит в определении содержания тех или иных элементов в анализируемом материале; при этом главное требование...
-
Как было отмечено в обзоре литературы, привитые сополимеры на основе крахмала с успехом пользуются в качестве суперсорбентов воды, т. е. в качестве...
-
(а) На основе уравнения ЗДМ объясните физический смысл константы скорости. (б) Зависит ли константа скорости от концентраций реагентов? от их природы? от...
-
Растворы электролитов. Диссоциация кислот, солей и оснований - Основы химии
Электролиты - вещества, которые при растворении подвергаются диссоциации на ионы. В результате раствор приобретает способность проводить электрический...
-
--водный раствор молочной кислоты и ее ангидрида. Выпускаются два вида молочной кислоты: средней концентрации с общей кислотностью не менее 40% и...
-
Актуальность темы. В современных условиях глобальной конкуренции на все более интегрирующихся мировых рынках, развитие химической промышленности...
-
Запасы этих растворов, несоответствующих показателям качества, исчисляются сотнями тысяч тонн и дальнейшее их хранение становится очень опасным для...
-
КОЛЛИГАТИВНЫЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ - Растворы
Коллигативными свойствами называют физико-химические свойства растворов, которые обусловлены Природой растворителя и числом частиц растворенного вещества...
-
Задание 1, Задание 2 - Процентная концентрация растворенного вещества в растворе
Чему равна процентная концентрация растворенного вещества в растворе, если из 650 г. 10%-ного раствора выпарить 150 г. воды? Решение: 1. Определим массу...
-
Молекулярно-массовые характеристики полимеров - Физико-химические свойства растворов полимеров
Полимолекулярность, средние молекулярные массы и молекулярно-массовое распределение. В силу особенностей процесса синтеза макромолекул и возможности их...
-
Диспергированием называют тонкое измельчение твердых мате-риалов или жидкостей и распределение их частиц в жидкой или газообразной среде, в результате...
-
Природа растворов полимеров - Физико-химические свойства растворов полимеров
Размеры макромолекул соизмеримы с размерами коллоидных частиц. Поэтому растворы полимеров обнаруживают ряд свойств, характерных для коллоидных золей...
-
Опыт проводили в условиях, имитирующих периодическую экстракцию: в стакан одновременно загружали все реагенты и перемешивают их в течение заданного...
-
Электролиз - физико-химический процесс, состоящий в выделении на Электродах составных частей растворенных веществ или других веществ, который возникает...
-
Взаимодействие металлов с кислотами, водой и растворами щелочей - Основы химии
При взаимодействии металлов с агрессивными средами Металл выступает В качестве восстановителя. Химическую активность (восстановительную способность)...
-
Расчет питания. Формула Шкарина. - Расчеты при приготовлении водных растворов
Vсут=800 50n Если n - число недель, недостающее до 8-ми недель, тогда формула берется со знаком минус. Если n - число месяцев больше 2-х, формула берется...
-
Хранилище серной кислоты На территории участка серной кислоты сернокислотного цеха (далее УСК СКЦ) установлено четыре емкости - хранилища, изготовленные...
-
Исследование снегового покрова. Методика определения ионов Приготовление водной вытяжки Для определения ионов отбираются образцы снегового покрова. Снег...
-
АБСОРБЦИЯ ТРИОКСИДА СЕРЫ. - Получение серной кислоты
Последней стадией процесса производства серной кислоты контактным способом является абсорбция триоксида серы из газовой смеси и превращение его в серную...
-
Метод жидкофазного окисления ацетальдегида азотной кислотой является одним из промышленных способов получения глиоксаля. Суммарное уравнение реакции...
-
Сталагмометрический способ Определения поверхностного натяжения жидкостей (метод счета капель) основан на зависимости числа капель (n), полученных при...
-
Все аминокислоты, из которых состоят белки, являются" L-а-амино - (или имино-) кислотами. Они находят применение как пищевые добавки, приправы, усилители...
-
Эфиры кислот фосфора - Реакция диметилфосфита
Эфиры кислот фосфора получают из трихлорида фосфора PCI3, хлороксида фосфора POCI3 и тиотрихлорида фосфора PSCI3. Реакционная способность этих...
-
Технология производства соляной кислоты - Анализ и технологическая оценка химического производства
Соляная кислота--бесцветная жидкость, представляющая собой раствор хлористого водорода в воде. Она энергично растворяет многие металлы и их окислы. В...
-
Суспензии, Приготовление суспензий - Применение суспензий и эмульсий в строительстве
Приготовление суспензий Суспензии готовят двумя способами: дисперсионным, при котором производят измельчение относительно крупных частиц нерастворимых...
-
Метод жидкофазного окисления ацетальдегида азотной кислотой является одним из промышленных способов получения глиоксаля. Суммарное уравнение реакции...
-
Общая методика. В круглодонной трехгорлой колбе емкостью 100 мл растворяли 11,9 г бензотриазола (2-аминопиридина) в 20 мл толуола. Колбу соединяли с...
-
Синтез гетероциклических соединений Синтез 4-амино-1,2-бензотиазола К раствору 5-8 г (31 ммоль) 2,6-диметилтолуола в 15 мл мезителена (температура...
Приготовление растворов кислот - Приготовление растворов кислот