Как узнать плотность кислоты

Плотность водных растворов солей, кислот и оснований

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислотыВ таблице представлены значения отношения плотности водных растворов кислот, солей, оксидов, оснований к плотности воды при 15°С (999,9 кг/м 3 ). Например, плотность раствора соли NaCl равна 1008,5 кг/м 3 при концентрации соли в растворе 1% и 1146,2 кг/м 3 при концентрации 14%.

Плотность водных растворов кислот, солей и др. дана в зависимости от температуры и концентрации.
Плотность относительно воды указана при температуре раствора в интервале от 15 до 20°С. Концентрация кислоты, щелочи, оксида или соли в растворе от 1 до 100%.

Значения плотности водных растворов кислот: мышьяковая кислота (ортомышьяковая кислота) H3AsO4, HBr, HCOOH, соляная кислота HCl, фтороводород HF, иодоводород HI, азотная кислота HNO3, перекись водорода H2O2, ортофосфорная кислота H3PO4, серная кислота H2SO4, H2SeO4, H2SiF6.

Значения плотности водных растворов солей: нитраты, хлориды, сульфаты, бромиды, йодиды, фосфаты, хроматы и др. Соли серебра, алюминия, бария, натрия, кадмия, кальция, меди, калия, никеля, олова, стронция, цинка, железа, селена, лития, магния, марганца, и других металлов: AgNO3, AlCl3, Al2(SO4)3, Al(NO3)3, BaBr2, BaCl2, BaI2, CdSO4, Cr2(SO4)3, Cu(NO3)2, медный купорос CuSO4, CUCl2, FeCl2, Fe(NO3)3, Fe2(SO4)3, CaBr2, CaCl2, CaI2, Ca(NO3)2, CdBr2, CdCl2, CdI2, Cd(NO3)2, FeSO4, KCl, KBr, K2CO3, KC2H3O2, K3CrO4, K2Cr2O7, KF, KHSO4, KI, KNO3, NaBr, NaBrO3, Na2CO2, NaCl, NaClO4, Na2Cr2O7, NaNO3, NaHSO4, Na2SO3, Na2SO4, Na2S2O3, NiCl2, Ni(NO3)2, NiSO4, Pb(NO3)2, SO2, SnCl2, SnCl4, SrBr2, SrI2, ZnBr2, ZnCl4, ZnI2, Zn(NO3)2, ZnSO4, Sr(NO3)2, LiBr, LiCl, LiI, MgBr, MgCl2, MgI2, Mg(NO3)2, MgSO4, MgBr2, MnCl2, Mn(No3)2, MnSO4, NH3, N2H4, NH4Cl, NH4I, NH4NO3, (NH4)2SO4.

Значения плотности водных растворов оксидов: раствор оксида хрома CrO2.

Значения плотности водных растворов оснований (щелочи): NaOH, KOH.

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты

Источник:
Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с.

Источник

Удельный вес кислот. Вес кислоты в 1 мл и в 1 м3.

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты

Кислоты – одни из наиболее востребованных в жизни человека химических соединений. Пребывая в различных агрегатных состояниях, они встречаются в нашей жизни повсеместно:

В естественных процессах живых организмов кислоты также играют немаловажную роль. Рассмотрим подробнее кислоты, часто встречающиеся в нашей повседневности.

Соляная кислота

HCl или хлороводородная кислота, или проще соляная кислота – не имеющая цвета, прозрачная едкая жидкость, растворенный в воде хлороводород. При попадании концентрированного вещества на воздух, начинает «дымиться».

HCl широко используется в металлургии и гальванопластике. Встречается она и в продуктах питания как добавка Е507 – регулятор кислотности. В желудочном соке содержится в концентрации от 0,3 до 0,5%, и как медицинский препарат назначается совместно с пепсином для нормализации пониженной кислотности.

Насыщенная кислота способна вызывать сильный химожог. Для его нейтрализации применяется раствор пищевой соды. Вступает в реакции с сильными окислителями с образованием токсичного хлора. Удельный вес соляной кислоты (плотность) – 1,19 г/см3.

Серная кислота

Н2SО4 – более сильная кислота, нежели соляная. Концентрированное вещество разъедает и обугливает большинство органических соединений и активно поглощает воду. При естественных условиях это бесцветная маслянистая жидкость с кислым вкусом, которая не имеет цвета и запаха. Удельный вес серной кислоты – 1,84 г/см3.

Сфера применения довольно велика. Это и металлургия, и добыча минералов, производство удобрений, аккумуляторных батарей, создание взрывчатых веществ, использование в текстильной, кожевенной, нефтяной промышленности и пр.

По статистике, из 200 млн тонн годового производства серной кислоты в мире наибольшая доля уходит на создание минеральных удобрений. Сама по себе серная кислота – едкое и опасное для здоровья человека и окружающей среды вещество. Воздействие в течение 1 часа концентрации в 0,18 мг/л является смертельной дозой для живых организмов.

Азотная кислота

HNO3 смешивается с водой в любых пропорциях, и только в разбавленном виде используется в быту и промышленности (производство удобрений, взрывчатых и отравляющих веществ, красителей, лекарственных препаратов, органический синтез, ювелирное дело и пр.). Удельный вес азотной кислоты – 1,51 г/см3.

Относится к 3-му классу опасности. Это крайне токсичное вещество, вызывающее сильные поражения органических тканей.

Ортофосфорная кислота

Н3РО4 относится к неорганическим кислотам средней силы. В естественных условиях это твердое кристаллическое бесцветное вещество. Хорошо растворяется в воде. 85%-й раствор в виде сиропа в быту обычно называют ортофосфорной или фосфорной кислотой. Может растворяться в этаноле и прочих растворителях. В жидком состоянии удельный вес ортофосфорной кислоты – 1,685 г/см3.

Применяется в металлургии (пайка, антикоррозионная обработка), в пищевой промышленности (регулятор кислотности Е338), для понижения кислотности и профилактики мочекаменной болезни в животноводстве, в стоматологии в качестве протравителя эмали перед установкой пломб и в некоторых отбеливающих зубы составах.

Источник

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ (1 2 3)

Плотностью вещества называют отношение массы тела к его объему:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты

Следовательно, плотность вещества выражают * в г/см3. Удельным весом у называют отношение веса (силы тяжести) вещества к объему:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты

Плотность и удельный вес вещества находятся в такой же зависимости между собой, как масса и вес, т. е.

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты

где g — местное значение ускорения силы тяжести при свободном падении. Таким образом, размерность удельного веса ‘(г/см2 • сек2) и плотности (г/см3), а также их числовые значения, выраженные в одной системе единиц, отличаются друг от друга *.

Плотность тела не зависит от его местонахождения на Земле, в то время как удельный вес изменяется в зависимости от того, в каком месте Земли его измерить.

В ряде случаев предпочитают пользоваться так называемой относительной плотностью, представляющей собой отношение плотности данного вещества к плотности другого вещества при определенных условиях. Относительная плотность выражается отвлеченным числом.

Относительную плотность d жидких и твердых веществ принято определять по отношению к плотности дистиллированной воды:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты

Само собой разумеется, что р и рв должны выражаться одинаковыми единицами.

Относительную плотность d можно также выражать отношением массы взятого вещества к массе дистиллированной воды, взятой в том же объеме, что и вещество, при определенных, постоянных условиях.

Поскольку числовые значения как относительной плотности, так и относительного удельного веса при указанных постоянных условиях являются одинаковыми, пользоваться таблицами относительных удельных весов в справочниках можно так же, как если бы это были таблицы плотности.

Относительная плотность является постоянной величиной для каждого химически однородного вещества и для растворов при данной температуре. Поэтому по

* В технической системе единиц (MKXCC). в которой за основную единицу принята не единица массы, а единица силы — килограмм-сила (кГ или кгс), удельный вес выражается в кГ/м3 или Г/см3. Следует отметить, что числовые значения удельного веси, измеренного в Г/см3, и плотности, измеренной в г/см3, совпадают, что нередко вызывает путаницу в понятиях «плотность» и «удельный вес».

* В ряде случаев плотность выражают в г/мл. Различие между числовыми значениями плотности, выраженными в г/см3 и г/мл, очень незначительно. Его следует принимать во внимание лишь при работах особой точности.

Поэтому по величине относительной плотности во многих случаях можно судить о концентрации вещества в растворе.

* В технической системе единиц (MKXCC). в которой за основную единицу принята не единица массы, а единица силы — килограмм-сила (кГ или кгс), удельный вес выражается в кГ/м3 или Г/см3. Следует отметить, что числовые значения удельного веси, измеренного в Г/см3, и плотности, измеренной в г/см3, совпадают, что нередко вызывает путаницу в понятиях «плотность» и «удельный вес».

Обычно плотность раствора увеличивается с увеличением концентрации растворенного вещества (если оно само имеет плотность больше, чем растворитель). Но имеются вещества, для которых увеличение плотности с увеличением концентрации идет только до известного предела, после которого при увеличении концентрации происходит уменьшение плотности.

Например, серная кислота имеет наивысшую плотность, равную 1,8415 при концентрации 97,35%. Дальнейшее увеличение концентрации сопровождается уменьшением плотности до 1,8315, что соответствует 99,31%.

Уксусная кислота имеет максимальную плотность при концентрации 77- 79%, а 100%-ная уксусная кислота имеет ту же плотность, что и 41%-ная.

Относительная плотность зависит от температуры, при которой ее определяют. Поэтому всегда указывают температуру, при которой делали определение, и температуру воды (объем взят за единицу). В справочниках это показывают при помощи соответствующих индексов, например eft; приведенное обозначение указывает, что относительная плотность определена при температуре 2O0C и за единицу для сравнения взята плотность воды при температуре 4е С. Встречаются также и другие индексы, обозначающие условия, при которых производилось определение относительной плотности, например Я4 Ul и т. д.

Изменение относительной плотности 90%-ной серной кислоты в зависимости от температуры окружающей среды приводится ниже:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты

Относительная плотность с повышением температуры уменьшается, с понижением ее —увеличивается.

При определении относительной плотности необходимо отмечать температуру, при которой оно проведено, и полученные величины сравнивать с табличными данны-, ми, определенными при той_же температуре.

Если измерение проведено не при той температуре, которая указана в справочнике, то. вводят поправку, вычисляемую как среднее изменение относительной плотпости на один градус. Например, если в интервале между 15 и 20 0C относительная плотность 90%-ной серной кислоты уменьшается на 1,8198—1,8144 = 0,0054, то в среднем можно принять, что при изменении температуры на 1 0С (выше 15 0C) относительная плотность уменьшается на 0,0054 : 5 = 0,0011.

Таким образом, если определение вести при 18 0C, то относительная плотность указанного раствора должна быть равна:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты

Однако для введения температурной поправки к относительной плотности удобнее пользоваться приведенной ниже номограммой (рис. 488). Эта номограмма, кроме того, дает возможность но известной относительной плотности, вычисленной при стандартной температуре 20° С, приближенно определять относительную плотность при других температурах, в чем иногда может возникнуть потребность.Относительную плотность жидкостей можно определять при помощи ареометров, пикнометров, специальных весов и т. п.

Определение относительной плотности ареометрами.

Для быстрого определения относительной плотности жидкости применяют так называемые ареометры (рис. 489). Это—стеклянная трубка (рис. 489, а), расширяющаяся внизу и имеющая на конце стеклянный резервуар, заполненный дробью нли специальной массой, (реже — ртутью). В верхней узкой части ареометра имеется шкала с делениями. Чем меньше относительная плотность жидкости, тем глубже погружается в нее ареометр. Поэтому на его шкале вверху нанесено наименьшее значение относительной плотности, которое можно определить данным ареометром, внизу — наибольшее. Например, у ареометров для жидкостей с относительной плотностью меньше единицы внизу стоит 1,000, выше 0,990, еще выше 0,980 и т. д.

Промежутки между цифрами разделены на более мелкие деления, позволяющие определять относительную плотность с точностью до третьего десятичного знака. У наиболее точных ареометров шкала охватывает значения относительной плотности в пределах 0,2—0,4 единицы (например, Для определения плотности от 1,000 до 1,200, от 1,200 до 1,400 и т. д.). Такие ареометры обычно продают в виде наборов, которые дают возможность определять относительную плотность в широком интервале.

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты

Номограмма для введения температурной поправки

Иногда ареометры снабжены термометрами (рис. 489,6), что позволяет одновременно измерять температуру, при которой проводится определение. Для определения относительной плотности при помощи ареометра жидкость наливают в стеклянный цилиндр (рис. 490) емкостью не менее 0,5 л, сходный по форме с мерным, но без носика и делений. Размер цилиндра должен соответствовать размеру ареометра. Наливать жидкость в цилиндр до краев не следует, так как при погружении ареометра жидкость может перелиться через край. Это бывает даже опасно при измерении плотности концентрированных кислот или концентрированных щелочей и пр. Поэтому уровень жидкости в цилиндре должен быть на несколько сантиметров ниже края цилиндра.

Иногда цилиндр для определения плотности имеет вверху желоб, расположенный концентрически, так что если жидкость при погружении ареометра перельется через край, то она не выльется на стол.

Для определения относительной плотности имеются специальные приборы, поддерживающие постоянный уровень жидкости в цилиндре. Схема одного из таких приборов приведена на рис. 491. Это — цилиндр 2, имеющий на определенной высоте отводную трубку 3 для стекания жидкости, вытесняемой ареометром при погружении его в жидкость. Вытесняемая жидкость поступает в трубку 4, имеющую кран 5, через который жидкость может быть слита. Цилиндр можно наполнять исследуемой жидкостью через уравнительную трубку /, имеющую в верхней части цилиндрическое расширение.

Источник

Растворы кислот

Приблизительные растворы. В большинстве случаев в лаборатории приходится пользоваться соляной, серной и азотной кислотами. Кислоты имеются в продаже в виде концентрированных растворов, процентное содержание которых определяют по их плотности.

Кислоты, применяемые в лаборатории, бывают технические и чистые. Технические кислоты содержат примеси, а потому при аналитических работах не употребляются.

Концентрированная соляная кислота на воздухе дымит, поэтому работать с ней нужно в вытяжном шкафу. Наиболее концентрированная соляная кислота имеет плотность 1,2 г/см3 и содержит 39,11%’ хлористого водорода.

Разбавление кислоты проводят по расчету, описайному выше.

Пример. Нужно приготовить 1 л 5%-ного раствора соляной кислоты, пользуясь раствором ее с плотностью 1,19 г/см3. По справочнику узнаем, что 5%,-ный раствор нмеет плотность 1,024 г/см3; следовательно, 1 л ее будет весить 1,024*1000 = 1024 г. В этом количестве должно содержаться чистого хлористого водорода:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты

Кислота с плотностью 1,19 г/см3 содержит 37,23% HCl (находим также по справочнику). Чтобы узнать, сколько следует взять этой кислоты, составляют пропорцию:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты

или 137,5/1,19 = 115,5 кислоты с плотностью 1,19 г/см3, Отмерив 116 мл раствора кислоты, доводят объем его до 1 л.

Так же разбавляют серную кислоту. При разбавлении ее следует помнить, что нужно приливать кислотук воде

, а не наоборот. При разбавлении происходит сильное разогревание, и если приливать воду к кислоте, то возможно разбрызгивание ее, что опасно, так как серная кислота вызывает тяжелые ожоги. Если кислота попала на одежду или обувь, следует быстро обмыть облитое место большим количеством воды, а затем нейтрализовать кислоту углекислым натрием или раствором аммиака. При попадании на кожу рук или лица нужно сразу же обмыть это место большим количеством воды.

Особой осторожности требует обращение с олеумом, представляющим моногидрат серной кислоты, насыщенный серным ангидридом SO3. По содержанию последнего олеум бывает нескольких концентраций.

Следует помнить, что при небольшом охлаждении олеум закристаллизовывается и в жидком состоянии находится только при комнатной температуре. На воздухе он дымит с выделением SO3, который образует пары серной кислоты при взаимодействии с влагой воздуха.

Большие трудности вызывает переливание олеума из крупной тары в мелкую. Эту операцию следует проводить или под тягой, или на воздухе, но там, где образующаяся серная кислота и SO3 не могут оказать какого-либо вредного действия на людей и окружающие предметы.

Если олеум затвердел, его следует вначале нагреть, поместив тару с ним в теплое помещение. Когда олеум расплавится и превратится в маслянистую жидкость, его нужно вынести на воздух и там переливать в более мелкую посуду, пользуясь для этого способом передавлива-ния при помощи воздуха (сухого) или инертного газа (азота).

При смешивании с водой азотной кислоты также происходит разогревание (не такое, правда, сильное, как в случае серной кислоты), и поэтому меры предосторожности должны применяться и при работе с ней.

В лабораторной практике находят применение твердые органические кислоты. Обращение с ними много проще и удобнее, чем с жидкими. В этом случае следует заботиться лишь о том, чтобы кислоты не загрязнялись чем-либо посторонним. При необходимости твердые органические кислоты очищают перекристаллизацией (см, гл. 15 «Кристаллизация»),

Точные растворы. Точные растворы кислот готовят так же, как и приблизительные, с той только разницей, что вначале стремятся получить раствор несколько большей концентрации, чтобы после можно было его точно, по расчету, разбавить. Для точных растворов берут только химически чистые препараты.

Нужное количество концентрированных кислот обычно берут по объему, вычисленному на основании плотности.

Пример. Нужно приготовить 0,1 и. раствор H2SO4. Это значит, что в I л раствора должно содержаться:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты

Кислота с плотностью 1,84 г\смг содержит 95,6% H2SO4 н для приготовления 1 л 0,1 н. раствора нужно взять следующее количество (х) ее (в г):

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты

Соответствующий объем кислоты составит:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты

Отмерив из бюретки точно 2,8 мл кислоты, разбавляют ее до 1 л в мерной колбе и затем титруют раствором щелочи п устанавливают нормальность полученного раствора. Если раствор получится более концентрированный), к нему добавляют из бюретки рассчитанное количество воды. Например, при титровании установлено, что 1 мл 6,1 н. раствора H2SO4 содержит не 0,0049 г H2SO4, а 0,0051 г. Для вычисления количества воды, которое необходимо для приготовления точно 0,1 н. раствора, составляем пропорцию:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты

Расчет показывает, что этот объем равен 1041 мл раствор нужно добавить 1041 — 1000 = 41 мл воды. Следует еще учесть то количество раствора, которое взято для титрования. Пусть взято 20 мл, что составляет 20/1000 = 0,02 от имеющегося объема. Следовательно, воды нужно добавить не 41 мл, а меньше: 41 — (41*0,02) = = 41 —0,8 = 40,2 мл.

Исправленный раствор следует снова проверить на содержание вещества, взятого для растворения. Точные растворы соляной кислоты готовят также ионообменным способом, исходя из точной рассчитанной навески хлористого натрия. Рассчитанную и отвешенную на аналитических весах навеску растворяют в дистиллированной или деминерализованной воде, полученный раствор пропускают через хроматографическую колонку, наполненную катионитом в Н-форме. Раствор, вытекающий из колонки, будет содержать эквивалентное количество HCl.

Как правило, точные (или титрованные) растворы следует сохранять в плотно закрытых колбах, В пробку сосуда обязательно нужно вставлять хлоркальциевую трубку, заполненную в случае раствора щелочи натронной известью или аскаритом, а в случае кислоты — хлористым кальцием или просто ватой.

Для проверки нормальности кислот часто применяют прокаленный углекислый натрий Na2COs. Однако он обладает гигроскопичностью и поэтому не полностью удовлетворяет требованиям аналитиков. Значительно удобнее пользоваться для этих целей кислым углекислым калием KHCO3, высушенным в эксикаторе над CaCl2.

При титровании полезно пользоваться «свидетелем», для приготовления которого в дистиллированную или деминерализованную воду добавляют одну каплю кислоты (если титруют щелочь) или щелочи (если титруют кислоту) и столько капель индикаторного раствора, сколько добавлено в титруемый раствор.

Приготовление эмпирических, по определяемому веществу, и стандартных растворов, кислот проводят по расчету с применением формул, приведенных для этих и описанных выше случаев.

Источник

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРА КИСЛОТЫ

Цель работы: изучить способы выражения концентрации растворов, научиться рассчитывать концентрацию растворов.

Задание: приготовить приблизительно 0,1 н раствор соляной кислоты и установить нормальность и титр кислоты. Выполнить требования к результатам работы, оформить отчет, решить задачу.

Теоретическое введение

Один из методов определения концентрации растворов – объемный анализ. Он сводится к измерению объемов реагирующих веществ, концентрация одного из которых известна.

Такое измерение производится постепенным прибавлением одного раствора к другому до окончания реакции. Этот процесс называется титрованием. Окончание реакции определяется с помощью индикатора.

При определении объемов растворов целесообразно использовать следующие способы выражения концентрации растворов:

Молярная концентрация эквивалентов вещества Вили нормальность( Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты(В) или н) – отношение количества эквивалентов растворенного вещества к объему раствора:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты, моль/л,

где nэк(В) – количество эквивалентов вещества В, моль; mB – масса вещества В, г; Мэк(В) – молярная масса эквивалентов вещества В, г/моль; Vр – объем раствора, л.

Массовая доля растворенного вещества ВВ) – отношение (обычно – процентное) массы растворенного вещества к массе раствора:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты,

где mB – масса вещества В, г; mр – масса раствора, г.

Если выражать массу раствора через его плотность (ρ) и объем (Vр), то

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты

Титр раствора вещества ВВ) показывает массу растворенного вещества, содержащегося в 1 мл (см 3 ) раствора:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты, г/мл,

где mB – масса растворенного вещества В, г; Vp – объем раствора, мл.

Титр также можно рассчитать по формуле:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты, г/мл,

где Мэк(В) – молярная масса эквивалентов вещества В, г/моль; Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты(В) – молярная концентрация эквивалентов, моль/л.

Выполнение работы

Опыт 1. Приготовление приблизительно 0,1 н раствора соляной кислоты

Налить (под тягой) в цилиндр концентрированный раствор соляной кислоты и ареометром определить его плотность. По измеренной плотности по таблице 1 найти массовую долю (%) кислоты в растворе. Рассчитать массу кислоты, необходимую для приготовления 250 мл 0,1 н раствора HCl по формуле:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты, откуда m = сэк · Мэк(HCl) · V,

где m – масса кислоты, г; Мэк(HCl) – молярная масса эквивалентов кислоты, г/моль; сэк – молярная концентрация эквивалентов, моль/л; V – объем кислоты, л.

Полученную величину (m) пересчитать на объем, который требуется для приготовления 250 мл 0,1 н раствора кислоты по формуле:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты, откуда V = Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты,

Пипеткой отобрать рассчитанный объем раствора кислоты, перенести его в мерную колбу, разбавить водой до метки и хорошо перемешать.

Опыт 2. Установление нормальности и титра кислоты

Отмерить пипеткой 10 мл приготовленного раствора кислоты, перенести его в коническую колбу, добавить 1-2 капли фенолфталеина.

В бюретку налить 0,1 н раствор NaOH. Оттитровать раствор кислоты. Для этого медленно приливать из бюретки щелочь в колбу с раствором кислоты, непрерывно перемешивая его в процессе титрования. Место, в которое падают капли щелочи, окрашивается в розовый цвет, исчезающий при взбалтывании. Титрование проводить до тех пор, пока от одной капли щелочи раствор примет неисчезающую окраску. Титрование повторить. Результаты не должны отличаться более чем на 0,1 мл.

Требования к результату опыта:

Данные опыта занести в таблицу:

№ п/пV (HCl) (объем кислоты)V (NaOH) (объем щелочи)Vср (NaOH) (среднее значение объема щелочи)

Вычислить:

1. Молярную концентрацию эквивалентов раствора кислоты по закону эквивалентов:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты, моль/л

где сэк (HCl) и сэк (NaOH) – молярные концентрации эквивалентов растворов; V(HCl) и V(NaOH) – объемы реагирующих растворов.

2. Титр раствора НСl по формуле:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты, г/мл

Плотность раствора соляной кислоты

Плотность ρ, г/см 3Массовая доля кислоты, %
1,10020,01
1,10520,97
1,11021,92
1,11522,86
1,12023,82
1,12524,78
1,13025,75
1,13526,70
1,14027,66
1,14528,61
1,15029,57
1,15530,55
1,16031,52
1,16532,49
1,17033,46
1,17534,42
1,18035,39
1,18536,31
1,19037,23
1,19538,16
1,20039,11

Примеры решения задач

В химической практике наиболее употребительны следующие способы выражения концентрации растворов:

Молярная концентрация вещества ВилимолярностьВ или М) – отношение количества растворенного вещества к объему раствора:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты, моль/л, (1)

где nB – количество вещества В, моль; mB – масса вещества В, г; МВ – молярная масса вещества В, г/моль; Vр – объем раствора, л.

Молярная концентрация эквивалентов вещества Вили нормальность( Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты(В) или н) – отношение количества эквивалентов растворенного вещества к объему раствора:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты, моль/л, (2)

где nэк(В) – количество эквивалентов вещества В, моль; mB – масса вещества В, г; Мэк(В) – молярная масса эквивалентов вещества В, г/моль; Vр – объем раствора, л.

Моляльная концентрация вещества Вили моляльностьm(B)) – отношение количества растворенного вещества к массе растворителя:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты, моль/кг, (3)

Массовая доля растворенного вещества ВВ) – отношение (обычно – процентное) массы растворенного вещества к массе раствора:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты, (4)

где mB – масса вещества В, г; mр – масса раствора, г.

Если выражать массу раствора через его плотность (ρ) и объем (Vр), то

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты(5)

Молярная (мольная) доля вещества В(хВ, безразмерная величина ) ─ отношение количества данного вещества к суммарному количеству всех веществ, составляющих раствор, включая растворитель.

Если раствор состоит из одного растворенного вещества и растворителя, то молярная доля вещества (хВ) равна:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты, (6)

а молярная доля растворителя (хs):

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты, (7)

где nB – количество растворенного вещества, моль; nS – количество вещества растворителя, моль.

Сумма молярных долей всех веществ раствора равна единице.

Титр раствора вещества ВВ) показывает массу растворенного вещества, содержащегося в 1 мл (см 3 ) раствора:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты, г/мл, (8)

где mB – масса растворенного вещества В, г; Vp – объем раствора, мл.

Титр также можно рассчитать по формулам:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты, г/мл, (9)

где Мэк(В) – молярная масса эквивалентов вещества В, г/моль; Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты(В) – молярная концентрация эквивалентов, моль/л;

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты, г/мл, (10)

Пример 5.1. Водный раствор содержит 354 г H3PO4 в 1 л. Плотность раствора ρ = 1,18 г/мл. Вычислить: а) массовую долю (%) H3PO4 в растворе;

б) молярную концентрацию; в) молярную концентрацию эквивалентов;

г) моляльность; д) титр; е) молярные доли H3PO4 и Н2О.

Решение. а) Для расчета массовой доли воспользуемся формулой (5):

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты%

б) Молярная масса H3PO4 равна 98 г/моль. Молярную концентрацию раствора находим из соотношения (1):

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты= Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты3,61 моль/л.

в) Молярная масса эквивалентов H3PO4 равна Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты32,7 г/моль. Молярную концентрацию эквивалентов рассчитываем по формуле (2):

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты= Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты10,83 моль/л.

г) Для определения моляльности по формуле (3) необходимо рассчитать массу растворителя в растворе. Масса раствора составляет 1,18 ∙ 1000 = 1180 г.

Масса растворителя в растворе mS = 1180 – 354 = 826 г.

Моляльная концентрация раствора равна:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты4,37 моль/кг

д) Титр раствора можно рассчитать по формулам (8), (9), (10):

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты= Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты0,354 г/мл,

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты0,354 г/мл,

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты0,354 г/мл.

е) В 1 л раствора содержится 3,61 моль H3PO4 (см. пункт б).

Масса растворителя в растворе 826 г, что составляет Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты45,9 моль.

Молярные доли H3PO4 и Н2О рассчитываем по формулам (6) и (7):

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты0,073;

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты0,927.

Пример 5.2. Сколько миллилитров 50 %-ного раствора HNO3, плотность которого 1,32 г/мл, требуется для приготовления 5 л 2 %-ного раствора, плотность которого 1,01 г/мл?

Решение. При решении задачи пользуемся формулой (5). Сначала находим массу азотной кислоты в 5 л 2 %-ного раствора:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты101 г.

Чтобы ответить на вопрос задачи, надо определить, в каком объеме раствора с массовой долей HNO3 50 % содержится 101 г HNO3:

Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты153 мл

Таким образом, для приготовления 5 л 2 %-ного раствора HNO3 требуется 153 мл 50 %-ного раствора HNO3.

Пример 5.3. На нейтрализацию 50 мл раствора Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислотыкислоты израсходовано

25 мл 0,5 н раствора щелочи. Чему равна нормальность кислоты?

Решение. Так как вещества взаимодействуют между собой в эквивалентных количествах, то можно написать

50 ∙ сэк(кислоты) = 25 ∙ 0,5, отсюда

сэк(кислоты) = Как узнать плотность кислоты. Смотреть фото Как узнать плотность кислоты. Смотреть картинку Как узнать плотность кислоты. Картинка про Как узнать плотность кислоты. Фото Как узнать плотность кислоты0,25 моль/л

Следовательно, для реакции был использован 0,25 н раствор кислоты.

Задачи

5.2. Вычислить молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалентов 20 %-ного раствора хлорида кальция плотностью 1,178 г/мл.

5.3. Сколько моль HNO3 содержится в 250 мл раствора с массовой долей кислоты 30 % и плотностью, равной 1,18 г/мл? (Ответ: 1,40 моль).

5.4. Водный раствор содержит 5 г CuSO4 в 45 г воды. Плотность раствора равна 1,107 г/мл. Вычислить массовую долю (%) CuSO4 в растворе, а также моляльность и мольные доли CuSO4 и Н2О.

(Ответ: 9 %; 0,694 моль/кг; 0,012; 0,988).

5.5. Вычислить титры растворов: а) 0,05 М NaCl; б) 0,004 н Ca(OH)2;

в) 30 %-ного КОН, ρ = 1,297 г/мл.

(Ответ: а) 0,00292 г/мл; б) 0,148 ∙ 10 ‾3 г/мл; в) 0,389 г/мл).

5.6. Чему равна нормальность 30 %-ного раствора NaOH плотностью 1,328 г/мл? К 1 л этого раствора прибавили 5 л воды. Получился раствор плотностью 1,054 г/мл. Вычислить массовую долю (%) NaOH в полученном растворе. (Ответ: 9,96 н; 6,3 %).

5.7. В 1 кг воды растворили 666 г КОН, плотность раствора равна 1,395 г/мл. Вычислить массовую долю КОН в полученном растворе, молярность и мольные доли щелочи и воды. (Ответ: 40 %; 9,96 моль/л; 0,176; 0,824).

5.8. Какой объем 2 М раствора К2СО3 надо взять для приготовления 1 л 0,25 н раствора? (Ответ: 62,5 мл).

5.9. Из 600 г 5 %-ного раствора сульфата меди упариванием удалили 100 г воды. Чему равна массовая доля CuSO4 в оставшемся растворе? (Ответ: 6 %).

5.10. Какой объем 50 %-ного КОН (ρ = 1,538 г/мл) требуется для приготовления 3 л 6 %-ного раствора (ρ = 1,048 г/мл)? (Ответ: 245,3 мл).

5.11. Из 5 л раствора гидроксида калия с массовой долей КОН 50 % и плотностью 1,538 г/мл надо приготовить раствор с массовой долей КОН 18 %. Какой объем воды потребуется? (Ответ: 17,5 л).

5.12. Вычислить моляльную и молярную концентрацию эквивалентов 20,8 %-ного раствора HNO3 плотностью 1,12 г/мл. Сколько граммов кислоты содержится в 4 л этого раствора? (Ответ: 4,17 моль/кг; 3,7 н; 931,84 г).

5.13. Сколько миллилитров 0,2 М раствора Na2CO3 требуется для реакции с 50 мл 0,5 М раствора CaCl2? (Ответ: 125 мл).

5.14. Плотность 15 %-ного раствора Н2SO4 1,105 г/мл. Вычислить молярность, моляльность и молярную концентрацию эквивалентов раствора серной кислоты. (Ответ: 1,69 моль/л; 1,8 моль/кг; 3,38 моль/л).

5.15. Сколько миллилитров раствора соляной кислоты с плотностью 1,195 г/мл, содержащей 38 % HCl, нужно для приготовления 1 л 2 н раствора?

5.16. При растворении 18 г Н3РО4 в 282 мл воды получили раствор фосфорной кислоты, плотность которого 1,031 г/мл. Вычислить молярную, моляльную, молярную концентрацию эквивалентов полученного раствора и его титр. (Ответ: 0,63 М; 0,65 моль/кг; 1,89 н; 0,062 г/мл).

5.17. На нейтрализацию 20 мл раствора, содержащего в 1 л 12 г щелочи, израсходовано 24 мл 0,25 н раствора кислоты. Вычислить молярную массу эквивалентов щелочи. (Ответ: 40 г/моль).

5.18. На нейтрализацию 31 мл 0,16 н раствора щелочи требуется 217 мл раствора H2SO4. Чему равны нормальность и титр раствора H2SO4?

(Ответ: 0,023 н; 1,127∙10 ‾3 г/мл).

5.19. Смешали 10 мл 10 %-ного раствора HNO3 (ρ = 1,056 г/мл) и 100 мл

30 %-ного раствора HNO3 (ρ = 1,184 г/мл). Вычислить массовую долю HNO3 в полученном растворе. (Ответ: 28,36 %).

5.20. Вычислить массовую долю (%) нитрата серебра в 1,4 М растворе, плотность которого 1,18 г/мл. (Ответ: 20,2 %).

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *