МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ для выполнения практической работы "Приготовление растворов солей различных концентраций"

ГБОУ СПО

«Самарский медицинский колледж им. Н. Ляпиной»

Самарское отделение

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

для выполнения практической работы

Приготовление растворов солей различных концентраций

Специальность: 060301 Фармация

Дисциплина «Аналитическая химия»

Самара, 2015

ГБОУ СПО «Самарский медицинский колледж им. Н. Ляпиной»

Самарское отделение

Методические рекомендации для выполнения практической работы «Приготовление растворов солей различных концентраций»

Одобрены: Составлены в соответствии с

цикловой ФГОС СПО третьего поколения

методической к минимуму содержания комиссией №4 и уровня подготовки выпускника

по специальности:

060301 Фармация

Председатель: Заместитель директора

Матюшова Е.В.___________ по учебной работе

Протокол № ___ Морозова Л.Р. ___________

«___»_____________20___г.

Разработал: __________ преподаватель, к.т.н. Вдовина Е.В.

Рецензент: ___________заместитель директора по НМР Павлова Т.Н.

Аннотация:

Методические рекомендации для выполнения практической работы составлены в соответствии с требованиями ФГОС СПО нового поколения по специальности 060301Фармация. В методические рекомендации включены в кратком виде основные теоретические аспекты, знание которых необходимо для осмысленного выполнения практической работы и объяснения полученных результатов, что способствует формированию у обучающихся общих компетенций ОК 2, ОК 3 и овладению профессиональными компетенциями ПК 2.1, ПК 2.2, ПК 2.3. Данные методические рекомендации для выполнения практической работы «Приготовление растворов солей различных концентраций» предназначены для использования на практических занятиях по дисциплине «Аналитическая химия».

Правила техники безопасности

при выполнении практических работ

Порядок выполнения работ

1. Выполнять практическую работу можно только после предварительной подготовки по соответствующим разделам учебника или записям лекций и, ознакомившись с методическими указаниями.

2. Опыт можно начинать, если проверено наличие всех необходимых приборов и реактивов.

3. При выполнении работы строго соблюдать порядок и последовательность операций, предписанных в методических указаниях.

4. Категорически запрещается проводить эксперименты, которые не предусмотрены в методических указаниях.

5. Студент, выполнивший практическую работу, должен привести в порядок рабочее место.

Меры предосторожности при работе в химической лаборатории

1. В химической лаборатории нельзя принимать пищу, курить, громко разговаривать, бегать.

2. При случайном попадании реактивов на руки и лицо необходимо сразу же смыть их большим количеством воды.

3. Кожу, на которую попала кислота, нужно обильно промыть водой, а затем пораженное место обработать разбавленным раствором соды.

4. Если на кожу попала щелочь, то проточной водой промывать до тех пор, пока кожа не перестанет быть скользкой, а потом обработать это место 3%-ным раствором борной кислоты.

5. При ожоге глаз кислотой их промывают большим количеством воды. При ожоге глаз щелочью такое промывание может быть сделано слабым раствором борной кислоты с последующим промыванием водой. Затем пострадавшего необходимо доставить в клинику.

6. При термическом ожоге кожу смазать этиловым спиртом и наложить стерильную повязку. При образовании на коже пузырей допустимы примочки 5%-ным раствором перманганата калия. Можно также смазать мазью от ожогов и перевязать бинтом.

7. Во избежание порезов осторожно обращаться с химической посудой из тонкого стекла. При порезах ранку обработать перекисью водорода и наложить бактерицидный пластырь.

Практическая работа

«Приготовление растворов солей различных концентраций»

Растворы – это однородные смеси (гомогенные системы), содержащие растворенное вещество, растворитель и продукты их взаимодействия. Одной из важнейших характеристик раствора является концентрация, которая может быть выражена различными способами.

Целью работы является знакомство студентов с основами взвешивания сухих реактивов на аналитических весах, изучение различных видов концентраций, расчет количества соли (растворенного вещества) и воды (растворителя), необходимых для получения раствора, приготовление растворов солей различных концентраций. Это способствует формированию общих компетенций ОК 2, ОК 3 и овладению профессиональными компетенциями ПК 2.1, ПК 2.2, ПК 2.3. Обучающиеся должны уметь проводить качественный и количественный анализ химических веществ, в том числе лекарственных средств.

Теоретическая часть

Одно вещество из составных частей раствора считается растворителем, остальные – растворенными веществами. Растворитель, в котором равномерно распределяются растворенные вещества, обычно присутствует в растворе в большем количестве. Наиболее распространенным в химической практике растворителем является вода. Редко в неорганической химии используется жидкий аммиак и жидкий диоксид серы. В органической химии в качестве растворителей применяются этанол, ацетон, тетрахлорид углерода, трихлорэтилен, бензол и др.

Растворы с размером растворенных частиц меньше 10^-9 м, невидимых ни визуально, ни с помощью микроскопа, называют истинными. Частицы перемещаются в среде растворителя относительно свободно, подобно молекулам газа.

Некоторые жидкости смешиваются друг с другом в любых соотношениях, например, этанол и вода. Другие же растворяются в определенных соотношениях. При повышении температуры растворимость твердых веществ, как правило, возрастает, а растворимость газов снижается.

В соответствии с рекомендацией ИЮПАК (IUPAC – International Union of Pure and Applied Chemistry – Международный союз теоретической и прикладной химии) концентрацией растворенного вещества (не раствора) называют отношение количества растворенного вещества или его массы к объему раствора (моль/л; г/л). Если масса растворенного вещества относится к массе раствора (отношение однотипных величин), то такое соотношение формально не имеет единиц измерения и называется долей.

Процентная концентрация

Массовая доля (ω) растворенного вещества – отношение массы растворенного вещества (m_в-ва) к массе раствора (m_р-ра), выраженная в процентах, является процентной концентрацией. Процентная концентрация «показывает» сколько грамм растворенного вещества содержится в 100 граммах раствора. Обозначается – С%.

Масса раствора равна произведению объема раствора (V_р-ра, мл) на его плотность (ρ_р-ра , г/мл, г/см³):

m_р-ра= V_р-ра ρ_р-ра

Известно, что плотность воды при 20⁰С равна 0,9982 г/мл, но в задачах для расчетов используется примерное значение ρ_воды = 1 г/мл.

Пример 1. В 100г воды растворили 15г хлорида калия. Определить массовую долю и процентную концентрацию.

ω_КCl = 15/(15+100) = 0,13; С = 13%.

Объемная доля растворенного вещества (υ) – это отношение объема растворенного вещества к объему раствора.

Пример 2. Приготовили 60 мл раствора разбавлением водой 24,5 мл этилового спирта. Определить объемную долю этанола.

υ _КNО3 = 24,5/60 = 0,408; или 40,8 об.%

Молярная концентрация (молярность)

Молярность раствора – это отношение числа молей растворенного вещества к объему раствора. Единица молярной концентрации в системе СИ – моль/м³, но в химической практике чаще используется – моль/л. Молярная концентрация показывает сколько молей растворенного вещества содержится в 1 литре раствора.

,

где С_м – молярная концентрация, моль/л; n_м – количество растворенного вещества, моль; V_р-ра – объем раствора, л.

Пример 3. 1М раствор Н₂SО₄ означает, что в 1 л раствора содержится 1 моль серной кислоты, а это 1 молярная масса (М Н₂SО₄ = 98 г/моль).

Пример 4. 0,1М раствор называют децимолярным; 0,01М – сантимолярным; 0,001М – миллимолярным раствором.

Эквивалентная концентрация (нормальность)

Нормальность раствора – это отношение числа моль-эквивалентов растворенного вещества к объему раствора. Нормальная концентрация показывает сколько моль-эквивалентов растворенного вещества содержится в 1 литре раствора. Единица нормальной концентрации – моль/л.

Пример 5. 1N раствор Н₂SО₄ (в некоторых задачниках пишут 1н) означает, что в 1 л раствора содержится 1 моль-эквивалентов серной кислоты, а это 1 молярная масса эквивалентов (Мэ Н₂SО₄ = 98/2 = 49 г/моль).

,

где С_N – нормальная концентрация, моль/л; n_мэ – количество моль-эквивалентов растворенного вещества, моль; V_р-ра – объем раствора, л.

Моляльная концентрация (моляльность)

Моляльная концентрация – это отношение числа молей растворенного вещества к массе растворителя. Моляльность показывает сколько молей растворенного вещества содержится в 1килограмме (1000 г) растворителя. Единица моляльной концентрации – моль/кг.

,

где С_м – моляльная концентрация, моль/кг; n_м – количество растворенного вещества, моль; m _р-ля – масса растворителя, кг.

Пример 6. 1 м раствор KOH означает, что 1 моль гидроксида калия, а 1 молярная масса (М _КОН = 56 г/моль), находится в 1 кг растворителя (воды).

Титр

Титр раствора – это отношение массы растворенного вещества к объему раствора, выраженного в миллилитрах. Титр показывает сколько г растворенного вещества содержится в 1 мл (1см³) раствора. Единица титра – г/см³ или г/мл.

,

где Т – титр раствора, г/мл; m _в-ва – масса растворенного вещества, г; V_р-ра – объем раствора, мл.

Пример 7. Титр раствора КNO₃ равен 0,014 г/мл. Что это означает?

Это 0,014 г нитрата калия содержится в 1 мл раствора.

Практическая часть

Приборы и реактивы

1. Аналитические весы

2. Сухие соли, фигурирующие в заданиях

3. Мерные цилиндры объемом 100-300 мл

4. Химические стаканы объемом 200-400 мл

5. Стеклянные палочки

6. Фильтры для взвешивания веществ

7. Мерные колбы объемом 100, 200, 250 мл

8. Дистиллированная вода

Порядок выполнения работы

1. Получить у преподавателя вариант задания для выполнения практической работы, содержащий 2 задачи.

2. Решить задачи. Для этого, руководствуясь примерами, предложенными выше, рассчитать количество соли и количество воды, необходимые для приготовления заданного раствора.

3. Записать в тетрадь данные для приготовления раствора в виде таблицы 1.

Таблица 1. Данные для приготовления растворов

4. Показать расчеты и правильно заполненную таблицу преподавателю.

5. Взвесить на аналитических (с точностью до десятитысячных грамма) весах навеску соли.

6. Выбрать посуду для приготовления раствора.

7. а) Для раствора процентной концентрации с помощью мерного цилиндра отмерить необходимое количество миллилитров воды (ρ_воды = 1 г/см³). Взять химический стакан, всыпать в него рассчитанную и тщательно выполненную навеску соли, влить воду из мерного цилиндра и размешать стеклянной палочкой до полного растворения соли.

б) Для раствора молярной или нормальной концентрации не нужно дополнительно отмерять воду. Надо в выбранную мерную колбу необходимого объема аккуратно (без потерь кристалликов) перенести с фильтра навеску соли, а затем налить воды примерно половину объема и тщательно перемешать. Когда все кристаллы соли растворятся, долить воду до метки (по нижнему мениску). Закрыть мерную колбу пробкой и хорошо перемешать раствор.

8. Измерить плотность приготовленного раствора ареометром и внести в таблицу значение плотности в столбик, обозначенный ρ_{практич.}, г/см³ .

9. При несовпадении значений практической и теоретической плотности следует вычислить относительную ошибку опыта по формуле:

10. Сделать вывод о точности эксперимента и записать его в отчет.

Контрольные вопросы

1. Способы выражения концентрации растворов.

2. Единицы измерения различных видов концентрации.

3. Чем можно измерить плотность растворов?

4. Знать названия химической посуды, используемой в работе.

5. Как вычислить относительную ошибку опыта?

Варианты заданий для выполнения практической работы

Приготовить следующие растворы

Вариант 1 1) 200 мл 0,35 М раствора NaCl

2) 190 мл 2% раствора (NH₄)₂SO₄

Вариант 2 1) 200 мл 0,13 М раствора КCl

2) 160 мл 2% раствора NаNО₃

Вариант 3 1) 250 мл 0,15 н раствора NH₄Cl

2) 170 мл 2% раствора КCl

Вариант 4 1) 200 мл 0,24 М раствора NаNО₃

2) 180 мл 1% раствора NаCl

Вариант 5 1) 200 мл 0,14 н раствора Na₂SO₄

2) 210 мл 2% раствора NH₄Cl

Вариант 6 1) 250 мл 0,15 М раствора (NH₄)₂SO₄

2) 150 мл 2% раствора KCl

Вариант 7 1) 100 мл 0,38 М раствора NH₄Cl

2) 220 мл 2% раствора NаNО₃

Вариант 8 1) 200 мл 0,17 М раствора NaCl

2) 250 мл 2% раствора NH₄Cl

Вариант 9 1) 250 мл 0,3 н раствора Na₂SO₄

2) 160 мл 1% раствора (NH₄)₂SO₄

Вариант 10 1) 200 мл 0,12 М раствора NаNО₃

2) 190 мл 1% раствора КCl

Плотность растворов солей разных концентраций

NаCl Na₂SO₄ NаNО₃

KCl NH₄Cl (NH₄)₂SO₄

Список рекомендуемой литературы

1. Аналитическая химия / Под ред. А.А. Ищенко. – М.: «Академия» , 2011. – 317 с.

2. Барсукова, З.С. Аналитическая химия / З.С. Барсукова. – М.: Высшая школа, 1990. – 320 с.

3. Основы аналитической химии в 2-х книгах / Под ред. Ю.А. Золотова. –М.:

Высшая школа, 2004. – 359+505 с.

4 . Пилипенко, А.Т. Аналитическая химия / А.Т. Пилипенко, И.В. Пятницкий. Т. 1,2. – М.: Химия, 2008. – 846 с.

5. Полеес, М.Э. Аналитическая химия / М.Э. Полеес, И.Н. Душечкина. – М.: «Медицина», 2004. – 400 с.

6. Пономарев, В.Д. Аналитическая химия / В.Д. Пономарев. – М.: Медицина , 2002. – 385с.

7. Харитонов, Ю.Я. Примеры и задачи по аналитической химии / Ю.Я. Харитонов, В.Ю. Григорьева. – М.: ГЭОТАР– Медиа, 2008. – 300 с.

Содержание

Правила техники безопасности 3

Практическая работа «Приготовление растворов солей

различных концентраций» 4

Теоретическая часть 4

Практическая часть 8

Контрольные вопросы 9

Варианты заданий для выполнения практической работы 10

Плотность растворов солей разных концентраций 10

Список рекомендуемой литературы 11

Содержание 12