Keemia alused praktikum nr 2 (0)

Eksperimentaalne töö nr. 1
NaCl sisalduse määramine liiva ja soola segus
Töö eesmärk
Lahuste valmistamine tahketest ainetest, kontsentratsiooni määramine tiheduse kaudu, ainete eraldamine segust , kasutades nende erinevat lahustuvust.
Kasutatavad ained
Naatriumkloriidi ja liiva segu.
Töövahendid
Kaalud, kuiv keeduklaas , klaaspulk , lehter, kooniline kolb, mõõtesilinder (250 cm3), areomeeter , filterpaber .
Töö käik
Kaalun kuiva keeduklaasi 5…9 g liiva ja soola segu (täpsusega 0,01 g). Lahustan NaCl klaaspulgaga segades vähese koguse (~ 50 cm3) destilleeritud veega. NaCl lahustub vees hästi, liiv ei lahustu. Kuna NaCl lahustuvus temperatuurist peaaegu ei olene, siis pole lahustuvuse tõstmiseks lahust vaja soojendada .
Filtreerin lahuse. Selleks valmistan valge lindiga filterpaberist kurdfiltri, asetan selle klaaslehtrisse ning niisutan vähese hulga destilleeritud veega. Asetan lehtri koos filterpaberiga statiivi abil keeduklaasi kohale nii, et lehtri ots puutub vastu keeduklaasi (kolvi) seina. Valan lahuse filtrile mööda klaaspulka. Valamisel hoian keeduklaasi tila vastu klaaspulka nii, et ükski lahuse piisk ei voolaks mööda keeduklaasi seina alla. Klaaspulk peab olema veidi kaldu ega tohi puutuda vastu filtri põhja, mis võib kergesti puruneda. Filtrist täidan 3/4 ning klaaspulga tõstan kohe keeduklaasi tagasi, püüdes igati vältida pisemagi piisa kaotsiminekut.
Väldin suurema koguse liiva sattumist filtrile, mis aeglustab oluliselt filtrimist . Jäägile keeduklaasis lisan NaCl täielikuks väljapesemiseks liivast veel ~30...50 cm3 destilleeritud vett, segan ja filtrin koonilisse kolbi läbi sama filtri .
Pesen keeduklaasi ja liiva jäägi keeduklaasis paar korda vähese veega (~10...20 cm3), jälgides, et keeduklaasi seinad saaksid puhtaks. Ka pesuvee filtrin läbi sama filtri koonilisse kolbi.
NaCl täielikuks väljapesemiseks filtri pooridest täidan filtri destilleeritud veega, lastes ta lõpuks tühjaks tilkuda.
Loputan liiva keeduklaasist kraaniveega liivakogumisnõusse. Mitte mingil juhul ei tohi valada liiva kraanikaussi!
Valan lahuse koonilisest kolvist mõõtesilindrisse. Lisan mõõtesilindrisse nii palju destilleeritud vett, et lahust oleks täpselt 250 cm3. Segan lahust hoolikalt mõõtesilindris. Selleks valan lahuse korraks uuesti koonilisse kolbi ja seejärel mõõtesilindrisse tagasi.
Mõõdan areomeetriga lahuse tiheduse. Areomeeteri viin lahusesse ettevaatlikult, laskmata seda kõrgelt kukkuda . Peale mõõtmist pesen areomeeteri kraaniveega, loputan destilleeritud veega ning kuivatan.

• Leian tabelist NaCl protsendilise sisalduse lahuses, kasutades lineaarset interpoleerimist.
  
• Arvutan mõõtmistulemuste (lahuse maht ja tihedus) järgi lahuses oleva naatriumkloriidi massi ning NaCl protsendilise sisaldus liiva ja soola segus.
  
• Arvutan naatriumkloriidi sisalduse lahuses järgmistes kontsentratsiooni väljendusviisides: molaarsus , molaalsus, moolimurd , normaalsus , g/dm3, kg/m3.
  

Katsetulemused :
ρ mõõdetud tihedus 1,0124 g/cm3
ρ1 sellest väiksem tihedus tabelis 1, 0090 g/cm3
ρ2 sellest suurem tihedus tabelis 1,0161 g/cm3
C% otsitav massiprotsent 1,98% ≈ 2,00%
C%1 massiprotsent, mis vastab tihedusele ρ1 1,50%
C%2 massiprotsent, mis vastab tihedusele ρ2 2,50%
V = 250 ml = 250 cm3
Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs
Leian otsitava massiprotsendi C%:
C% = C%1 +· (ρ – ρ1)
C% = 1,50 +· (1,0124 – 1,0090) = 1,98%
Arvutan lahuse massi:
m = ρ · V
m = 1,0124 g/cm3 · 250 cm3 = 253,1 g
Leian NaCl massi lahuses:
mNaCl = mlahus ∙
mNaCl = 253,1 g ∙= 5,01 g
Lahuse molaarsus:
CM =
nNaCl =
nNaCl == 0,0856 mol
M(NaCl) = 23 + 35,5 = 58,5 g/mol
CM == 0,0342 mol/dm3
Lahuse molaalsus:
Cm =
mH20 = mlahus - maine
mH2O = 253,1 – 5,01 = 248,09 g ≈ 0,2481 kg
Cm == 0,345 mol/kg
Lahuse moolimurd:
Cx =
ρH2O = 1,00 g/cm3
mH2O = ρ · V = 1,00 · 250 = 250 g
M(H20) = 2 · 1 + 16 = 18 g/mol
nH2O === 13,78 mol
Cx == 6,1735
Lahuse normaalsus:
Cn =
mNaCl = 5,01 g = 0,00501 kg
Vlahus = 250 dm3 = 0,250 dm3 = 0,00025 m3
Cn == 0,3424 g · ekv/dm3

g/dm3-> kg/m3

NaCl protsendiline sisaldus liiva ja soola segus C:
mseguC = 5,53 g
C%NaCl =· 100% = 90,6%
Veaarvutus :
Tegelik NaCl sisaldus liiva ja soola segus oli 90%. Seega tegelik mNaCl = 0,9 · 5,53 = 4,98 g. Katse süstemaatiline viga, lähtudes NaCl tegelikust massist (mõõdetud ühikutes) liiva ja soola segus: 5,01 – 4,98 = 0,03 g
Suhteline süstemaatiline viga:
∆% == 0,602%
Kokkuvõte ja järeldused:
Lahustunud aine kogust lahuses saab määrata mitmel erineval viisil, sõltuvalt sellest, milline viis on kõige mugavam või mida on edaspidises töös vaja. Saadud katsetulemuse väike erinevus tegelikust protsendilisest sisaldusest võis olla tingitud ligikaudsetest arvudest ja ebatäpsetest mõõtmistulemustest.
Eksperimentaalne töö nr. 2
Soolhappelahuse valmistamine ja kontsentratsiooni määramine
Töö eesmärk
Lahuse valmistamine kontsentreeritud happe lahusest, lahuste lahjendamine, kontsentratsiooni määramine tiitrimisega .
Kasutavad ained
Kontsentreeritud HCl lahus (tõmbe all), täpse kontsentratsiooniga NaOH lahus, indikaator fenoolftaleiin (ff).
Töövahendid
Koonilised kolvid (250 ml), mõõtesilindrid (10 ml, 100 ml), mõõtekolb (100 ml), bürett, pipetid (10 ml, 20 ml), klaaspulk.
Töö käik
Happelahuse valmistamine kontsentreeritud soolhappest.
Mõõdan mõõtesilindriga 250 ml koonilisse kolbi arvutatud koguse vett ja lisan tõmbe all väikese mõõtesilindriga vajaliku koguse kontsentreeritud soolhapet. Sulgen kolvi korgiga ja segan lahust tõmbe all ringikujuliste liigutustega . Tõmbe all soolhapet mõõtes ja valades kannan kaitseprille !
Teen saadud soolhappelahusest viiekordse (5x) lahjenduse. Selleks pipeteerin destilleeritud veega loputatud 100 ml mõõtekolbi 20 ml lahust, lisan vett kriipsuni, sulgen korgiga ning loksutan intensiivselt. NB! Pipetid ja büreti loputan eelnevalt töölahusega – lahusega, mida hakkan pipeteerima või büretist lisama . Seega 20 ml pipett tõmbe all valmistatud HCl lahusega, bürett NaOH lahusega. See on vajalik selleks, et vee- või teistsuguse kontsentratsiooniga lahuse piisad pipeti ja büreti seintel ei muudaks mõõdetava lahuse kontsentratsiooni.
Soolhappelahuse kontsentratsiooni määramine tiitrimisega.
Pipeteerin destilleeritud veega loputatud koonilisse kolbi 10 ml 5x lahjendusega HCl lahust ja lisan 2...3 tilka fenoolftaleiinilahust.
Täidan büreti nullini täpse kontsentratsiooniga NaOH lahusega ja tiitrin ühe tilga täpsusega, kuni roosa värvus jääb viimase tilga lisamisel püsima. Kordan tiitrimist 2...4 korda, kuni saavutatan kolm tulemust NaOH mahtude erinevusega mitte rohkem kui 0,1...0,15 ml.
Arvutan tiitrimiseks kulunud NaOH lahuse kokkulangevate mahtude järgi 5x lahjendusega HCl lahuse molaarse kontsentratsiooni. Saadud tulemustest võtan keskmise. Arvestades viiekordset lahjendust võrdlen saadud tulemust tõmbe all valmistatud algse (lahjendamata) soolhappelahuse molaarse kontsentratsiooniga.
Katseandmed :
Valmistatava lahuse massiprotsent 2,3%
Valmistatava lahuse molaarsus 0, 6356 mol/l
Konts. soolhappe tihedus 1,179 g/cm3
Konts. soolhappe massiprotsent 36,0 %
Vaja on võtta konts. hapet 5,47 ml
Vaja on võtta vett 94,53 ml
Leian, kui palju hapet tuleb võtta:
mHCl (lahus) = ρ · V mHCl(lahus) = 1,0098 · 100 =100,98 g
100,98g – 100%
X – 2,3% X == 2,32 g
Konts. soolhape lahuses
2,32 = Vlahus · 1,179 ·
Vlahus == 5,47 ml
Leian, kui palju tuleb vett võtta:
100 ml – 5,47 ml = 94,53 ml
Katseandemte töötlus ja tulemuste analüüs:
Tiitrimise tulemused: 1. tulemus 12,71 ml
2. tulemus 12,50 ml
3. tulemus 12,63 ml
Tulemuste keskmine: = 12,6 ml
VHCl = 10 ml
Leian, millise kontsentratsiooniga hapet sooviti valmistada:
CM(HCl) =
M(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5 g/mol
CM(HCl) == 0,6356 mol/dm3
Leian, millise kontsentratsiooniga lahus saadi
VHCl · CM(HCl) = VNaOH · CM(NaOH)
CM(NaOH) = 0,1004 M
CM(HCl) == 0,1265 mol/dm3
Kuna oli antud, et leida tuleb viie kordne lahjendus, siis korrutan saadud tulemuse 5-ga.
CM(HCl) = 0,1265 · 5 = 0,6325 mol/dm3
Suhteline viga:
Arvutan katse süstemaatilisevea, lähtudes valmistatava soolhappe lahuse kontsentratsioonist ja katseliselt määratud HCl lahuse kontsentratsioonist.
∆% =· 100% = 0,49%
Kokkuvõte ja järeldused:
Vastuste erinevused võisid tekkida mõne väikese vale mõõtmise või mitte õigetes tingimustes katsete tegemise tagajärjel. Põhjuseks võib olla ka valearvestus.