Keemia protokoll 3 (2)

Analüütlise keemia laboratoorse töö protokoll Mona- Theresa Võlma
praktikum III B-1 102074
Töö 7: Lahused ja lahustuvus
Katse 3: Soojusefekt aine lahustumisel
Töö eesmärk: Jälgida temperatuuri muutust reaktiivide vesilahuste valmistamisel.
Reaktiivid : H2O – vesi ; NH4NO3 – ammooniumnitraat ; Na2SO4 – naatriumsulfaat
Töö käik: Kahte katseklaasi valatakse 5 cm3 destilleeritud vett ning möödetakse selle temperatuur. Ühte katse klaasi lisada 3 g ammooniumnitraati ning teise 3 g naatriumsulfaati. Termomeetriga ettevaatlikult segades jälgida temperatuuri muutusi ning märkida üles suurim erinevus algtemperatuurist.
Katse andmed:
Katseklaasi sisu
Algtemperatuur
OC
Lõpptemperatuur
OC
Suurim erinevus algtemp.-st
Vesi + ammooniumnitraat
19,5
2
-17,5
Vesi + naatriumsulfaat
19,5
31
+ 11,5
Järeldused:
Soojusefekt võib olla nii positiivne kui negatiivne, ehk endo - ja eksotermilised reaktsioonid. Kui reaktsiooni käigus lahuse temperatuur tõuseb, on tegu endotermilise reaktsiooniga (soojusefekt on positiivne) ja süsteem saab energiat juurde. Kui reaktsiooni käigus ga temperatuur langeb, on eksotermiline reaktsioon , kus soojusefekt on negatiivne ning süsteem annab energit ära.
Katse nr 4: Vask(II) sulfaat -5-vee kristallvee koefitsendi määramine
Töö eesmärk: Saada teada, mitu mooli vask(II) sulfaati on ühe mooli vee kohta.
Reaktiivid: CuSO4 – vask(II)sulfaat ; H2O – vesi
Töö käik: Kaaluda kuiv ja puhas tiigel , selles omakorda sisse kaaluda 1,0-1,2 g CuSO4 · nH2O . Kristallvee eraldamiseks kuumutamiseks kuumutada tiiglis olevat segu gaasipõleti kohal (kollase leegiga !!!) kuni värvus muutub sinisest värvituks. Peale kuumutamist lasta tiiglil jahtuda ning uuesti kaaluda. Kuumutamist korrata seni, kuni kaal on konstantne. Kuumutamisel eraldunud mass vastab kristallvee massile.
Katse tulemustest arvutada kristallvee koefitsent (n) ja vask(II)sulfaat kristallhüdraadis, s.o. vee moolide hulk ühe mooli CuSO4 kohta
Katse andmed:
Kaal (g)
Tiigel
9,93
Tiigel + CuSO4 · nH2O
11,01
CuSO4 · nH2O
1,08
Tiigel + CuSO4
10.63
kristallvesi
0,38
Arvutused:
M(H2O) = 18 gmol-1 0,38 : 18 = 0,021 mooli
M(CuSO4) = 159,5 gmol-1 0,7 : 159,5 = 4,39 · 10-3
Koefitsent:
= 4,8 ehk:
1 mooli CuSO4 kohta on 4,8 mooli vett.
Veaarvutus :
ΔA = 5 – 4,8 = 0,2 Viga: 0,2 / 4,8 x 100 = 4,17 %
Järeldused:
Kuna pudeli peal oli kirjas, et me kasutame segu, mille koefitsent on 5, siis me saime üsnagi täpse tulemuse. Erinevus tegelikkusest võib olla tingitud sellest, et kuumutasime CuSO4 · nH2O-d liiga tugeval leegil (ta natuke hakkas kärssama). Samas võib viga ka tingitud olla pudeli sisu ebatäpsusest võrreldes mis sildil on, arvestades, et paljud õpilased kasutavad reaktiivi ning ei ole väga ebatõenäoline, et keegi on reaktiivi rikkunud. Aga ma siiski usun, et seekord tulenes viga sellest, et meie põleti leek oli liiga intensiivne.
Katse 6: Üleküllastunud lahuse saamine
Töö eesmärk: Saada üleküllastunud lahus ning vaadelda sellega toimuvaid muutusi, kui lahust mõjutada.
Reaktiivid: NasS2O3 – naatriumtiosulfaat ; H2O – vesi
Töö käik: 1) Kuiva katseklaasi võtta 3 g naatriumtiosulfaati (NasS2O · 5 H2O), lisada 1 cm3 vett ning kuumutada ettevaatlikult täieliku lahustumiseni. Katseklaasi ava sulgeda ning lasta jahtuda toatemperatuurile, seejärel järsult raputada. Vaadelda, mis toimub.

• Peale tugevat raputust muutus küllastunud lahus uuesti häguseks. Vesi läks vati sisse (aga see vist polnud oluline )
  

2) Valmistada samamoodi veel üks küllastunud lahus, saadud lahusesse visata naatriumtiosulfaadi kristallike. Mis toimub?

• Kristallist tekkis esialgu nagu aur, mis jäi katseklaasi põhja. Mõne aja möödudes kogunes katseklaasi põhja sade, mid pidevalt suurenes.
  

Järeldused:
Üleküllastunud lahused lahustuvad täielikult vaid kõrgel temperatuuril, kuna ainete lahustuvus (vees) on kõrgemal temperatuuril suurem. Samuti on üleküllastunud lahused väga ebapüsivad. Raputus tingiski lahusest (antud temperatuuril) üleliigse aine välja sademise.
Kui üleküllastunud lahusesse lisada veel lahustunud ainet, siis see enam ei lahustu (kuna antud temperatuuril oli maksimaalne lahustuvus saavutatud). Seetõttu jäi ka lahusele juurde lisatud kristall katseklaasi põhja ning aja jooksul sade suurenes, kuna lahus jahtus ja lahustuvus vähenes. Ka väike lisatud kristall võib tingida ebapüsiva üleküllastunud lahusest üleliisge osa väljasadenemise.
Katse 7: Naatriumkloriidi protsentsisalduse määramine liiva-soola segus
Töö eesmärk: Teada saada mitu grammi soola on antud soola-liiva segus
Reaktiivid: Sool (NaCl), vesi
Töö käik: Juhendajalt saadud soola-liiva segu kaaluda ja panna 100 cm3-lisse keeduklaasi. Segu lahustada 25-50 cm3 destilleeritud vees, filtreerida läbi klaaslehtril asuva paberfiltri 100 cm3-lisse mõõtesilindrisse. Paberile jäänud liiva pesta pesupudelist filtrile suunatud veejoaga. Lahus jahutada/ soojendada üsna täpselt 20oC-ni. Määrata saadud lahuse maht möötesilindri skaala järgi. Areomeetri abil mõõta saadud NaCl tihedus.
Areomeeter libistada ettevaatlikult mõõtesilindrisse nii, et ta ei vajuks põhja ja asuks eemal silindri seintest. NaCl protsendilisuse määramiseks kasutada tabeli andmeid ja interpoolimist. Leida, mitu g NaCl oli algsegus.
Katse andmed:
Soola-liiva segu NR 1
Mõõtesilndrilt määratud maht: 75 ml
Areomeetri möödiku näit: 1,0100
Arvutused:
Interpoolimine:
Meie areomeetri tiheduse näit asus tabelis olevate 1, 0090 ja 1,0126 vahel, seega 1,0126 – 1,0090 = 0, 0036 ja % asus 1,5 ja 2,0 vahel, seega 2,0 – 1,5 = 0,5
= X= X ~ 0,1388
Minu soola sisalduse % on seega 1,5 + 0,1388 = 1,639
P = p = 1,010
V = 75 ml = 0,075 l
mlahus = 75 x 1,010 = 75,5 g
mNaCl = 75,75 x 0,01639 = 1,24 g
Veaarvutus:
Absoluutne viga : ΔA = 1,57 – 1,24 = 0,33
Suhteline viga: 0,33 / 1,24 = 26,61 %
Järeldused:
Et teada saada soola sisaldust mingis lahuste segus, tuleb teised ained lahusest eralda ning seejärel saab lahuses oleva soole massi teada lahuse tiheduse kaudu.
Soola tegelik mass oleks pidanud olema 1,57 g. Viga tuleneb suure töenäosusega sellest, et kui ma kallasin lahust klaaslehtrisse, siis ma kallasin teda liiga suure hooga ja üsna palju lahust läks laua peale. Seetõttu vähenes lahuse mass, soola hulk lahuses. Samuti võis osa soola jääda paberlehtrile.