NaCl sisalduse määramine liiva ja soola segus (0)

Eksperimentaalne töö 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.
Sissejuhatus
Lahus on kahest või enamast komponendist (lahustunud ained, lahusti) koosnev homogeenne süsteem.
Massiprotsent (ehk protsendilisus) (C%)
Massiprotsent näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses
Lahuse massi ja mahu seob lahuse tihedus. Lahuse tihedus näitab lahuse ühe ruumalaühiku massi
Lahustunud aine massi leidmiseks saab tuletada seose
Molaarne kontsentratsioon (CM)
Molaarne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu ühes dm3 (ühes liitris) lahuses.
Lahustunud aine massi saab leida
Molaalsus (Cm)
Molaalsus näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis
Moolimurd (CX)
Moolimurd näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse. Kui lahus koosneb lahustist ja vaid ühest lahustunud ainest, siis
Normaalne kontsentratsioon (Cn)
Praeguseks vananenud mõiste, kuid leiab sageli kasutamist analüütilises keemias. Näitab lahustunud aine ekvivalentide (van. vaal) arvu ühes liitris lahuses
kus,
Ekvivalentmass (Eaine) on aine mass, mis keemilistes reaktsioonides vastab 1,008 massiühikule vesinikule või 8,0 massiühikule hapnikule. Ekvivalentmass sõltub nii ainest kui konkreetsest reaktsioonist ja sisaldab sisuliselt moolvahekorrale vastavat informatsiooni.
Kontsentratsiooni määramine tiitrimisega
Tiitrimine on protseduur , kus reaktsiooniks kulunud ühe aine täpse kontsentratsiooniga lahuse koguse järgi leitakse teise aine lahuse kontsentratsioon. Büretti kasutades mõõdetakse täpselt ühe lahuse maht, teist lahust doseeritakse täpse mahuga pipeti abil. Näiteks soolhappe tiitrimisel täpse kontsentratsiooniga NaOH lahusega toimub reaktsioon
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Töövahendid
Kaalud, kuiv keeduklaas, klaaspulk , lehter, kooniline kolb, mõõtesilinder (250 cm3), areomeeter , filterpaber.
Kasutatud uurimis - ja analüüsimeetodid ning metoodikad
Kuiva keeduklaasi kaaluti 5-9 g liiva ja soola segu täpsusega 0,01 g. NaCl lahustati klaaspulgaga segades vähese koguse (~50 cm3) destilleeritud veega.
Lahus filtreeriti. Jäägile keeduklaasis lisati NaCl täielikuks väljapesemiseks liivast veel ~30-50 cm3 destilleeritud vett, segati ning filtreeriti koonilisse kolbi läbi sama filtri .
Lahus valati koonilisest kolvist mõõtesilindrisse. Mõõtesilindrisse lisati nii palju destilleeritud vett, et lahust oleks 250 cm3.
Areomeetriga mõõdeti lahuse tihedus.
Katseandmed
Liiva ja soola segu m= 6,06 g
Lahuse tihedus ρ = 1,007 g/cm3
ρ1= 1,0054 g/cm3
ρ2= 1, 0090 g/cm3
C%1= 1,00
C%2= 1,50
Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs
Protsendiline sisaldus lahuses:
NaCl mass :
Liiva sisaldus:
Tegelik liiva sisaldus oli 50%
Suhteline viga :
Molaarsus :
Molaalsus:
Moolimurd:
Normaalne kontsentratsioon
Kokkuvõte
Töö eesmärgiks oli lahuste valmistamine tahketest ainetest, kontsentratsiooni määramine tiheduse kaudu, ainete eraldamine segust, kasutades erinevat lahustuvust. Leiti liiva sisaldus segus, milleks saadi 50,77%. Tegelik sisaldus oli 50%, seega tulemus üpris täpne. Suhteline viga 1,54 %. Viga võis tekkida tiheduse mõõtmisel.
Eksperimentaalne töö 2
Soolhappelahuse valmistamine ja kontsentratsiooni määramine
Töö eesmärk:
Lahuse valmistamine kontsentreeritud happe lahusest, lahuste lahjendamine, kontsentratsiooni määramine tiitrimisega.
Sissejuhatus
Lahus on kahest või enamast komponendist (lahustunud ained, lahusti) koosnev homogeenne süsteem.
Tõelised lahused – lahused, milles on lahustunud aine jaotunud molekulideks, aatomiteks või ioonideks. Sellised lahused on termodünaamiliselt püsivad süsteemid.
Kolloidlahused on erinevalt tõelistest lahustest heterogeensed (mitmefaasilised) süsteemid, kus lahuses oleva aine osakesed on palju suuremad. Need osakesed on tekkinud paljude molekulide või aatomite liitumisel ja sellised lahused on suhteliselt ebapüsivad.
Lahusti – mittevesilahuste korral aine, mida on lahuses rohkem ja/või mis ei muuda oma agregaatolekut (vesilahuste korral alati vesi).
Lahustuvus – aine omadus lahustuda mingis lahustis – puhta aine mass, mis lahustub antud temperatuuril 100 grammis lahustis.
Küllastumata lahus – lahus, milles ainet antud temperatuuril ja rõhul veel lahustub.
Küllastunud lahus – lahus, mis sisaldab antud temperatuuril ja rõhul maksimaalse koguse lahustunud ainet ( tasakaaluolek ).
Üleküllastunud lahus – aeglasel jahutamisel saadud ebapüsiv süsteem, mis sisaldab lahustunud ainet üle lahustuvusega määratud koguse.
Sarnane lahustub sarnases. Ioonvõrega ja polaarsed ühendid lahustuvad üldjuhul paremini polaarsetes lahustites ( soolad , alused, happed vees), mittepolaarsed ühendid mittepolaarsetes lahustites (benseenis, tetraklorometaanis CCl4).
Lahustumissoojus- soojushulk , mis eraldub või neeldub teatud koguse lahustatava aine (1 mol) lahustumisel teatud koguses lahustis.
Gaaside lahustuvus: gaaside lahustuvus väheneb temperatuuri tõusuga ja suureneb rõhu kasvuga. Gaaside lahustuvus vees väheneb, kui vesi sisaldab lahustunud soolasid.
Henry seadus: Gaasi lahustuvus vedelikus on proportsionaalses sõltuvuses gaasi osarõhuga lahuse kohal .
CM =kn p , kus CM = gaasi molaarne konts. lahuses mol/dm3
P=gaasi osarõhk lahuse kohal atm
kn = antud gaasile temperatuurist sõltuv konstant (nn Henry konstant)
Rõhu kiire vähenemine põhjustab osa gaasi eraldumise lahusest. Seadus ei kehti veega reageerivate gaasiliste ainete kohta (NH3, SO2, CO2 jt).
Kontsentratsiooni määramine tiitrimisega
Tiitrimine on protseduur, kus reaktsiooniks kulunud ühe aine täpse kontsentratsiooniga lahuse koguse järgi leitakse teise aine lahuse kontsentratsioon. Büretti kasutades mõõdetakse täpselt ühe lahuse maht, teist lahust doseeritakse täpse mahuga pipeti abil. Näiteks soolhappe tiitrimisel täpse kontsentratsiooniga NaOH lahusega toimub reaktsioon:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Vastavalt HCl ja NaOH moolsuhtele 1 : 1 saab soolhappe otsitava kontsentratsiooni leida järgmiselt:
nHCl = nNaOH ehk VHCl ⋅ CM HCl = VNaOH ⋅ CM NaOH
Töövahendid
Koonilised kolvid (250 ml), mõõtesilindrid (10 ml, 100 ml), mõõtekolb (100 ml), bürett, pipetid (10 ml, 20 ml), klaaspulk.
Kasutatud uurimis- ja analüüsimeetodid ning metoodikad
Mõõtesilindriga mõõdeti 250 ml koonilisse kolbi arvutatud kogus vett ning lisati vajalik kogus kontsentreeritud soolhapet. Kolb suleti korgiga ja lahus segati.
Saadud soolhappest tehti viiekordne lahjendus.
Pipeteeriti koonilisse kolbi 10 ml 5x lahjendusega HCl lahust ja lisati 2-3 tilka fenoolftaleiini lahust. Bürett täideti nullini täpse kontsentratsiooniga NaOH lahusega ja tiitriti ühe tilga täpsusega kuni roosa värvus püsima jäi. Tiitrimist korrati 4 korda.
Arvutati tiitrimiseks kulunud NaOH lahuse kokkulangevate mahtude järgi 5x lahjendusega HCl lahuse molaarne kontsentratsioon.
Arvutati valmistatud soollhappelahuse molaarne kontsentratsioon ja massiprotsent.
Katseandmed
Nivoo muut:
15 ml
14,9 ml
14,9 ml
14,9 ml
Aritmeetiline keskmine: 14.9 ml
Valmistatava lahuse maht 100 ml
Valmistatava lahuse massiprotsent - 2,7 %
Valmistatava lahuse molaarsus- 0,7489 M
Konts. happe tihedus- 1,179 g/cm3
Konts. soolhappe massiprotsent- 36%
Vaja võtta konts. hapet- 6,44 ml
Vaja võtta vett- 93,6 ml
Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs
Leian lahuse massi:
m=ρ V m= 1,0118 x 100 cm3= 101, 18 g
HCl mass:
NaOH 0,1004 M
tuleb korrutada viiega, sest tegemist oli viiekordse lahjendusega.
0,1496
5 = 0,7479 M
Kokkuvõte
Töö eesmärk oli lahuse valmistamine kontsentreeritud happe lahusest, lahuste lahjendamine ning kontsentratsiooni määramine tiitrimisega. Algselt arvutatud kontsentreeritud soolhappe molaarsus oli täpselt sama, mis peale viiekordse lahuse valmistamist (0,7479 M).