Protokoll 2 Keemia alused (1)

E k s p e r i m e n t a a l n e t ö ö 1

N a C l s i s a l d u s e m ä ä r a m i ne l i i v a j a s o o l a s e g u s
Töö eesmärk
Lahuste valmistamine tahketest ainetest, kontsentratsiooni määramine tiheduse kaudu, ainete eraldamine segust , kasutades nende erinevat lahustuvust.
Kasutatavad ained
Naatriumkloriid segus liivaga.
Töövahendid
Kaalud, kuiv keeduklaas, klaaspulk , lehter, kooniline kolb , mõõtesilinder (250 cm3), areomeeter , filterpaber.
Töö käik
Kaaluda kuiva keeduklaasi 5…9 g liiva ja soola segu (täpsusega 0,01 g). Lahustada 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 . Paljude ainete puhul on soojendamine aga vajalik nii lahustuvuse suurendamiseks kui lahustumisprotsessi kiirendamiseks.
Lahus filtreerida. Selleks valmistatakse valge lindiga filterpaberist (valge lint tähistab suurepoorilist filterpaberit) kurdfilter (vt joonist), asetatakse see klaaslehtrisse ning niisutatakse vähese hulga destilleeritud veega. Lehter koos filterpaberiga asetatakse statiivi abil keeduklaasi kohale nii, et lehtri ots puutub vastu keeduklaasi (kolvi) seina. Lahus valatakse filtrile mööda klaaspulka. Valamisel hoitakse 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 täidetakse 3/4 ning klaaspulk tõstetakse kohe keeduklaasi tagasi, püüdes igati vältida pisemagi piisa kaotsiminekut. Vältida suurema koguse liiva sattumist filtrile, mis aeglustab oluliselt filtrimist . Jäägile keeduklaasis lisada NaCl täielikuks väljapesemiseks liivast veel ~30...50 cm3 destilleeritud vett, segada ja filtrida koonilisse kolbi läbi sama filtri. Keeduklaasi ja liiva jääki keeduklaasis pesta paar korda vähese veega (~10...20 cm3), jälgides, et keeduklaasi seinad saaksid puhtaks. Ka pesuvesi filtrida läbi sama filtri koonilisse kolbi. NaCl täielikuks väljapesemiseks filtri pooridest täita filter destilleeritud veega, lastes ta lõpuks tühjaks tilkuda. Liiv keeduklaasist loputada kraaniveega liivakogumisnõusse. Mitte valada liiva kraanikaussi! Lahus valada koonilisest kolvist mõõtesilindrisse. Lisada mõõtesilindrisse nii palju destilleeritud vett, et lahust oleks täpselt 250 cm3. Lahust mõõtesilindris segada hoolikalt. Selleks valada lahus korraks uuesti koonilisse kolbi ja seejärel mõõtesilindrisse tagasi. Mõõta areomeetriga lahuse tihedus. Areomeeter viia lahusesse ettevaatlikult, laskmata seda kõrgelt kukkuda . Peale mõõtmist pesta areomeeter kraaniveega, loputada destilleeritud veega ning kindlasti kuivatada. Leida NaCl protsendiline sisaldus lahuses, kasutades lineaarset interpoleerimist (s.t eeldada, et seos tiheduse ja kontsentratsiooni vahel kahe tabeliväärtuse vahemikus on lineaarne):
ρ mõõdetud tihedus
ρ1 sellest väiksem tihedus tabelis
ρ2 sellest suurem tihedus tabelis
C% otsitav massiprotsent
C%1 massiprotsent, mis vastab tihedusele ρ1
C%2 massiprotsent, mis vastab tihedusele ρ2
C% =
Arvutada mõõtmistulemuste (lahuse maht ja tihedus) järgi lahuses oleva naatriumkloriidi mass (valem 2.4) ning NaCl protsendiline sisaldus liiva ja soola segus. Arvutada naatriumkloriidi sisaldus lahuses järgmistes kontsentratsiooni väljendusviisides: molaarsus , molaalsus , moolimurd, normaalsus , g/dm3, kg/m3
Võtsin 8,00g 70% (B) segu.
ρ =1,0146 g/cm3
ρ1=1,0126
ρ2=1,0161
C%1=2,00
C%2=2,50
C%=2,00+0,50/0,0035*0,0020 = 2,29
mNaCl=
mNaCl=250*1,0146*2,29/100% = 5,81 g
w%NaCl=5,81/8,00*100%=73%
C=n/v
nNaCl=5,81/58,5 = 0,099 mol
C=0,1/0,25 = 0,4 M
Cm=n/m
Cm=0,1/0,25 = 0,4 mol/kg
ρ =1,0146g/cm3=1014,6g/dm3 = 1014,6 kg/m3
Cx=0,1/0,1+13,9=0,1/14 = 0,007
nH2O =250/18 = 13,9 mol
Cn=5,8/1/0,25=5,81/0,25 = 23,24 ekv/dm3
Järeldused
Ebatäpsused võivad tuleneda täpsusvigadest mõõtmisel.

E k s p e r i m e n t a a l n e t ö ö 2

S o o l h a p p e l a h u s e v a l m i s t a m in e j a k o n t s e n t r a t s i o o n i m ä ä r a m i n e
Töö eesmärk
Lahuse valmistamine kontsentreeritud happe lahusest, lahuste
lahjendamine, kontsentratsiooni määramine tiitrimisega .
Kasutatavad 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
H a p p e l a h u s e v a l m i s t am i n e k o n t s e n t r e e r i tu d s o o l h a p p e s t
Arvutada, kui palju on vaja võtta kontsentreeritud soolhapet ja vett, et valmistada 100 ml etteantud protsendilisusega (küsida õppejõult) HCl lahust. Arvutustes kasutada vajadusel lineaarset interpoleerimist. Lähteandmed esitada järgmiselt:
Valmistatava lahuse massiprotsent 2,4 %
Valmistatava lahuse molaarsus 0,132 mol/l
Konts. soolhappe tihedus 1,179 g/cm3
Konts. soolhappe massiprotsent 36,0 %
Vaja on võtta konts. hapet 5,66 ml
Vaja on võtta vett 94,44 ml
Mõõta mõõtesilindriga 250 ml koonilisse kolbi arvutatud kogus vett ja lisada tõmbe all väikese mõõtesilindriga vajalik kogus kontsentreeritud soolhapet. Kolb sulgeda korgiga ja lahus segada tõmbe all ringikujuliste liigutustega. Tõmbe all soolhapet mõõtes ja valades kanda kaitseprille ! Teha saadud soolhappelahusest viiekordne (5x) lahjendus. Selleks pipeteerida destilleeritud veega loputatud 100 ml mõõtekolbi 20 ml lahust, lisada vett kriipsuni, sulgeda korgiga ning loksutada intensiivselt.
NB! Pipetid ja bürett loputada eelnevalt töölahusega – lahusega, mida hakatakse 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.
S o o l h a p p e l a h u s e k o n t s e n t r a t si o o n i m ä ä r a m i n e t i i t r i m i s e g a.
Pipeteerida destilleeritud veega loputatud koonilisse kolbi 10 ml 5x lahjendusega HCl lahust (NB! Ära unusta pipetti selle lahusega loputamast!) ja lisada 2...3 tilka fenoolftaleiinilahust. Bürett täita nullini täpse kontsentratsiooniga (vt pudelilt) NaOH lahusega ja tiitrida ühe tilga täpsusega, kuni roosa värvus jääb viimase tilga lisamisel püsima. Tiitrimist korrata 2...4 korda, kuni saavutatakse kolm tulemust NaOH mahtude erinevusega mitte rohkem kui 0,1...0,15 ml. Arvutada tiitrimiseks kulunud NaOH lahuse kokkulangevate mahtude järgi 5x lahjendusega HCl lahuse molaarne kontsentratsioon. Saadud tulemustest võtta keskmine. Arvestades viiekordset lahjendust võrrelda saadud tulemust tõmbe all valmistatud algse (lahjendamata) soolhappelahuse molaarse kontsentratsiooniga. Millise kontsentratsiooniga hapet sooviti valmistada, milline tegelikult saadi? Teha järeldus tulemuste kokkulangevuse kohta.
Arvutused
m(lahus)=100cm3*1,0015g/cm3 = 100,15 g
m(HCl)=100,15*0,024 = 2,4036 g
m(HCl, konts)=6,68/1,17 = 5,66 ml
V(H2O)=100-5,66 = 94,44 ml
Tiitrimisel:
V1=12,15 ml
V2=12,1 ml
V3=12,05 ml
nHCl=nNaOH
CMHCl=
CMHCl=12,1*0,002/10 = 0, 1212 M
CMHCl,teor=n/v
CMHCl,teor=0,0659/0,5 = 0,1317 M
Järeldused
Taheti teha 0,132 M hapet, saadi 0,1317 M hape .