Э к с п е р и м е н т а л ь н а я ч а с т ь

ОПЫТ 1. Определение плотности исходного раствора и массовой доли кислоты в нём

Для быстрого определения плотности растворов используют специальные приспособления – ареόметры. Ареόметр представляет собой изготовленный в виде поплавка стеклянный сосуд со шкалой, градуированный в единицах плотности (кг/м³) (рис. 1).

Выполнение:

1) Исходный раствор кислоты налейте в сухой цилиндр на 2/3 его объема. Осторожно опустите в этот раствор ареометр и следите за тем, чтобы он не касался дна и стенок цилиндра, а нижний мениск жидкости в цилиндре располагался бы в пределах шкалы ареометра (рис. 2).

2) После того, как покачивания ареометра прекратятся, определите значение плотности, соответствующее нижнему мениску раствора, произведя отсчет по шкале ареометра сверху вниз. Запишите в отчет найденное значение. После этого аккуратно извлеките ареометр из раствора, промойте водопроводной водой, вытрите досуха фильтровальной бумагой и поместите в футляр.

3) Запишите найденное значение плотности в отчёт.Используя справочную таблицу 1, определите массовую долю кислоты, соответствующую найденному значению плотности.

Таблица 1.

Массовые доли кислот и соответствующие им значения плотности растворов (г/см³).

Если в таблице нет значения плотности, совпадающего с найденным, то искомую массовую долю кислоты определите методом интерполяции. Для этого используйте 2 ближайших табличных значения плотности, одно из которых больше, а другое меньше найденного вами значения. (При этом допускается, что в выбранном интервале значений плотности зависимость массовой доля вещества от плотности раствора является линейной). Рассмотрим конкретный пример.

Пример 2.

Определим с помощью справочной таблицы массовую долю серной кислоты в растворе с плотностью, равной 1,200 г/см³, если в таблице приведены значения плотности, равные 1,190 г/см³ и 1,205 г/см³, которым соответствуют массовые доли кислоты 26 % и 28 %.

Решение:

а) Находим разность между бóльшим и меньшим табличными значениями плотности, ближайшими к значению 1,200 г/см³:

Dr = r_(больш) – r_(меньш) = 1,205 – 1,190 = 0,015.

б) Находим разность между табличными значениями массовых долей кислоты, соответствующими данным значениям плотности:

D w = w _(больш) – w _(меньш) = 28 % – 26 % = 2 %.

в) Находим разность между измеренным значением плотности и меньшим её табличным значением:

Dr₁ = r_(измер) – r_(меньш) = 1,200 – 1,190 = 0,010.

г) Составим пропорцию и находим значение D w ₁, соответствующее найденному значению Dr₁ :

если Dr = 0,015, то D w = 2 %,

если Dr₁ = 0,010, то D w ₁ = х %,

откуда х = 1,3 %.

д) Находим искомое значение массовой доли кислоты, добавив найденное D w ₁ к меньшему табличному значению массовой доли:

w _(кисл) = 26 % + 1,3 % = 27,3 %.

По приведенному образцу рассчитайте массовую долю кислоты в приготовленном растворе и запишите её в отчёт.