Laboratoř #6
Objektivní: osvojení dovedností v přípravě roztoků různých koncentrací ze suché soli nebo koncentrovanějšího roztoku.
1. TEORETICKÝ ÚVOD
Řešení hrají důležitou roli v živé i neživé přírodě, stejně jako ve vědě a technice.
Většina fyziologických procesů v lidských, živočišných a rostlinných organismech, různé průmyslové procesy, biochemické procesy v půdách atd. probíhají v roztocích.
Roztok je homogenní vícesložkový systém, ve kterém je jedna látka distribuována v prostředí jiné nebo jiných látek.
Roztoky mohou být v plynném (vzduch), kapalném a pevném (slitiny, barevné sklo) agregátním stavu. Nejčastěji je nutné pracovat s kapalnými roztoky.
Obsah dané látky v jednotce hmotnosti nebo objemu roztoku se nazývá koncentrace roztoku. V praxi se nejčastěji používají následující metody vyjádření koncentrace:
1. Hmotnostní zlomek – poměr hmotnosti dané složky v roztoku k celkové hmotnosti tohoto roztoku. Hmotnostní zlomek lze vyjádřit ve zlomcích jednotky, procentech (%), ppm (tisícina procenta) a v dílech na milion (milion ˉ 1 ). Hmotnostní zlomek dané složky, vyjádřený v procentech, ukazuje, kolik gramů dané složky c je obsaženo ve 100 g roztoku.
2. Hmotnostní koncentrace – poměr hmotnosti složky obsažené v roztoku k objemu tohoto roztoku. Jednotky měření hmotnostní koncentrace jsou kg/m3, g/l.
3. Titr Т – počet gramů rozpuštěné látky v 1 ml roztoku. Jednotky měření titru jsou g/ml, kg/cm3.
4. Molární koncentrace c – poměr množství látky (v molech) obsažené v roztoku k objemu roztoku. Jednotky měření jsou mol/m3 (mol/l). Roztok s koncentrací 1 mol/l se označuje jako 1 M; 0,5 mol/l se označuje jako 0,5 M.
5. Molární koncentrace ekvivalentů с ek (normální koncentrace) – je poměr množství látkových ekvivalentů (mol) k objemu roztoku (l). Jednotkou měření normální koncentrace je mol/l. Například sek (KOH) = 1 mol/l, сek (1/2 hodiny 2 SO 4 ) = 1 mol/l, сek (1/3 AlCl 3 ) = 1 mol/l. Roztok, jehož 1 l obsahuje 1 mol ekvivalentů látky, se nazývá normální a označuje se 1 N.
6. Molalita b je poměr množství rozpuštěné látky (v molech) k hmotnosti rozpouštědla m. Jednotkou molality je mol/kg. Například b (HCl / H 2 O) = 2 mol/kg.
7. Molární zlomek – poměr počtu molů rozpuštěné látky k celkovému počtu molů látky a rozpouštědla. Molární zlomek lze vyjádřit ve zlomcích jednotky, procentech (%), ppm (tisícina %) a částech na milion (ppm).
Pro přípravu roztoků určité koncentrace se pro přesné měření objemů používá odměrné sklo: odměrné baňky, pipety a byrety.
Odměrné baňky jsou tenkostěnné nádoby s plochým dnem a dlouhým úzkým hrdlem, na kterém je nanesena značka ve tvaru kruhové linie. Každá baňka je označena svým objemem a teplotou, při které byl tento objem naměřen. Baňka musí být pevně uzavřena zátkou (obr. 1).
Pipety se používají k odběru určitého objemu kapalného vzorku.
Mohrovy pipety jsou skleněné trubice s rozšířením uprostřed. Spodní konec se zasune do kapiláry, na horním konci je značka, po kterou se má nabírat odměřená kapalina. Objem je vyznačen na pipetě. Široce se používají také odměrné pipety různých objemů, na jejichž vnější stěně jsou dělení. K naplnění pipety se její spodní konec ponoří do kapaliny a ta se nasává pomocí baňky nebo speciálního zařízení. Kapalina se nabere tak, aby vystoupala 2-3 cm nad značku, poté se horní otvor rychle uzavře ukazováčkem pravé ruky, zatímco se pipeta drží palcem a prostředníčkem. Poté se tlak ukazováčku uvolní, v důsledku čehož kapalina pomalu vytéká z pipety. V okamžiku, kdy je spodní meniskus (hladina) kapaliny ve stejné úrovni jako značka, se prst znovu stlačí. Po vložení pipety do nádoby se ukazováček vyjme a kapalina se nechá stékat po stěně nádoby. Poté, co kapalina vyteče, se pipeta přidrží dalších 5 sekund u stěny nádoby a mírně se otáčí kolem osy.
Byrety se používají k titraci, k měření přesných objemů atd.
a – odměrná baňka; b – pipety; c – byreta.
Odměrné byrety jsou skleněné trubice s mírně vysunutým spodním koncem nebo opatřené kohoutkem. Vnější stěna byrety je po celé délce označena dílky po 0,1 ml. Na vysunutý konec bezkohoutkové pipety se pomocí gumové hadičky umístí skleněná kulička. Byreta se naplní kapalinou pomocí trychtýře. Poté se kohout a svorka otevřou, aby se část byrety umístěná pod kohoutkem nebo svorkou naplnila roztokem až po spodní konec kapiláry. Byreta se naplní tak, aby hladina kapaliny byla nejprve mírně nad nulovým dílkem stupnice. Poté se opatrným otevřením kohoutku hladina kapaliny nastaví na nulový dílek. Každá titrace by měla být zahájena až po naplnění byrety po nulu.
Pro méně přesné měření objemů kapalin se používají odměrné válce a odměrky (obr. 2).
Obr. 2 Odměrné válce a odměrka
2. EXPERIMENTÁLNÍ
EXPERIMENT 1. PŘÍPRAVA ROZTOKU CHLORIDU SODNÉHO S DANÉHO HMOTNOSTNÍHO POLOMAKU SOLI (%) ŘEDĚNÍM KONCENTROVANÉHO ROZTOKU.
Jak je známo, hustota je hmotnost látky na jednotku objemu, ρ = m / v Pokud znáte hustotu, můžete pomocí tabulky určit hmotnostní podíl (%) roztoku.
Existuje mnoho způsobů, jak stanovit hustotu roztoku. Nejjednodušší a nejrychlejší způsob je použití hustoměru (obr. 3).
Jeho aplikace je založena na skutečnosti, že plovoucí těleso je ponořeno do kapaliny, dokud se hmotnost kapaliny, kterou vytlačuje, nerovná hmotnosti samotného tělesa (Archimédův zákon). Do rozšířené spodní části areometru se umístí závaží a na úzkou horní část – hrdlo – se přiloží dílky udávající hustotu kapaliny, ve které areometr plave. Koncentrace studovaného roztoku se zjistí pomocí tabulkových údajů o hustotě v závislosti na koncentraci roztoku. Hustota vodných roztoků chloridu sodného je uvedena v tabulce 1.
Obr. 3. Hustoměr a odečet na jeho stupnici
Provedení experimentu. Roztok chloridu sodného se nalije do odměrného válce a jeho hustota se stanoví pomocí hustoměru. Koncentrace výchozího roztoku se zjistí z tabulky 1 [v % (hmotnostních)].
Hustota a procentuální obsah roztoků chloridu sodného.
Často vznikají spory o to, jak správně alkohol naředit, co a kam přidat alkohol ve vodě nebo vody na alkohol? Odpověď je velmi jednoduchá – žádný rozdíl, co s čím smíchat, pokud se bavíme o 3litrové zavařovací sklenici, a promícháme lžící nebo protřepáním za předpokladu, že alkohol i voda jsou čisté, tzn. alkohol nemá žádné hlavy/ocasy a voda má nízký obsah minerálních látek (méně než 500 mg/l). ALE existují také nuance, o kterém bude dále řeč.
Podle chemických pravidel je třeba nalít těžší tekutinu do lehčí, zvláště důležité při práci s kyselinami. Ukazuje se, že voda musí být nalita do alkoholu. Takto to míchají v palírnách. Navíc koncentrace alkoholu neklesne pod přípustnou úroveň.
Při přidávání alkoholu do vody, pokud alkohol nebo voda nejsou dostatečně čisté, možná, ale ne nutně, tvorba nerozpustné sraženiny ve větším množství, roztok se může mírně zakalit. Zákal se snadno odstraní filtrací a roztok po filtraci bude čistší.
Při smíchání studeného alkoholu se studenou vodou (pokojová nebo nižší) bude mít roztok zpočátku drsnou chuť. Bude trvat několik dní (ideálně týden), než bude roztok stát při pokojové teplotě, aby byl lépe pitelný. Chcete-li tento proces urychlit, můžete studený alkohol zředit vroucí vodou a přidat kousek cukru pro urychlení kontrakce. Mějte na paměti, že alkohol z horkého roztoku se odpařuje. V ideálním případě zahřejte studený roztok na 70 °C a nechte pár dní přikryté odležet.
Často se doporučuje ředit alkohol převařenou vodou, ale to je čistě věc chuti. Pokud zjistíte rozdíl mezi převařenou a surovou vodou, použijte tu, která se vám nejvíce líbí, ve zředěném alkoholu bude chuť vody cítit stejně. Já osobně preferuji pramenitou vodu.
Při zředění roztok se trochu zahřeje, bez ohledu na to, zda do vody přidáváte alkohol nebo naopak. Lihoměr proto může vykazovat vyšší obsah alkoholu. Je nutné měřit při 20°C, jak je v návodu!
Tam Alternativní možnost – střídejte pití vody a alkoholu z různých sklenic. Pořadí a množství se volí individuálně na základě chuťových preferencí.
Jak zředit alkohol na 40% nebo stupňů
В domácí nejjednodušší je použít poměr 2:3, např. do 1 litru 96% alkoholu přidejte 1,5 litru vody. Smíchejte v pořadí, které se vám nejvíce líbí. Pokud trubky nehoří, nechte roztok několik dní uležet nebo použijte výše uvedená doporučení.
Po zředění lihu vodou dochází k tzv. třídění, nejedná se o vodku, ale líh s vodou, bez charakteristické vodkové chuti a vůně! K výrobě vodky z tohoto druhu potřebujete kyselinu octovou a éter. Třídění prochází aktivním uhlím, při procesu oxidace vzniká acetaldehyd, který se zase oxiduje na kyselinu octovou, která s ethanolem tvoří ethylacetát. Kyselina zároveň zjemňuje ostrou chuť alkoholu a éter dává vůni vodky. Mimochodem, tato spojení nejsou užitečná.
V běžné řeči se také říká, že se má líh naředit na 40 otáček. Jaké jsou revoluce v lihovém roztoku? Nejedná se o rychlosti potřebné k promíchání roztoku lžící, ale o mylnou představu převzatou z nesprávného výkladu označení obsahu alkoholu, například „40 % obj. Zkratka “vol.” neoznačuje otáčky, ale objem, to znamená, že při ředění byl brán v úvahu objem a nikoli hmotnost kapaliny.
Kalkulačka pro ředění alkoholu vodou
Nebo použít Fertmanův stůl níže je pro některé hodnoty přesnější; střední hodnoty se snáze a přesněji počítají pomocí online kalkulačky výše.
| Byl | Stalo se / Množství vody na 1000 ml | ||||||||||||
| 90% | 85% | 80% | 75% | 70% | 65% | 60% | 55% | 50% | 45% | 40% | 35% | 30% | |
| 95% | 64 | 133 | 209 | 295 | 391 | 501 | 629 | 779 | 957 | 1174 | 1443 | 1785 | 2239 |
| 90% | – | 65 | 138 | 218 | 310 | 414 | 535 | 677 | 847 | 1052 | 1306 | 1630 | 2061 |
| 85% | – | – | 68 | 144 | 231 | 329 | 443 | 578 | 738 | 932 | 1172 | 1478 | 1884 |
| 80% | – | – | – | 72 | 153 | 246 | 353 | 480 | 630 | 812 | 1039 | 1327 | 1709 |
| 75% | – | – | – | – | 76 | 163 | 264 | 382 | 523 | 694 | 906 | 1177 | 1535 |
| 70% | – | – | – | – | – | 81 | 175 | 285 | 417 | 577 | 774 | 1027 | 1360 |
| 65% | – | – | – | – | – | – | 88 | 190 | 311 | 460 | 644 | 878 | 1189 |
| 60% | – | – | – | – | – | – | – | 95 | 207 | 344 | 514 | 730 | 1017 |
| 55% | – | – | – | – | – | – | – | – | 103 | 229 | 384 | 583 | 845 |
| 50% | – | – | – | – | – | – | – | – | – | 114 | 255 | 436 | 674 |
| 45% | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | 127 | 290 | 505 |
| 40% | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | 144 | 335 |
| 35% | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – | 167 |
Fertmanův stůl
Co má Mendělejev společného s vodkou?
Žádný. Mendělejev studoval mechanismus vzniku hydrátů ethanolu a zjistil, proč při smíchání dvou stejných objemů vody a alkoholu byl celkový objem menší. Tito. při smíchání 1 litru vody a 1 litru alkoholu byl celkový objem menší než 2 litry. Věnoval tomu svou disertační práci a nenechal žádný návod, co kam nalít. Vodku jako nezávislý nápoj neřešil. Mýtus o Mendělejevově vodce je zásluhou Pokhlebkina.
29. června 20 23. července 25 352.8 tis.