IN VESTIC E D O R OZ VOJE
VZ DĚLÁVÁNÍ
LABORATORNÍ PRÁCE Č. 3
PRÁCE S ROZTOKY A JEJICH KONCENTRACE PRINCIP
Roztoky jsou homogenní soustavy sestávající se ze dvou nebo více složek. V chemii se kapalné roztoky skládají z rozpouštědla (nejčastěji vody) a jedné nebo více rozpuštěných látek. Při práci s roztoky je nejčastěji třeba přesně odměřit jejich objem. Zásady měření objemu jsou následující: Nádobí je dokonale čisté, zbavené mastnoty, musí být ve svislé poloze, oko je ve výšce hladiny, je nutno odečítat spodní meniskus hladiny (pouze u barevných roztoků se odečítá horní meniskus hladiny). Pro práci s roztoky je třeba připravovat roztoky o různé koncentraci účinné látky a znát její přesnou koncentraci. Používají se dva pojmy – rozpustnost a koncentrace roztoků. Rozpustnost látky je množství látky v gramech rozpuštěné ve 100 g rozpouštědla při určité teplotě a je pro danou látku uvedena v tabulkách. Uvádí se v g/100 g rozpouštědla. Koncentrace roztoku je množství látky v gramech rozpuštěné v určitém objemu roztoku. Uvádí se v g/cm3, g/ml, kg/m3 apod. Roztoky jsou zředěné, koncentrované a nasycené. Nasycené roztoky obsahují maximální množství látky rozpuštěné v roztoku při dané teplotě. Molární koncentrace má v SI soustavě jednotku mol/m3, popř. mol/l a odvozené jednotky (mmol/ml apod.). Molární koncentrace se používají u přesných analytických roztoků, které připravujeme v odměrných baňkách - koncentrace zde určuje počet molů látky na litr roztoku. Hmotnostní (procentuální) koncentrace roztoku se vyjádří pomocí hmotnostního zlomku w, který určuje, kolik procent tvoří rozpuštěná látka v roztoku.
IN VESTIC E D O R OZ VOJE
VZ DĚLÁVÁNÍ
Platí vztah:
w
m A m
100
kde w je hmotnostní zlomek látky A v %, m(A) – hmotnost látky A v g, m – celková hmotnost roztoku v g.
VIDEONÁVOD http://youtu.be/i6vB3hdJaGM?list=PLr0I4N3GXUFHGYdPAzQe5-LGatFBL5tDl
IN VESTIC E D O R OZ VOJE
VZ DĚLÁVÁNÍ
ÚKOL Č. 1: ODMĚŘOVÁNÍ OBJEMU KAPALIN A JEJICH ZÁVISLOST NA TEPLOTĚ CHEMIKÁLIE
Voda. www.interaktivni-chemie.cz/katalog.xls POMŮCKY
Odměrné válce 10 ml, 25 ml, dělená pipeta 25 ml, odměrná baňka 100 ml, 2 kádinky 250 ml, trojnožka, teploměr, kahan. POSTUP
1. Připravte 100 ml vody 20 °C teplé a 150 ml vody 80 °C teplé a udržujte je na této teplotě. 2. Dělenou pipetou odpipetujte z kádinky do čistého odměrného válce 6 ml a 22 ml vody 20 °C teplé, rozdíly v měřených objemech pipety a válce porovnejte. 3. Dělenou pipetou odpipetujte do odměrného válce 6 ml a 22 ml vody 80 °C teplé. Nechte ochladit na 20 °C. Zapište rozdíly v objemech kapaliny. 4. Odměrnou baňku 100 ml naplňte s co největší přesností po rysku vodou teplou 80 °C. Po ochlazení na 20 °C zkontrolujte hladinu vody v baňce a opět doplňte po rysku. ZÁVĚR
Určete, které odměrné nádobí je nejpřesnější a porovnejte s ostatním nádobím. Vyvoďte závěr o tepelné roztažnosti kapalin.
IN VESTIC E D O R OZ VOJE
VZ DĚLÁVÁNÍ
ÚKOL Č. 2: PŘIPRAVTE 50 g 5% NaCl A NAŘEĎTE JEJ NA 1% ROZTOK. PŘIPRAVTE DÁLE 250 g 10%, 20% A 25% ROZTOKU NaCl CHEMIKÁLIE
Voda, NaCl pevný, technický. www.interaktivni-chemie.cz/katalog.xls POMŮCKY
Odměrný válec 100 ml, lodička, laboratorní lžička, kádinka 100 ml, váhy. POSTUP
1. Nejprve určete množství NaCl v g a objem vody v ml pro přípravu 50 g 5 % roztoku. Použijte výpočet pomocí hmotnostního zlomku w. 2. Navažte NaCl s přesností na 3 desetinná místa a připravte 5% roztok NaCl. Pomocí zřeďovací rovnice nebo křížového směšovacího schématu vypočtěte potřebné množství vody k naředění celého množství na 1% roztok. 3. Připravte 250 g výsledného roztoku NaCl. 4. Připravený a označený roztok 1% NaCl odevzdejte do společné lahve nebo podle pokynů učitele zahustěte a nechte volně krystalizovat v krystalizační misce. 5. Vypočtěte a připravte 250 g 10%, 20% a 25% roztoku NaCl a v odměrném válci změřte jeho hustotu hustoměrem. Roztoky nechte volně krystalizovat do dalšího cvičení.
VÝPOČTY Použijte tyto vztahy pro výpočty: Hmotnostní zlomek: Směšovací rovnice:
w1
m1 100 m
m1w1 + m2w2 = m3w3
Směšovací schéma:
kde indexy 1 platí pro NaCl, indexy 2 pro vodu, indexy 3 pro výsledný roztok.
IN VESTIC E D O R OZ VOJE
VZ DĚLÁVÁNÍ
ZÁVĚR:
Uveďte, jaká množství jednotlivých látek potřebujete pro přípravu uvedených roztoků.
ÚKOL Č. 3: PŘIPRAVTE 100 ml ROZTOKU NaCl O KONCENTRACI c = 0,5 mol/l CHEMIKÁLIE
Voda, NaCl pevný, technický. www.interaktivni-chemie.cz/katalog.xls POMŮCKY
Odměrná baňka 100 ml, lodička, lžička, střička, kádinka 100 ml, nálevka, váhy. POSTUP
1. Na tři desetinná místa odvažte vypočtené množství NaCl. 2. Navážku rozpusťte v malém množství vody (cca 30 ml) v kádince. 3. Roztok kvantitativně převeďte do odměrné baňky. 4. Roztok v baňce doplňte vodou po rysku (na dolní meniskus). 5. Baňku uzavřete, roztok promíchejte a označte názvem chemikálie a koncentrací.
VÝPOČTY m=c·V·M kde m je hmotnost látky [g], c - koncentrace v [mol/l], V- objem [l], M – molární hmotnost NaCl [g/mol]. ZÁVĚR
Uveďte, jaké množství NaCl potřebujete pro přípravu uvedeného roztoku (0,5 M-NaCl).
IN VESTIC E D O R OZ VOJE
VZ DĚLÁVÁNÍ
ÚKOL Č. 4: PŘIPRAVTE ROZTOKY NÁSLEDUJÍCÍCH RŮZNÝCH KONCENTRACÍ HCl (c = 1 mol/dm3)
NaOH (c = 0,5 mol/dm3)
H2SO4 (c = 1 mol/dm3)
NH4OH (1 : 1)
H2SO4 (c = 2 mol/dm3)
5% KI
HNO3 (c = 1 mol/dm3)
Ca(OH)2 nasycený roztok
CHEMIKÁLIE
Voda, konc. HCl, konc. H2SO4, 25% NH4OH, NaOH, KI. www.interaktivni-chemie.cz/katalog.xls POMŮCKY
2 ks odměrné baňky 100 ml a 1 ks 250 ml, lodička, lžička, střička, 3 ks kádinky 100 ml, nálevka, váhy, dělené pipety 10-20 ml. POSTUP
1. Vypočtěte množství látek pro přípravu 100 ml nebo 100 g roztoků uvedených koncentrací. U kyselin vycházejte z koncentrovaných kyselin, hustotu najděte na zásobních lahvích kyselin nebo v chemických tabulkách. 2. Podle zadání učitele a na základě potřeby laboratorních cvičení některé z roztoků připravte – buď do malých zásobních reagenčních lahviček na laboratorních stolech (po 250 ml) nebo ve větším množství (500 ml až 1 000 ml) pro celou skupinu. 3. Kyseliny pipetujte, neodvažujte na vahách. Pracujte v rukavicích s ochrannými brýlemi, pod dozorem učitele, případně učitel sám koncentrovanou kyselinu dávkuje dle vašich výpočtů.
IN VESTIC E D O R OZ VOJE
VZ DĚLÁVÁNÍ
VÝPOČTY Použijte již dříve uvedené vzorce: m=c·V·M
w1
m1 100 m
m V
Výpočty pro ředění kyselin: 1. m = c · V · M, kde m je množství 100% kyseliny. 2. Hmotnost 100% kyseliny přepočtěte na hmotnost koncentrované kyseliny podle údajů o maximální koncentraci kyseliny na zásobní lahvi. Pozor, nepřímá úměra pro ředění kyselin! 3. Zjištěnou hmotnost koncentrované kyseliny přepočtěte pomocí hustoty na objem koncentrované kyseliny, potřebný k naředění na uvedenou látkovou (molární) koncentraci c. ZÁVĚR
Uveďte, jaké množství látek potřebujete pro přípravu zadaných roztoků a uveďte připravovaný objem roztoku.
http://interaktivni-chemie.cz/
IN VESTIC E D O R OZ VOJE
VZ DĚLÁVÁNÍ
TEST ODMĚRNÉHO SKLA Učitel test nakopíruje. Žák test vyřeší a přiloží k laboratornímu protokolu Práce s roztoky.
ZADÁNÍ Urči názvy odměrného nádobí, očísluj je a seřaď od nejméně přesného po nejpřesnější. Uveď, které odměrné nádobí je na dolití a které na vylití.
Dále následuje list připravený pro kopírování testů.
IN VESTIC E D O R OZ VOJE
VZ DĚLÁVÁNÍ
Urči názvy odměrného nádobí, očísluj je a seřaď od nejméně přesného po nejpřesnější. Uveď, které odměrné nádobí je na dolití a které na vylití.
Urči názvy odměrného nádobí, očísluj je a seřaď od nejméně přesného po nejpřesnější. Uveď, které odměrné nádobí je na dolití a které na vylití.
Urči názvy odměrného nádobí, očísluj je a seřaď od nejméně přesného po nejpřesnější. Uveď, které odměrné nádobí je na dolití a které na vylití.
