Приготування розчину кислоти заданої концентрації

Студент одержує у викладача індивідуальне завдання для приготування певного об'єму (V, см³) кислоти (HCl чи H₂SO₄) заданої концентрації (С, M) з більш концентрованого розчину кислоти густиною ρ (г/ см³).

Щоб приготувати заданий об'єм розчину кислоти (V), необхідно розрахувати об’єми кислоти V₁(кислоти) з густиною ρ і води V₂(Н₂О), які необхідно змішати (див. приклад розрахунку, с. 7).

Одержані результати записують у таблицю.

Розчин кислоти готують у пронумерованих склянках місткістю 1 дм³. Розраховані об'єми кислоти V₁(кислоти) і води V₂(H₂O) відмірюють мірними циліндрами і переносять у склянку, причому спочатку наливають воду, а потім доливають кислоту.

Приклад розрахунку. Обчислити, який об’єм (см³) сульфатної кислоти з густиною ρ(H₂SO₄) = 1,14 г/см³ необхідно взяти, щоб приготувати 700 см³ розчину H₂SO₄ з концентрацією .

Об’єм H₂SO₄ з густиною 1,14 г/см³, необхідний для приготування заданого об’єму розчину, можна розрахувати двома способами.

І спосіб.

Розраховуємо масу чистої кислоти, потрібну для приготування 700 см³ розчину H₂SO₄ з концентрацією за формулою:

.

Оскільки сульфатна кислота є сильним двохосновним електролітом, то обидва йони гідрогену беруть участь в реакціях нейтралізації. Тому фактор еквівалентності сульфатної кислоти , а молярна маса еквівалента г/моль.

Використавши дані задачі отримаємо:

г.

Користуючись довідником [4] знаходимо, що у розчині сульфатної кислоти з густиною 1,14 г/см³ міститься 20,08 % H₂SO₄. Враховуючи масову частку, розраховуємо масу розчину за формулою:

г.

Знаючи густину розчину, знаходимо його об’єм:

см³.

ІІ спосіб.

У довіднику [4] також вказано, що молярна концентрація розчину сульфатної кислоти з густиною 1,14 г/см³ дорівнює 2,334 моль/дм³. Оскільки , то молярна концентрація еквівалента дорівнює:

моль/дм³.

Використаємо закон еквівалентів:

,

звідки знайдемо об’єм V₁ розчину кислоти, потрібний для приготування 700 см³ (V₂) розчину H₂SO₄ заданої концентрації (С₂).

см³.

В обох випадках об’єм води V(H₂O), до якого треба долити 27 см³ сульфатної кислоти з густиною 1,14 г/см³, дорівнює:

см³.

Відповідь: щоб приготувати 700 см³ розчину H₂SO₄ з концентрацією необхідно змішати 673 см³ води і 27 см³ H₂SO₄ з густиною ρ(H₂SO₄) = 1,14 г/см³.

Лабораторна робота № 2

Стандартизація розчину кислоти (HCl або H₂SO₄)