ХИМИЯ
РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ
Красноярск
2004
Министерство образования и науки Российской Федерации
Красноярский государственный технический университет
ХИМИЯ
РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ
Красноярск 2004
УДК 546/(076.1)
Г52
Рецензент:
В.П. Плеханов, канд. хим. наук, доц. кафедры химии КГТУ
Г52 Химия: Рабочая тетрадь по лабораторным работам для студентов всех специальностей заочного факультета, обучающихся по дистанционным технологиям / Сост. Н. Я. Гладкова, Е. В. Грачева, Л. В. Фоменко. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004. 48 с.
Печатается по решению Редакционно-издательского совета университета
© КГТУ, 2004
Печатается в авторской редакции
Гигиенический сертификат № 24.49.04.953.П.000338.05.01 от 25.05.2001 г.
Подп. в печать 27.04.2004. Формат 60х84/8. Бумага тип. № 1. Офсетная печать. Усл. печ. л. 2,8. Уч.-изд. л. 2,5. Тираж 300 экз. Заказ С 98 Отпечатано в ИПЦ КГТУ 660074, Красноярск, ул. Киренского, 28
Лабораторная работа № 1
РАСТВОРЫ, СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ ИХ КОНЦЕНТРАЦИИ
ОПЫТ 1. Приготовление серной кислоты заданной концентрации.
Расчет количества серной кислоты, необходимой для приготовления 100 мл 0,1н. раствора H2SO4 из 9% раствора H2SO4 с плотностью ρ =1,059 г/см3.
В 1л. однонормального (1н.) раствора содержится один эквивалент
вещества. |
M (H2 SO4 ) |
|
|
|
mэ (H2SO4) = |
= –––––––– = |
г/моль. |
||
2 |
||||
|
|
|
Для приготовления 100 мл раствора потребуется соответственно 0,01 эквивалент H2SO4, что составит _________г.
Расчет массы 9%-ного раствора H2SO4, содержащейся в _______г. безводной H2SO4.
В 100 г. 9% раствора H2SO4 содержится _________ г H2SO4,
в Х г. 9% раствора H2SO4 содержится ___________ г H2SO4.
Х = –––––––––––––– = г. H2SO4. (Масса 9%-ной серной кислоты).
Расчет объема H2SO4,который необходимо отмерить пипеткой для проведения опыта:
V = |
m |
= ––––––– = |
мл. |
||
ρ |
|
||||
|
|
|
|||
ОПЫТ 2. Проверка концентрации приготовленной кислоты.
Проверку соответствия концентрации приготовленного раствора значе– нию 0,1н проводят методом титрованя, в основе которого лежит закон экви– валентов:
––––––– = ––––––– = –––––––––––– .
Концентрация приготовленной кислоты определяется по реакции нейтрализации.
H2SO4 + 2NaOH = 2H2O + Na2SO4.
Точку эквивалентности устанавливают с помощью индикатора метило– вого-оранжевого. В кислой среде он имеет ____________________окраши– вание, а в щелочной _______________________.
3
|
Таблица результатов титрования |
||
|
|
|
Таблица 1.1 |
№ опыта |
Объем кислоты, |
Объем щелочи, |
Среднее значение |
|
мл |
мл |
объема щелочи, мл |
1 |
5,0 |
|
Vщ.(ср) = |
2 |
5,0 |
|
|
3 |
5,0 |
|
|
Расчет концентрации приготовленного раствора серной кислоты по
формуле: |
|
|
|
Ск Vк = Сщ Vщ, отсюда Ск = ––––––––––––– = ––––––––––––– = |
н. |
||
Расчет титра приготовленного раствора по формуле: |
|
|
|
Т = ––––––––––––––––––– = –––––––––––––––––––– = |
г/мл. |
|
|
Расчет относительной ошибки опыта в %: |
|
|
|
Χ = –––––––––––––– 100 = |
%. |
|
|
Дата выполнения работы ______________________________
Подпись преподавателя _______________________________
Лабораторная работа № 2
ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ И МЕТОДЫ ЕЕ УМЯГЧЕНИЯ
ОПЫТ № 1. Определение временной жесткости воды.
Уравнение для определения жесткости воды титрованием раствором
HСl: ___________________________________________________________ .
Таблица результатов опытов
|
|
|
Таблица 2.1 |
Номер опыта |
Объем воды, |
Объем израсхо– |
Среднее |
|
мл. |
дованной кисло– |
значение объема |
|
|
ты, мл |
кислоты, мл |
1 |
100 |
|
Vк(ср.) = |
2 |
100 |
|
|
3 |
100 |
|
|
4
Цвет индикатора метилового-оранжевого до титрования
____________________, после титрования __________________.
Расчет величины временной жесткости по формуле:
Жвр. = ––––––––––––––––––– = ––––––––––––––––– = |
мэкв/л. (1) |
ОПЫТ 2. Определение общей жесткости воды комплексонометрическим методом.
|
|
Таблица результатов опытов |
|
|
|
|
Таблица 2.2 |
№ опыта |
Объем кислоты, |
Объем трилона Б мл, |
Среднее значение объе– |
|
мл. |
|
ма трилона Б, мл. |
1 |
100 |
|
V(ср.) = |
2 |
100 |
|
|
3 |
100 |
|
|
Цвет индикатора трилона Б до титрования _________________________,
после титрования ________________________.
Расчет величины общей жесткости воды по формуле:
Жобщ. = –––––––––––––––––––– = ––––––––––––––– = |
мэкв/л. (2) |
ОПЫТ 3. Устранение временной жесткости и определение постоянной.
Реакция устранения временной жесткости воды кипячением:
Ca(HCO3)2 →T
Расчет величины постоянной жесткости титрованием трилоном Б по формуле I:
Жпост. = –––––––––––––––– = ––––––––––––––––––– = |
мэкв/л (3) |
Расчет величины временной жесткости воды по формуле :
Жвр.. = Жобщ. (2) – Жпост. (3) = |
= |
мэкв/л |
(4) |
Сравнение результаты Жвр., рассчитанной по формулам (1) и (4):
ОПЫТ 4. Умягчение воды катионированием.
Реакции протекающие на катионите в ионообменных колонках при пропускании через них воды:
5
Расчет жесткости воды титрованием трилоном Б после пропускания через колонку с катионитом:
Ж = –––––––––––––– = ––––––––––––––––––– = мэкв/л.
Вывод: после пропускания воды через колонку с катионитом жесткость воды ____________________________________.
Дата выполнения работы ______________________________
Подпись преподавателя ________________________________
Лабораторная работа № 3
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ
ОПЫТ 1. Электропроводность растворов.
Рис. 3.1. Прибор для сравнения электропроводности растворов К сильным электролитам относятся растворы веществ:
__________________________________________________________________
Уравнения диссоциации сильных электролитов: 1.
2.
6
3.
К слабым электролитам относятся растворы веществ: _____________
Уравнения их диссоциации и выражения констант диссоциации:
1.
2.
3.
Кд(CH3COOH) = –––––––––––––––––––––––––– = 1,86 10–5,
Кд(H2O) = –––––––––––––––––––––––––––––––– = 1,8 10–16,
Кд(NH4OH) = ––––––––––––––––––––––––––––– = 1,79 10–5.
Вывод: чем меньше Кд, тем _________________ электролит распадается на ионы.
Гидроксид аммония и уксусная кислота при сливании образуют
_________________ электролит.
Уравнение реакции: CH3COOH + NH4OH →
ОПЫТ 2. Влияние разбавления раствора на степень электролитической диссоциации.
Уравнение диссоциации уксусной кислоты:
СН3СООН =
Вывод: с разбавлением раствора уксусной кислоты электропроводность
_______________________.Равновесие диссоциации смещается
________________________________________________________________ .
7
ОПЫТ 3. Влияние одноименного иона на степень диссоциации слабого электролита.
I. а) CH3COOH + метиловый-оранжевый. Цвет ____________________ ,
б) CH3COOH + CH3COONa + метиловый-оранжевый. Цвет
____________________________________.
IIа) NH4ОН + фенолфталеин. Цвет _______________________________ ,
б) NH4ОН + NH4Cl + фенолфталеин. Цвет _______________________.
Вывод: при добавлении одноименных ионов равновесие смещается
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________ .
ОПЫТ 4. Реакции, идущие с образованием слабого электролита.
Уравнения реакций в молекулярной (1), молекулярно-ионной (2) и сокращенной ионной (3) формах:
1. CH3COONa + H2SO4 →
2.
3.
При нагревании появляется слабый запах _________________________.
1. NH4Cl + NaOH →
2.
3.
При нагревании по запаху определяется___________________________.
ОПЫТ 5. Реакции нейтрализации.
Уравнения реакций в молекулярной (1), ионно-молекулярной (2) и в сокращенной ионной (3) формах:
1. NaOH + H2SO4 →
2.
3.
8
1. NaOH + СH3COOH →
2.
3.
В I -й пробирке на нейтрализацию раствора NaOH пошло _______
капель H2SO4, а во II-й _________ капель CH3COOH.
Вывод: обесцвечивание раствора щелочи наступило быстрее с H2SO4,
так как ________________________________________________________ .
ОПЫТ 6. Реакции, идущие с образованием газа.
Уравнения реакций в молекулярной (1), ионно-молекулярной (2) и в сокращенной ионной (3) формах:
1. Na2CO3 + H2SO4 → 2.
3.
В ходе реакции выделяется __________________ газ.
ОПЫТ 7. Реакции, идущие с образованием осадка.
Уравнения реакций в молекулярной (1), ионно-молекулярной (2) и сокращенной ионной формах (3):
1. Pb(NO3)2 + KCl →
2.
3.
Цвет выпавшего осадка PbCl2 _________________________ . ПР(PbCl2) = 2,4 10–4.
1. Pb(NO3)2 + KI →
2.
3.
Цвет выпавшего осадка PbJ2 __________________________ . ПР(PbJ2) = 8,7 10–9
9