Grupa VIII 9.11.2009 r.

SPRAWOZDANIE

Ćwiczenie nr 6

ROZTWORY

Roztwór- nierozdzielająca się w długich okresach czasu homogeniczna (jednorodna, jednofazowa) mieszanina zawierająca dwie lub więcej substancji. Zwykle substancja, która stanowi większość roztworu nazywana jest rozpuszczalnikiem, a inne substancje w niej rozpuszczone nazywamy substancjami rozpuszczonymi. Skład roztworu określa się poprzez podanie stężenia składników.

Podział roztworów:

● ze względu na doskonałość:

- roztwory właściwe (jednorodne)

- roztwory niewłaściwe (emulsje, zawiesiny, zole, żele)

● ze względu na stan skupienia:

- gazowe

- ciekłe (cieczy w cieczy, ciała stałego w cieczy)

- stałe

Roztwory ciekłe ciał stałych posiadają własność nasycania się, dlatego (w zależności od nasycenia roztworu) rozróżniamy:

- roztwory nienasycone

- roztwory nasycone

- roztwory przesycone

- roztwory stałe

Stężenie procentowe to udział związków chemicznych w mieszaninach i roztworach wyrażony w procentach.

Stężenie molowe roztworów związków chemicznych to liczba moli danego związku jaką zawiera 1 dm³ danego roztworu.

Rozpuszczalność- ilość związku chemicznego, która tworzy roztwór nasycony w 100 g rozpuszczalnika w określonej temperaturze i ciśnieniu. Określa się ją w tych samych jednostkach co stężenie, podając dodatkowo warunki, dla jakich została ona ustalona.

Rozpuszczalność substancji zależy od:

- rodzaju substancji rozpuszczonej

- rodzaju rozpuszczalnika

- temperatury

- ciśnienia

- rozdrobnienia substancji

- mieszania

Przygotowanie roztworu przesyconego

1. Do suchej probówki włożyłyśmy 2 g octanu sodowego (biała, sypka sól) odważonego wcześniej na wadze technicznej.

2. Do przygotowanej soli dolałyśmy 1 cm³ wody.

3. Sól nie uległa rozpuszczeniu po dodaniu rozpuszczalnika, dlatego ogrzewałyśmy probówkę w zlewce z gorącą wodą (w tzw. łaźni) do momentu, w którym sól całkowicie się rozpuściła.

4. Za pomocą łapki przeniosłyśmy probówkę i ustawiłyśmy ją nieruchomo w statywie. Czekałyśmy, aż probówka ostygnie.

5. Po ok. godzinie kontynuowałyśmy wykonywanie ćwiczenia.

6. Nie zauważyłyśmy w probówce żadnych kryształów, dlatego dodałyśmy mały kryształek octanu sodowego.

● Po dodaniu kryształka roztwór stał się bardzo gęsty. Powstał roztwór przesycony.

● Zjawisku temu towarzyszyło wydzielanie ciepła, jest to więc reakcja egzotermiczna.

● Roztwór przesycony to roztwór o stężeniu większym od stężenia roztworu nasyconego w danej temperaturze. Roztwory przesycone są przykładami substancji w stanie termodynamicznym niestabilnym nietrwałym.

Sporządzanie roztworu CuSO4 o danym stężeniu procentowym.

W celu sporządzenia 10 ml 10% roztworu CuSO₄ *5H₂O obliczyłyśmy, ile soli należy odważyć, następnie odważyłyśmy na wadze technicznej stosowną naważkę, którą przeniosłyśmy ilościowo do kolby miarowej na 10 ml, rozpuściłyśmy w niewielkiej ilości wody mieszając, po czym uzupełniłyśmy wodą do kreski.

Obliczenia:

10% d = 1,0675 g/cm³ Vr=10ml= 0,01 dm³

M=250 g/mol

Cp= ms/mr *100% => ms= Cp*mr/100%

d= mr/Vr => mr= d * Vr

ms= 10%*1,0675 g/cm³ * 10ml/100% => ms=1,0675 g

n=m/M => n= 1,0675 g/250g/mol n=0,00427mol

Cm=n/Vr => Cm=0,427mol/l

Zawartość miedzi, siarki lub tlenu w całości sporządzonego roztworu:

n_CuSO4 =0,00427 mol

n_Cu=0,00427 mol M_Cu=64g/mol

n_S=0,00427 mol M_S=32g/mol

n_O=4*0,00427=0,01708 mol M_O=16g/mol

n=m/M => m=n*M

m_Cu= 0,00427mol*64g/mol =0,273g

m_S=0,00427mol*32g/mol=0,137g

m_O=0,01708mol*16g/mol=0,273g

C_Cu=273mg/10ml=27,3mg/ml=27,3 μg/ μl

C_S=137mg/10ml=13,7mg/ml=13,7 μg/ μl

C_O=273mg/10ml=27,3mg/ml=27,3 μg/ μl

Rozcieńczanie roztworu CuSO4 o wybranym stężeniu procentowym

Przygotowałyśmy 5 suchych probówek, do dwóch pierwszych wlałyśmy po 1ml uprzednio przygotowanego roztworu CuSO4. Do drugiej z nich dolałyśmy 1ml wody destylowanej. Do trzeciej probówki wlałyśmy 1 ml roztworu pobranego z drugiej probówki i dolałyśmy 1 ml wody destylowanej, następnie odpipetowałyśmy 1 ml roztworu z trzeciej probówki i wlałyśmy do czwartej, wlewając do niej również 1 ml wody destylowanej, następnie pobrałyśmy z niej 1 ml roztworu i wlałyśmy do probówki piątej mieszając z 1 ml wody destylowanej.

Wraz z rozcieńczaniem roztworu barwa zmieniała się na coraz jaśniejszą. Każdy następny roztwór zawiera o połowę mniej substancji, dlatego jego barwa jest coraz jaśniejsza.

Obliczenia stężenia roztworów:

Cp₁=10% Cm₁=0,427mol/l ( z poprzedniego ćwiczenia)

V₁= V₂ = V₃ = V₄ = V₅ =1ml

V_H2O=1ml

d=1g/l

Cm_H2O =0 mol/l

Cm1 Cm_x - Cm_H2O V1

\ /

Cm_x -

/ \

Cm_H2O Cm1-Cm_x V_H2O

Cm₂/0,427mol/l -Cm₂=1/1

Cm₂ =0,427mol/l - Cm₂

2* Cm₂ =0,427mol/l

Cm₂ =0,2135mol/l

Cp=Cm*100%*M / d

Cp2= 0,2135mol/l*100%*250g/mol / 1000g/dm³

Cp2=5,3375%

Cm₃ =0,2135mol/l- Cm₃ Cp₃=0,10675mol/l*100%*250g/mol / 1000g/l

2* Cm₃ =0,2135mol/l Cp₃=2,669%

Cm₃ =0,10675mol/l

Cm₄ =0,10675mol/l - Cm₄ Cp₄=0,053375mol/l*100%*250g/mol / 1000g/l 2* Cm₄ =0,10675mol/l /l Cp₄=1,334%

Cm₄ =0,053375mol/l

Cm₅ =0,053375mol/l - Cm₅ Cp₅=0,0266875mol/l*100%*250g/mol / 1000g/l 2* Cm₅ =0,053375mol/l Cp₅=0,667%

Cm₅ =0,0266875mol/l

Sporządzanie roztworów wodnych CuSO4 o różnym stężeniu molowym.

W celu sporządzenia 3 roztworów o stężeniu molowym 0,01 mol/l, 0,02 mol/l

i 0,03 mol/l, obliczyłyśmy ile soli uwodnionej CuSO₄ · 5H₂O należy odważyć. Naważkę soli przeniosłyśmy ilościowo do kolb miarowych na 50 ml, rozpuściłyśmy niewielkiej ilości wody destylowanej mieszając, po czym uzupełniłyśmy każdą kolbę wodą do kreski.

Obliczenia:

V=50ml Cm=n/V => n=Cm*V

M=250g/mol

Cm₁=0,01mol/l n₁= 0,01mol/l*0,05l= 0,0005 mol

Cm₂=0,02mol/l n₂= 0,02mol/l*0,05l=0,001 mol

Cm₃=0,03mol/l n₃=0,003mol/l*0,05=0,0015 mol

n=m/M => m=n*M

m₁=0,0005mol*250g/mol=0,125g

m₂=0,001mol*250g/mol=0,25g

m₃=0,0015mol*250g/mol=0,375g

Mieszanie roztworów CuSO₄

Mając do dyspozycji wcześniej sporządzony zestaw roztworów CuSO₄ o różnych stężeniach molowych zmieszałyśmy:

-w I probówce 3 ml roztworu o stężeniu 0,01 M (mol/l) z 2 ml roztworu o stężeniu 0,02 M.

- w II probówce 3 ml roztworu 0,02 molowego (0,02 M) z 2 ml roztworu 0,03 molowego.

Stężenia roztworów po zmieszaniu:

Cm1 Cm2-Cm_x V1

\ /

Cm_x -

/ \

Cm2 Cm_x-Cm1 V2

I.

Cm₁=0,01mol/l Cm₂=0,02mol/l

V₁=3ml V₂=2ml

0,01 0,02-Cm_x 3

\ /

Cm_x -

/ \

0,02 Cm_x-0,01 2

0,02-Cm_x/Cm_x-0,01=3/2

0,04-2Cm_x=3Cm_x-0,03

0,07=5Cm_x

0,07/5=Cm_x

Cm_x=0,014mol/l

II.

Cm₁=0,02mol/l Cm₂=0,03mol/l

V₁=3ml V₂=2ml

0,02 0,03-Cm_x 3

\ /

Cm_2x -

/ \

0,03 Cm_x -0,02 2

0,03-Cm_2x/Cm_2x-0,02=3/2

0,06-2Cm_2x=3Cm_2x-0,06

0,12=5Cm_2x

0,12/5=Cm_2x

Cm₂=0,024mol/l

---