45784 str015 (4)

Z!

Sporządzanie roztworów oraz badanie ich własności

ĆWICZENIE NR 3 SPORZĄDZANIE ROZTWORÓW ORAZ BADANIE ICH WŁASNOŚCI

1. WPROWADZENIE

Wszystkie substancje, zarówno stałe, jak ciecze oraz gazy wykazują zdolność wzajemnego rozpuszczania się w większym lub mniejszym stopniu.

W analizie chemicznej spotykamy się najczęściej z roztworami wodnymi. Np.:

a)    ciało stałe + woda: NaCl + H₂0; KOH + H₂0; NH₄N0₃ + H₂0;

b)    ciecz + woda: alkohol etylowy C₂H₅OH + H₂0; aceton (CH₃)₂CO + H₂0;

c)    gaz + woda: HC1 + H₂0; NH₃ + H₂0; C0₂ + H₂0; S0₂ + H₂0;

Równocześnie z procesem rozpuszczania niektórych gazów zachodzi reakcja chemiczna, a więc proces rozpuszczania gazów ma często charakter nie tylko fizyczny, ale również chemiczny.

NH₃ + H₂0-» NH₄OH    wodorotlenek amonowy

C0₂ + H₂0-» H₂C0₃    kwas węglowy

S0₂ + H₂0-»    H₂S0₃    kwas siarkawy

Inne gazy, np. N₂0, Ar, N₂, 0₂ rozpuszczają się w wodzie typowo fizycznie, bez wchodzenia w reakcję chemiczna.

Odczynniki chemiczne stosowane w laboratorium analitycznym w postaci roztworów można podzielić na roztwory o dokładnie ustalonym stężeniu oraz roztwory pomocnicze, których stosowanie wymaga tylko znajomości ich przybliżonego stężenia. Przybliżone stężenie to stopień rozcieńczenia stężonej substancji ciekłej (najczęściej kwasu) woda. Wyraża się je podając obok wzoru kwasu liczby w nawiasie, np.: HC1 (1 + 1) lub HC1 (1:1) - oznacza kwas solny otrzymany przez rozcieńczenie 1 objętości stężonego kwasu solnego 1 objętością wody,

H₂S0₄ (1+4) lub H₂S0₄ (1:4) - oznacza kwas siarkowy otrzymany przez zmieszanie 1 objętości stężonego kwasu siarkowego z 4 objętościami wody.

Każda substancja ma określone własności dla niej charakterystyczne. Sa to między innymi:

a)    Rozpuszczalność

Miara rozpuszczalności danej substancji jest ilość gramów substancji rozpuszczonej w określonej ilości rozpuszczalnika w obecności fazy stałej w określonej temperaturze.

Roztwór będący w równowadze z substancja, która jest w nadmiarze pod postacią osadu nazywamy roztworem nasyconym.

b)    Ciepło rozpuszczania

W trakcie sporządzania roztworów czy to przez rozpuszczanie substancji stałej czy przez rozcieńczanie substancji ciekłej możemy zaobserwować wydzielanie się ciepła (roztwór ogrzewa się) lub pochłanianie ciepła (roztwór oziębia się). Wiąże się to z ciepłem rozpuszczania (Q,) danego związku chemicznego.

c)    Gęstość

Różne związki chemiczne charakteryzują się różnymi gęstościami. Gęstość roztworu danego związku chemicznego jest zależna od jego stężenia i od temperatury. Wzrasta ze wzrostem stężenia i maleje ze wzrostem temperatury.

d)    Odczyn pH (ćw. 2, p. 6.1)

Każdy roztwór ma określony odczyn. Roztwory mogą być kwaśne, obojętne i zasadowe.

e)    Przewodnictwo elektryczne

Roztwory będące elektrolitami przewodzą prąd elektryczny. Im mocniejszy elektrolit tym wartość przewodnictwa elektrycznego w danych warunkach jest większa. Ze wzrostem temperatury przewodnictwo wzrasta.