Мольная (молярная) доля вещества

1. 1. Перед началом работы в лаборатории необходимо внимательно ознакомиться с темой работы, уяснить цель работы, составить план её выполнения и лишь после этого приступить к анализу. 2. В химической лаборатории необходимо работать в халате. Верхнюю одежду следует оставлять в гардеробе или размещать в специально предназначенных для этого шкафах в лаборатории. 3. Рабочее место следует содержать в чистоте, не загромождая его предметами, не относящимися к данной работе. Реактивы, пролитые или рассыпанные на столе или на полу, необходимо тотчас убрать и нейтрализовать. 4. Методические пособия, рабочие тетради и лабораторные журналы, предназначенные для выполнения работы, следует оберегать от попадания на них воды, растворов кислот, щелочей и других химических реактивов. Лишние книги, журналы и тетради не должны находиться на рабочем столе. 6. Реактивы, предназначенные для общего пользования, нельзя уносить на своё рабочее место. Чтобы не спутать пипетки, служащие для взятия реактивов, и пробки от склянок, после взятия требуемого количества реактива их следует немедленно возвращать на место. Прежде чем отойти от горки с реактивами, убедитесь, что использованный реактив поставлен на своё место. Сухие реактивы берут чистым шпателем или специальной ложечкой. 7. Если реактив взят в избытке и полностью не израсходован категорически воспрещается выливать его в склянку с реактивом 9. По окончании работы необходимо тщательно убрать рабочее место, выключить электронагревательные и другие электрические приборы, закрыть воду и газ. 1. При работе с химическими реактивами (особенно с растворами кислот и щелочей) необходимо соблюдать осторожность и аккуратность. Добавлять в пробирку с реакционной смесью именно те реактивы и в таких количествах, которые указаны в методических указаниях к выполнению лабораторной работы. 2. Не толпиться возле горок и поддонов с химическими реактивами, не мешать друг другу выполнять реакции и пользоваться реактивами. 3. Отработанные химические реактивы следует сливать в специальную емкость для слива реактивов, находящуюся в лаборатории. Запрещается выливать продукты реакции и сами реактивы в канализацию. 4. После использования реактивов, содержащих серебро, их следует выливать в специальную банку для серебряных остатков. 5. При разбавлении концентрированных растворов кислот (особенно серной) и щелочей следует небольшими порциями вливать реагент в воду, а не наоборот, тщательно перемешивая раствор. Во избежание попадания паров и брызг кислот и щелочей в глаза, приготовление растворов следует проводить в предохранительных очках. 6. Следует помнить, что многие химические реактивы ядовиты и могут вызвать отравление. Поэтому следует избегать попадания реактивов на открытые участки кожи и по окончании работы тщательно вымыть руки. 9. При нагревании растворов следует пользоваться держателями и следить за тем, чтобы отверстие пробирки не было обращено в сторону самого работающего или соседа по рабочему столу, что особенно важно соблюдать при нагревании концентрированных растворов кислот и щелочей. 10. Не следует наклоняться над сосудом, в котором происходит нагревание или кипячение жидкости, во избежание попадания брызг в лицо и глаза. При необходимости определить запах паров или выделяющегося газа не вдыхать их непосредственно из рабочего сосуда, а легким движением руки направить газы к себе и осторожно вдохнуть.	2. Химические реактивы (химические реагенты) это хорошо очищенные химические вещества, применяемые для проведения химического анализа научно-исследовательских, медицинских, лабораторных работ. Классификация химических реактивов по чистоте технические (тех. ) - содержание основного вещества от 70 %. Такие реактивы содержат много примесей и применяются для выполнения вспомогательных работ.; чистый (ч. ) – содержание основного вещества от 98 %. Такие реактивы содержат всего 0, 1 % примесей чистый для анализа (ч. д. а. ) – содержание основного вещества около 98 %, % зависит от сферы применения. С помощью таких реактивов проводятся точные аналитические исследования. Реактивы содержат 0, 07 % примесей. химически чистые (х. ч) – к ним относятся реактивы самой высокой чистоты. Содержание основное компонента составляет 99 % и выше. Они содержать не более 0, 003 % примесей. особо чистые (ос. ч) – к ним относятся вещества высокой чистоты. Содержат незначительное количество примесей. Обозначение - желтая полоска на упаковке. Правила работы с химическими реактивами: - при работе с большинством химических реактивов нужно соблюдать меры предосторожности, работать строго в перчатках. - химические реактивы беречь от загрязнения. - оставшиеся реактивы после работы запрещается высыпать или выливать обратно в баночку с реактивом. - использованные реактивы требуют утилизации, для этого их сливают в специальную посуду и передают организациям по утилизации химических веществ. Строго запрещается выливать или высыпать в мусорные баки ядовитые и горючие реактивы.	3. Раствор — гомогенная (однородная) смесь, состоящая из частиц растворённого вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия. Растворитель — жидкое, твёрдое или газообразное вещество, способное растворять другие твёрдые, жидкие или газообразные вещества, которые растворяются в определённом объёме растворителя при заданной температуре. Растворенное вещество. Компонент жидкого или твердого раствора, который присутствует в меньшем или незначительном количестве, компонент растворяется вРастворителе. Плазмозамещающие растворы в медицине При больших кровопотерях (сложные операции), ожогах и отравлениях, травмах и некоторых инфекционных заболеваниях (холера), шоке и других тяжелых состояниях возникает необходимость в переливании крови. Однако переливание крови не всегда возможно и доступно. В ряде случаев, помимо донорской крови, используют плазмозамещающие растворы. Плазмозамещающие растворы - лечебные средства, восполняющие дефицит плазмы крови или отдельных ее компонентов. Классификация плазмозамещающих растворов по медицинскому назначению • Гемодинамические (волемические, противошоковые) растворы предназначены для лечения шока различного происхождения и восстановления нарушений гемодинамики. • Дезинтоксикационные растворы, способствующие выведению токсинов при отравлениях различной этиологии. • Регуляторы водно-солевого баланса и кислотно-щелочного баланса: солевые растворы. • Препараты для парентерального питания. Служат для поддержания энергетических ресурсов организма, доставки питательных веществ к органам и тканям. • Переносчики кислорода восстанавливают дыхательную функцию крови. • Комплексные (полифункциональные) растворы.
	4. Массовая доля — отношение массы растворённого вещества к массе раствора. Массовая доля измеряется в долях единицы или в процентах. Физический смысл массовой доли заключается в том, что она показывает массу атомов данного элемента в 100 г вещества. Молярная концентрация (или молярность). Определяется отношением числа молей растворенного вещества к объему раствора, выраженному в литрах. Физический смысл молярной концентрации заключается в том, что она указывает на число молей вещества содержащегося в 1литре его раствора. Титр раствора -концентрация раствора, выраженная количеством (в граммах) растворённого вещества в 1 мл раствора или количеством какого-либо вещества, реагирующего с 1 мл данного раствора.	5. Молярная концентрация эквивалента (нормальность) показывает, какое количество моль эквивалентов растворенного вещества содержится в 1 л раствора. Молярную концентрацию эквивалента Сэк(В) находят как отношение количества эквивалентов вещества nэк(В) к объему раствора Vp. Моляльная концентрация вещества (моляльность) показывает, какое количество растворенного вещества приходится на 1 кг растворителя. Моляльную концентрацию вещества Cm(B) находят как отношение количества вещества n(B) к массе растворителя m(Н2О) Мольная (молярная) доля вещества концентрация, выраженная отношением числа молей вещества к общему числу молей всех веществ, имеющихся в растворе. Фактор эквивалентности Отношение эквивалентной молярной массы к его собственной молярной массе (обозначается обычно как F_eq).

6. Известны четыре способа приготовления растворов: по точной навеске, по приблизительной навеске, разбавлением и из фиксанала. Способ приготовления раствора зависит от свойств растворяемых веществ. По точной навескеготовят только растворы стандартных веществ. - рассчитывают необходимую навеску для взвешивания с точностью до 0, 0001 г - взвешивают точную навеску на аналитических весах; - взвешенную навеску растворяют, количественно переносят в мерную колбу вместимостью, равной V_р-ра, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают; - если взятая навеска (m_практ) отличается от теоретически рассчитанной, то концентрацию раствора пересчитывают. Поприблизительной навескеготовят растворы нестандартных веществ. Если вещество, которое используют для анализа, содержит примеси, и его массу рассчитывают с учетом имеющихся примесей. Этапы работы такие же, как и при приготовлении растворов по точной навеске, но навеску рассчитывают с точностью не более чем до 0, 01 г и берут ее на технических весах. Из фиксанала готовят растворы точной концентрации. Фиксанал - стеклянная или полимерная ампула, в которой содержится точно известное количество вещества в сухом виде или в виде раствора. Содержимое фиксанала количественно переносят в мерную колбу, после растворения вещества доводят уровень раствора до метки и перемешивают. Концентрация раствора должна быть задана, а вместимость мерной колбы рассчитывают. Разбавлением концентрированных растворовготовят растворы многих веществ. В этом случае должны быть заданы объем разбавленного раствора, его концентрация и концентрация концентрированного раствора. Рассчитывают необходимый для разбавления объем концентрированного раствора, затем измеряют рассчитанный объем, переносят в мерную колбу или в мерный стакан, доводят уровень жидкости до метки дистиллированной водой и перемешивают.	7. Титриметрический анализ (титрование) — метод количественного/массового анализа, который часто используется в аналитической химии, основанный на измерении объёма раствора реактива точно известной концентрации, расходуемого для реакции с определяемым веществом. Титрование — процесс определения титра исследуемого вещества. Реакции, применяемые в титриметрии, должны удовлетворять следующим основным требованиям: 1) реакция должна протекать количественно, т. е. константа равновесия реакции должна быть достаточно велика; 2) реакция должна протекать с большой скоростью; 3) реакция не должна осложняться протеканием побочных процессов; 4) должен существовать способ определения окончания реакции.	8. Титра́ нт (в титриметрическом анализе) — реагент с точно известным титром (концентрацией), добавляемый к исследуемому раствору для количественного анализа содержащихся в нем веществ или их элементов (ионов, функциональных групп). Способы приготовления 1. по точной навеске 2. берется примерный объем/масса, а точная концентрация раствора определяется по другому стандартному раствору. (например так готовятся растворы сильных кислот и щелочей) 3. по фиксаналу - разбивается - доводится до метки.
		10. Объясните, как готовится рабочий раствор HCl. Какие установочные вещества применяются для стандартизации раствора и почему? Напишите уравнения соответствующих реакций. 1) Измерить плотность исходного (концентрированного) раствора HCl при помощи ареометра и по справочной таблице найти массовую долю кислоты в растворе. 2) Рассчитать молярную концентрацию кислоты в исходном (концентрированном) растворе по формуле: C конц(HCl)=W(HCl)p(HCl)10/M(HCl). 3) Рассчитайте объем исходного (концентрированного) раствора HCl, необходимый для приготовления р-ра заданной концентрации: Vконц=Vразб*C(НCl)/Cконц(HCl) 4) В мерную колбу на 250 мл налить дистиллированной воды, отмерьте при помощи мерного цилиндра рассчитанный объем концентрированного раствора и осторожно вылить его в мерную колбу, ополоснуть мерный цилиндр 2-3 раза дистиллированной водой, сливая промывную жидкость в ту же колбу, затем довести объем раствора до 250 мл дистиллированной водой. Полученный раствор тщательно перемешайте и определяют точную концентрацию HCl в полученном растворе. Установка концентрации соляной кислоты по тетраборату натрия, образованным сильным основанием и слабой кислотой: В основе метода стандартизации рабочего раствора HCl лежат следующие реакции: а) гидролиз тетрабората натрия (бура): Na2B4O7 + 7H2O = 2NaOH + 4H3BO3 с образованием эквивалентного количества щелочи, которую и оттитровывают раствором HCl в присутствии индикатора метилрота; б) взаимодействие образованной щелочи с хлороводородной кислотой: HCl + NaOH = NaCl + H2O. Суммарно уравнение реакции имеет вид: Na2B4O7 + 2HCl + 5H2O = 2NaCl + 4H3BO3.
	9. Стандартный раствор NaOH(как и HCl) по точной навеске приготовить нельзя. Точная концентрация водных растворов HCl всегда неизвестна. Следовательно, даже взяв точную навеску этого раствора, нельзя рассчитать, сколько граммов хлористого водорода она содержит. То же относится и к NaOH, который жадно поглощает из воздуха CO2 и пары воды, причем его масса изменяется. Поэтому количество NaOH во взятой навеске также не будет точно известно.
	12. Укажите основные способы титрования. Объясните суть прямого титрования. В титриметрическом анализе используют следующие способы титрования: а) прямое; б) обратное; в) заместительное (титрование заместителя). Прямое титрование – титрование, при котором к раствору определяемого вещества непосредственно прибавляют из бюретки раствор титранта до состояния эквивалентности (резкое изменение цвета раствора или выпадение осадка). В этом случае расчет концентрации определяемого вещества в растворе проводят по формуле: c( fэкв A)V(A) = c( fэкв В)V(В) Обратное титрование (титрование по остатку) – титрование непрореагировавшего вещества, которое прибавлено в избытке к анализируемому раствору в виде стандартного раствора. Обратное титрование используют в том случае, если определяемое вещество летучее или неустойчивое, и поэтому при прямом титровании возможна потеря определяемого вещества, либо реакция протекает медленно, либо отсутствует подходящий индикатор. Заместительное титрование (косвенное титрование) – титрование, при котором определяемое вещество не реагирует с титрантом непосредственно или реагирует, но не в стехиометрическом соотношении, а определяется косвенно в результате использования стехиометрически протекающей реакции с образованием другого вещества, количественно реагирующего с титрантом.
11. Методы титриметрического анализа можно классифицировать по характеру химической реакции, лежащей в основе определения веществ, и по способу титрования. По своему характеру реакции, используемые в титриметрическом анализе, относятся к различным типам — реакциям соединения ионов и реакциям окисления — восстановления. При классификации по типу реакции, протекающей при титровании, обычно выделяют следующие методы титриметрического анализа. 1. Методы кислотно-основного титрования (ацидиметрия, алкалиметрия) основаны на процессах передачи протона, например, H+ + OH- → H2O, CH3COOH + OH- → CH3COO- + H2O. 2. В методах комплексообразования используют реакции образования координационных соединений, например, Hg2+ + 2Cl- → HgCl2 (меркуриметрия), Mg2+ + H2Y2- → MgY2- + 2H+ (комплексонометрия) 3. Методы осаждения основаны на реакциях образования малорастворимых соединений: Ag+ + Cl- → AgCl (аргентометрия), Hg22+ + 2Cl- → Hg2Cl2 (меркурометрия). 4. Методы окисления-восстановления объединяют многочисленную группу окислительно-восстановительных реакций, например, MnO4-+5Fe2++8H+ → Mn2++5Fe3++4H2O (перманганатометрия), 2S2O32- + I2 → S4O62- + 2I- (иодометрия).
13. Какие вещества называют установочными? Каким требованиям они должны отвечать? Приведите примеры. Установочные вещества - это устойчивые, химически чистые соединения точно известного состава. Требования: 1. Вещество должно быть химически чистым. 2. Состав вещества должен строго соответствовать формуле. 3. Вещество должно быть устойчивым при хранении и в твердом виду, и в растворе. 4. Желательно возможно большая величина молярной массы эквивалента вещества. Примеры: Для метода нейтрализации используют декагидрат тетрабора натрия (бура) - дигидрат щавелевой кислоты; Для метода оксидиметрии – дигидрат щавелевой кислоты и дихромат калия, а в методе осаждения - хлорид натрия.	15. Каковы особенности кривой титрования слабой кислоты и сильного основания? Укажите, в присутствии какого индикатора титруют уксусную кислоту рабочим раствором гидроксида калия и почему? 1. Ветви кривой несимметричны относительно точки нейтральности (рН = 7, 0); 2. Точка эквивалентности не совпадает с точкой нейтральности вследствие гидролиза соли, образующейся в результате титрования, и смещена в щелочную среду (рН > 7). Например, в случае титрования уксусной кислоты щелочью: СН3СООН + KOH = CH3COOK + H2O CH3COO– + HOH = CH3COOH + OH–; 3. Скачок титрования небольшой и смещен в щелочную среду. При фиксировании точки эквивалентности в данном случае титрования может быть применен фенолфталеин, так как его интервал рН изменения окраски лежит в пределах скачка титрования.	16. Каковы особенности кривой титрования слабого основания сильной кислотой? Укажите, в присутствии какого индикатора титруют раствор аммиака рабочим раствором хлороводородной кислоты и почему? Следующие особенности: 1. Ветви кривой титрования несимметричный относительно точки нейтральности; 2. точка эквивалентности не совпадает с точкой нейтральности, так как при титровании образуется соль, гидролизующаяся по катиону, поэтому точка эквивалентности смещена в кислую область (рН меньше 7): NH4OH+HCl= NH4Cl+H2O NH+4 + HOH = NH4OH + H+; 3. Скачок титрования небольшой и смещен в кислую среду. При фиксировании точки эквивалентности в рассматриваемом случае титрования применим метиловый оранжевый, т. к. интервал pH перехода его окраски совпадает со скачком титрования.