Concentratia solutiilor. Prepararea unei solutii 0.1N de HCl si determinarea titrului real al acesteia

Concentratia solutiilor. Prepararea unei solutii 0.1N de HCl si determinarea titrului real al acesteia

1. Consideratii teoretice

O solutie este un amestec omogen, constituit din doua sau mai multe componente, care formeaza o singura faza. Se numeste faza o portiune omogena dintr-un sistem, despartita de celelalte parti ale sistemului prin suoprafete, in dreptul carora are loc o variatie brusca a proprietatilor fizice. Prin componenta se intelege o anumita specie moleculara, adica o anumita substanta.

Dupa starea de agregare solutiile pot fi gazoase, lichide sau solide. In practica chimica importanta deosebita prezinta solutiile lichide: haz in lichid, lichid in lichid si solid in lichid.

Concentratia solutiilor este o marime ce caracterizeaza solutiile si care exprima raportul dintre cantitatea de substanta dizolvata sic ea de solutie sau de solvent. Concentratia unei solutii se poate exprima in mai multe moduri:

Concentratia procentuala indica numarul de parti de substanta dizolvata in 100 parti de solutie.

m_d

C% = -------- * 100

m_s

unde: m_d - masa de substanta dizolvata

m_s - masa de solutie

Concentratia molara sau molaritatea unei solutii indica numarul de moli de substanta dizolvata intr-un litru de solutie.

m_d

C_M = -----------

M * V_S

unde: md - masa de substanta dizolvata

M - masa moleculara a substantei dizolvate

VS - volumul solutiei

Concentratia normala unei solutii indica numarul de echivalenti-gram de substanta dizolvata intr-un litru de solutie.

m_d

C_V = ------------

E_g * V_S

in care: md - masa de substanta dizolvata

E_g - echivalentul gram al substantei dizolvate

V_S - volumul solutiei

Concentratia molala reprezinta numarul de moli de substanta dizolvata in 1000g solvent pur.

1000 * m₁

m = ----- ----- -------

M₁ * m₂

in care: m₁ = masa de substanta dizolvata

M₁ = masa moleculara a substantei dizolvate

m₂ = masa de solvent

Titrul unei solutii reprezinta cantitatea de substanta dizolvata, exprimata in grame, care se gaseste intr-ul mililitru de solutie.

Fractia molara indica raportul dintre numarul de moli de substanta dizolvata si numarul total de moli de substanta dizolvata si solvent.

2. Mod de lucru

a) Prepararea solutiei de HCl 0 N. Acidul clorhidric, existent in laboratoare, are de regula densitatea 1,19g/cm³ si concentratia 37%. Solutia de HCl 0 E_gHCl in 1000 cm³ solutie.

E_gHCl = M_HCl/1 = 36,5 g.

Pentru a prepara 100 cm³ solutie HCl 0 N vor fi necesare 36,5/100 = 0,365 g HCl pur.

100 g solutie HCl 37% ...........0 E_gHCl

x = 0 *0,1 * 36,5 g HCL pur = 0,912 g

100g sol HCl 37% ............37g HCl pur

y = 100*0,912/37 = 2 g

V_{sol HCl 37%} = m/ρ = 2,46/1,19 = 2,07 ml sol HCl 37%

3. Prelucrarea datelor

Factorul de titrare f se calculeaza cu relatia:

f = a/ v*0,019072

unde: a = cantitatea de borax cantarita

v = volumul solutiei de HCl 0 N folosita la titrare

0,019072 = cantitatea de borax ce corespunde la 1cm³ solutie HCl exact 0 N

Titrul exact se calculeaza pe baza definitiilor concentratiei normale si a titrului.

Titrul real se calculeaza cu relatia:

T_r = f * T_ex

Apa industriala. Determinarea duritatii apei

1. Consideratii teoretice

Apa este una dintre substantele absolute indispensabile pentru viata, pentru orice ramura de activitate economica si care intervine in majoritatea proceselor fizico-chimice de pe scoarta terestra.

Alcalinitatea apei este data de prezenta bicarbonatilor, carbonatilor, hidroxizilorsi este echivalenta cu cantitatea de acid necesarapentru neutralizarea acestora in prezenta unor indicatori corespunzatori: fenolftaleina si metiloranj.

Duritatea temporara este determinate de prezenta bicarbonatior de calciu si magneziu. Acesti compusi sunt termic instabili, descompunandu-se in carbonatii corespunzatori, care fiind mai putin solubili, se depun.

Duritatea permanenta este determinate de prezenta celorlalte saruri solubile de calciu si magneziu (cloruri, azotati, sulfati, etc.), care persista in apa si dupa fierbere.

Duritatea totala este constituita din suma duritatilor temporara si permanenta.

Dedurizarea este operatia prin care ionii de calciu si magneziu din apa sunt eliminate. Dedurizarea se poate realize prin procedee fizice, chimice sau fizico-chimice.

Prin incalzire se elimina usor duritatea temporara si CO₂ liber.

Procedeele chimice folosesc reactivi chimici, cate unul sau cate doi: NaOH, Na₂CO₃, Ca(OH)₂, Na₃PO₄, Na₂CO₃ + Ca(OH)₂, NaOH + Na₂CO₃.

Procedeele fizico-chimice utilizeaza schimbatorii de ioni, substante cu structura macromoleculara, anorganici sau organici, sintetici sau naturali, care contin grupe ionice capabile sa participe la reactiile de schimb cu ionii de acelasi semn de apa.

2. Determinarea duritatii totale. Mod de lucru.

Se va determina duritatea totala pe cate 2 probe de apa potabila, apa distilata si apa dedurizata preparata in laborator prin trecerea apei potabile peste coloana cu schimbator de ioni.

Se masoara proba de apa, 100 cm³, cu cilindru gradat, se pune intr-un pahar Erlenmayer, se adauga 3 cm³ solutie tampon de pH=10 si un varf de spatula de indicator negru ericrom T. Solutia obtinuta dupa dizolvarea indicatorului, ce are o culoare rosu-viloet, se titreaza cu o solutie de C III 0 M din biureta pana la virajul culorii de la rosu-violet la albastru net. Se citeste apoi cu precizie volumul de C III utilizat la titrare.

3. Determinarea duritatii temporare. Mod de lucru

Se va determina duritatea temporara pe cate 2 probe de apa potabila, apa distilata si apa dedurizata preparata in laborator prin trecerea apei potabile peste coloana cu schimbatori de ioni.

Se masoara proba de apa, 100 cm³, cu cilindru gradat, se puneintr-un pahar Erlenmayer, se adauga 2-3 picaturi solutie de metiloranj si se titreaza cu solutie de HCl 0,1 N din biureta, pana la virajul culorii de la galben pai la portocaliu. Se citeste cu precizie volumul de solutie HCl utilizat la titrare.

4. Prelucrarea datelor experimentale

Duritatea totala a apei, d_T se calculeaza cu relatia:

n

d_T

a

in care: n = numarul de cm³ de C III 0,01 M folosita la titrarea probei de apa

a = volumul, in cm³, de apa luat in lucu (100cm³)

Duritatea temporara a apei, d_t se calculeaza cu relatia:

m * 2.8 *100

d_t

a

in care: m = numarul de cm³ de HCl 0,1 N folosita la titrarea probei de apa

2,8 = cantitatea in mg, de CaO ce corespunde la un cm³ solutie HCl 0,1 N

a = volumul, in cm³, de apa luat in lucru (100cm³)

Duritatea permanenta a apei, d_p se calculeaza ca diferenta intre duritatea totala si duritatea temporara a apei:

d_p = d_T - d_t

Rezultatele obtinute in urma determinarilor si a calculelor se trec intr-un table de forma:

Determinarea pH-ului solutiilor

1. Consideratii teoretice

Caracterul acid sau bazic al unei solutii este dat de concentratia in ioni de hydrogen, si se exprima in numere de tipul 10^-p. Deoarece aceasta exprimare este greoaie s-a introdus notiunea de pH.

pH-ul unei solutii indica concentratia de ioni de hydrogen si se exprima prin logaritmul cu semn schimbat al [H⁺].

pH = - lg [H⁺]

Conoasterea pH-ului unei solutii si a semnificatiei acesteia, prezinta o importanta deosebita in analiza chimica, in controlul si reglarea proceselor tehnologica, studiul proceselor electrochimice, cercetari biologice, etc.

Solutiile tampon sunt amestecuri de substante al caror pH, in mediu apos, este putin sensibil cu dilutia sau la adaugarea de mici cantitati de acizi sau de baze. Ele sunt formate in principiu din:

Acid slab si sarea sa cu o baza tare, de exemplu CH₃COOH + CH₃COONa;

Baza slaba si sarea sa cu un acid tare, de exemplu NH₃ + NH₄Cl;

Doua saruri, una cu caracter acid si cealalta cu caracter bazic.

Indicatorii acido-bazici sunt substante organice cu caracter slab acid sau slab bazic ce isi schimba culoarea intr-un anumit domeniu de pH (domeniu de viraj), datorita unor modificari structural moleculare. In solutii apoase indicatorul reprezinta un cuplu acid-baza de forma generala: HIn + H₂O ↔ H₃O⁺ + In^-

Indicator forma acida Indicator forma bazica

Cele doua forme ale indicatorului au culori diferita in functie de pH, usor de sesizat cu ochiul liber.

Doua solutii au acelasi pH, daca un indicator, adaugat in cantitati egale, produce aceeasi nuanta si intensitate a culorii in ambele solutii. Metoda nu se aplica solutiilor colorate.

Indicatorii universali sunt amestecuri de indicatori, care au intervalul de viraj in diferite domenii ale pH-ului si astfel isi schimba culoarea intr-un domeniu mai larg al pH-ului. Precizia cu care acesti indicatori arata pH-ul nu este mare, totusi se folosesc pentru a capata rapid si cu oarecare exactitate indicatii asupra pH-ului unei solutii.

Metodele colorimetrice de determinare a pH-ului se bazeaza pe utilizarea indicatorilor si a unor etaloane (solutii tampon cu pH-ul cunoscut) sau a unor hartii indicatoare de pH.

Metoda determinarii pH-ului cu hartii indicatoare este o metoda simpla si rapida dar mai putin precisa. Determinarea colorimetrica a pH-ului prin metoda cu solutii tampon se foloseste in scopul determinarii mai precise a pH-ului unei solutii.

Mod de lucru

a.       Determinarea pH-ului prin metoda colorimetrica cu solutii tampon.

La inceput se efecueaza o incercare preliminara pentru a stabili ordinul de marime al pH-ului si indicatorul folosit. Indicatorul se alege in asa fel incat sa nu ia o culoare extrema pentru solutia de cercetat, ci aceasta sa fie cuprinsa in domeniul de viraj al indicatorului. In acest caz culoarea indicatorului are o sensibilitate maxima pentru modificari mici ale valorii pH-ului.

b.      Determinarea pH-ului prin metoda colorimetrica cu hartie indicatoare de pH.

Se ia o bucata de hartie indicatoare de pH, se umecteaza cu solutia de cercetat si culoarea obtinuta se compara cu scala colorimetrica de pe capacul cutiei. Valoarea pH-ului solutiei de cercetat este egala cu valoarea inscrisa in dreptul culorii ce corespunde hartiei umectate.

Determinarea vascozitatii uleiurilor lubrifiante. Variatia vascozitatii Engler a uleiurilor lubrifiante cu temperatura

1. Consideratii teoretice

Onctuozitatea reprezinta capacitatea lubrifiantilor lichizi sau semisolizi de a adera la suprafetele metalice si de a forma pe aceastea o pelicula rezistenta, care sa impiedice contactul direct dintre piesele aflate in miscare, in scopul eliminarii frecarilor uscate si asigurarii ungerii la limita.

Vascozitatea caracterizeaza frecarea interna a lubrifiantului, rezistenta sa la curgere si reprezinta unul dintre criteriile de baza in alegerea lubrifiantului optim, pentru o anumita situatie de ungere. Vascozitatea lubrifiantului determina marimea coeficientului de frecare si, implicit, pierderile de putere, precum si viteza de curgere a acestuia printre suprafetele metalice.

Ambele proprietati - onctuozitatea si vascozitatea uleiurilor - influenteaza hotarator uzura la pornire. Oncuozitatea contribuie la mentinerea peliculei de ulei pe suprafata metalica in timpul opririlor, iar vascozitatea asigura accesul rapid al uleiului la locurile de frecare.

Vascozitatea unui ulei depinde de natura hidrocarburilor componente din ulei.