Химия
8 класс
Вопрос
Лаборант, готовивший разбавленный раствор соляной кислоты, смешал кислоту с водой в отношении $3 : 1$. Поскольку ему было неизвестно, чему оказалась равной концентрация разбавленной кислоты, он взял пробу приготовленного раствора объемом 5 мл и установил, что на его нейтрализацию необходимо 12,5 мл 10,32 % -ного раствора $КOH$ плотностью 1,095 г/мл.
а. Вычислите нормальную концентрацию соляной кислоты до разбавления.
б. Не известен ли вам более простой способ определения концентрации соляной кислоты в лабораторных условиях без проведения вычислений или титрования?
Ответ
Данную задачу можно решить различными способами. Мы рассмотрим метод решения с использованием общих формул.
Определяем нормальную (г-экв/л) концентрацию раствора гидроксида калия:
$c_{н} = \frac{10c_{ \text{%}} \cdot d}{M_{KOH}} = \frac{10 \cdot 10,32 \cdot 1,095}{56} = 2,018$ н.
Далее находим нормальную концентрацию раствора соляной кислоты после разбавления:
$V_{HCl} \cdot H_{HCl} = V_{KOH} \cdot H_{KOH}$,
$H_{HCl} = \frac {12,5 \cdot 2,018}{5} = 5,045$ г-экв/л.
Теперь можно вычислить нормальность соляной кислоты до ее разбавления водой в отношении $3 : 1$
$V_{HCl} \cdot H_{HCl} = H_{HCl}^{ \prime} (V_{HCl} + V_{H_2O})$, где $H^{ \prime} = 5,04$ г-экв/л.
(Количество хлористого водорода в растворе при разбавлении не изменилось, а $н_{H_2O} = 0$.)
$V_{HCl} : V_{H_2O} = 3 : 1$; $V_{HCl} + V_{H_2O} = 4$,
$H_{HCl} = \frac {5,04H \cdot (3 + 1)}{3} = 6,73$ г-экв/л.
Таким образом, исходный раствор $НCl$ имел концентрацию г-экв/л, т. е. это был 6,73 н. раствор.
Во второй части задачи ставится вопрос о возможности определения концентрации раствора по его плотности с использованием таблиц (обычно имеющихся в лабораториях), в которых дается зависимость плотности растворов от концентрации растворенного вещества. Плотность кислоты определяют с помощью ареометра и по таблицам находят концентрацию раствора экспериментально найденной плотности.