配制一定濃度的溶液實驗分析

■山東省北鎮中學2015級17班 盧士杰(指導教師 劉樹領)

配制一定濃度的溶液實驗是典型的定量實驗,也是學習與研究其他定量實驗的基礎,我們應予以重視。

一、配制一定濃度的溶液實驗的基礎知識

配制一定濃度的溶液實驗的主要器材是量筒(或天平)、燒杯、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管,主要過程有計算、稱量(或量取)、溶解、冷卻并轉移、洗滌、定容、搖勻、保存并貼標簽。其中量筒規格的選擇是以所取液體體積為依據的,即液體體積等于或略少于量筒的容積,且量取后不能洗滌量筒,其目的就是為了減少量取誤差;容量瓶上只有一條刻度線,因而其不能用來量取液體體積,只能用來配制溶液,同時也不能用來儲存溶液,常見型號有100mL、250mL、500mL、1000mL,其型號就是容量瓶在室溫20℃時的容積;計算是利用n=c·V(aq),V(aq)是容量瓶的容積,不一定是所要配制溶液的體積,溶質為固體時要換算成質量才能用天平稱量,溶質為液體(或需要的是濃溶液)時要換算成體積才能用量筒量取;冷卻是指冷卻到室溫,因為容量瓶的容積是室溫下測得的,又因任何物質溶解時均伴隨著放熱或吸熱的變化,故溶解后有的需要降溫,有的需要升溫,所以冷卻是習慣、通俗的說法。

由于配制一定濃度的溶液實驗是一個定量實驗而不是一個定性實驗,故溶液配制中必然有誤差。誤差的分析首先從基本原理或概念上分析,即其中n是指進入容量瓶中溶質的物質的量,所以分析n時應從計算是否準確,稱量(或量取)、溶解、轉移是否規范,洗滌是否遺漏等環節分析;V(aq)是指溶液的液面最低處與刻度線相平時的體積,因而應從定容時操作是否規范,溶液轉移前是否遺漏冷卻環節等角度分析。

二、常見問題例析

例題配制480mL0.5mol·L-1的NaOH溶液,試回答下列問題:

(1)選擇儀器:完成本實驗所必需的儀器有:托盤天平(精確到0.1g)、藥匙、燒杯、玻璃棒、____、____等。

(2)計算:需要NaOH固體的質量為____。

(3)稱量:①稱量過程中NaOH固體應放于小燒杯中并放在天平的____(填“左盤”或“右盤”)。

②某學生先用托盤天平稱量一個小燒杯的質量,稱量前把游碼放在標尺的零刻度處,天平靜止時發現指針在分度盤的偏右位置,說明此時左邊質量____(填“大于”或“小于”)右邊質量。假定最終稱得小燒杯的質量為____(填“32.6g”或“32.61g”),請用“↓”表示在托盤上放上砝碼,“↑”表示從托盤上取下砝碼的稱量過程,并在下圖中標尺上畫出游碼的位置(畫“△”表示)。_________________

_____砝碼質量/g_______5_0____2_0____2_0___1__0____5___稱量(取用砝碼過程)

(4)溶解、冷卻。該步實驗中需要使用玻璃棒,作用是____。

(5)轉移、洗滌。在轉移時應使用____引流,洗滌燒杯2～3次是為了____。

(6)定容、搖勻。定容的操作是____。

解析：實驗室不存在480mL的容量瓶,因而配制480mL0.5mol·L-1的NaOH溶液,實際上是配制500mL溶液,計算時要根據500mL溶液計算,由于托盤天平精確度為0.1g,故計算氫氧化鈉固體質量時要精確到0.1g,即m(NaOH)=0.5mol·L-1×0.5L×40g·mol-1=10.0g。用托盤天平稱量時,稱量物放左盤,取砝碼順序是先大后小,然后移動游碼。由于氫氧化鈉具有強腐蝕性及吸水性,故稱量時要放在玻璃器皿中稱量。

答案：(1)膠頭滴管 500mL容量瓶(2)10.0g (3)①左盤 ②小于 32.6g____

_____砝碼質量/g_____________________________5 0 2 0 2 0 1 0 5_稱量(取用砝碼過程)↓↑_↓_↓↑_________↓↓↑

(4)攪拌,加速溶解 (5)玻璃棒 保證溶質全部轉移至容量瓶中 (6)向容量瓶中加入蒸餾水至距刻度線1～2cm時,改用膠頭滴管滴加蒸餾水至液體的凹液面最低處和刻度線在同一水平面上