Солевой раствор может понадобится для самых разных целей, например, он входит в состав некоторых средств народной медицины. Так как приготовить 1-процентный раствор, если дома нет специальных мензурок для измерения количества продукта? В целом даже и без них можно сделать 1-процентный раствор соли. Как приготовить его, подробно рассказано далее. Прежде чем приступать к приготовлению такого раствора, следует внимательно изучить рецепт и точно определиться с необходимыми ингредиентами. Все дело в том, что определение "соль" может относиться к разным веществам. Иногда это оказывается обычная пищевая соль, иногда каменная или и вовсе хлорид натрия. Как правило, в подробном рецепте всегда удается отыскать пояснение того, какое именно вещество рекомендуется использовать. В народных рецептах нередко указывается также сульфат магния, которые имеет второе название "английская соль".
Если вещество требуется, например, для полоскания горла или снятия боли с зуба, то чаще всего в таком случае рекомендуется применять именно солевой раствор хлорида натрия. Чтобы полученное средство обладало целебными свойствами и не нанесло вред организму человека, следует подбирать для него исключительно качественные ингредиенты. Например, каменная соль содержит много лишних примесей, поэтому вместо нее лучше использовать обычную мелкую (для полоскания можно и йодированную). Что касается воды, то в домашних условиях следует применять фильтрованную или хотя бы кипяченую. В некоторых рецептах рекомендуется использовать дождевую воду или снег. Но, учитывая современное экологическое состояние, делать этого не стоит. Особенно - жителям крупных мегаполисов. Лучше просто тщательно очистить воду из-под крана.
Если специального фильтра дома не оказалось, то можно использовать для очистки воды известный "дедовский" метод. Он подразумевает замораживание воды из-под крана в морозилке. Как известно, в процессе в лед первым делом превращается именно самая чистая жидкость, а все вредные примеси и грязь опускается на дно емкости. Не дожидаясь замораживания всего стакана, следует снимать верхнюю ледяную часть и затем растапливать ее. Такая вода окажется максимально чистой и безопасной для здоровья. Именно ее можно использовать для приготовления солевого раствора.
Теперь стоит определиться с единицами измерения жидкости и твердого вещества. Для соли удобнее всего использовать чайную ложку. Как известно, в ней помещается 7 грамм продукта, если ложечка с горкой, то 10. Последний вариант удобнее применять для высчитывания процентного соотношения. Воду отмерить легко обычным граненым стаканом, если в доме нет специальных мензурок. В нем содержится 250 миллилитров воды. Масса 250 миллилитров чистой пресной воды равна 250 граммам. Удобнее всего использовать полстакана жидкости или 100 граммов. Далее самый сложный этап приготовления солевого раствора. Стоит еще раз внимательно изучить рецепт и определиться с пропорциями. Если в нем рекомендуется взять 1% раствор соли, то в каждых 100 граммах жидкости потребуется растворить 1 грамм твердого вещества. Максимально точные расчеты подскажут, что необходимо будет взять 99 граммов воды и 1 грамм соли, но вряд ли потребуется такая точность.
Вполне возможно допустить некоторую погрешность и, например, в один литр воды добавить одну чайную ложку соли с горкой, чтобы получить 1-процентный солевой раствор. В настоящее время он нередко применяется, например, при лечении простудных заболеваний и особенно боли в горле. В готовый раствор можно добавить также соду или несколько капель йода. Получившаяся смесь для полоскания станет отличным действенным и эффективным средством против боли в горле. Неприятные ощущения уйдут всего после нескольких процедур. Кстати, такой раствор не запрещен для использования самым маленьким членам семьи. Главное, не переусердствовать с дополнительными ингредиентами (особенно с йодом), в противном случае можно повредить слизистую оболочку полости рта и лишь усугубить состояние больного горла.
Также солевой раствор может применяться для облегчения тянущей ноющей зубной боли. Правда, эффективнее использовать более насыщенный, например, 10-процентный. Такая смесь действительно на непродолжительное время способна снять болезненные неприятные ощущения в полости рта. Но она не является лекарственным средством, поэтому откладывать посещение стоматолога после облегчения ни в коем случае нельзя.
Гидрокарбонат натрия чаще всего применяется в виде содового раствора. О полезных свойствах соды человечеству известно стало не так давно, но содовый раствор уже активно применяется во многих сферах жизни человека, лишний раз показывая свой положительный эффект.
Рецепты содовых растворов, которые помогают преодолеть болезни, очень просты и доступны всем
Как приготовить и где применять средство
Раствор соды получил широкое применение в различных областях человеческой деятельности. Сам бикарбонат натрия в сухом виде применяется и в промышленности, и в кулинарии, а вот содовый раствор больше всего востребован в садоводстве, медицине и косметологии.
Приготовить средство очень легко – необходимое количество белого порошка добавляется в жидкость и перемешивается до полного растворения частичек. Чаще всего соду размешивают в воде, однако для лечения некоторых недугов гидрокарбонат натрия полезнее с молоком, нежели с водой. А вот в косметологии раствор соды делается на основе шампуня, которым моют волосы.
Несмотря на то что сделать содовый раствор легко, при его приготовлении важно правильно соблюдать пропорции рекомендуемых веществ.
В противном случае средство может стать не только бесполезным, но и вредным.
Применение в садоводстве
Для сада и огорода раствор пищевой соды незаменим. С его помощью можно:
- избавиться от мучнистой росы – заболевания многих культурных растений, которое уничтожает молодые листья побегов;
- омолодить кусты роз, добавив в раствор бикарбоната немного нашатырного спирта;
- устранить мелкую траву, которая пробивается в расщелинах садовых дорожек;
- победить гусениц, поедающих молодые капустные листья;
- подкормить томаты, после чего их плоды станут еще мясистее и слаще;
- подкислить почву для выращивания некоторых видов культурных растений;
- защитить виноградные гроздья от серой гнили и сделать ягоды более сахаристыми;
- очистить руки после работы в саду от крепко въевшейся в них грязи.
Применение в медицине
Содовый раствор – настоящий спаситель от многих заболеваний. Некоторые врачи даже настаивают на том, что двууглекислый натрий способен вылечить рак.
Полоскание раствором соды очень быстро и ощутимо снимает неприятные ощущения в горле Однако, пока исследования по действию соды на онкопатологию еще продолжаются, можно с уверенностью сказать, что данное вещество способно справиться со многими недугами:
- изжогой – средство нейтрализует повышенную кислотность;
- простудой – гидрокарбонат натрия способен снять первые симптомы простуды и предотвратить развитие заболевания;
- опрелостями у грудничков – раствор способствует быстрому заживлению ранок на поверхности кожи;
- циститом – сода в растворенном состоянии помогает организму бороться с патогенными микроорганизмами;
- ожогами – раствор двууглекислого натрия, нанесенный на пораженное место, снимает боль, а раны быстрее затягиваются;
- гипертонией – гидрокарбонат натрия помогает вывести лишнюю воду и существенно понизить артериальное давление;
- насморком – простой раствор из соды и соли прекрасно заменяет дорогостоящие аптечные препараты, а промывать им нос можно сколько угодно без вреда для здоровья;
- молочницей – при помощи гидрокарбоната натрия можно избавиться от ненавистной для женщин молочницы, поскольку грибок Кандида боится щелочной среды;
- затяжным кашлем – при помощи растворенной в молоке соды и меда можно избавиться от длительного сухого кашля, поспособствовать отхождению мокроты;
- ангиной – полоскания горла содовым раствором смягчают проявления заболевания, способствуют отхождению гнойных пробок и очищению горла, также при отхождении гноя значительно понижается температура тела и человеку становится значительно лучше;
- дерматитом и псориазом – содовые примочки чрезвычайно благотворно действуют на пораженную поверхность кожи;
- мозолями, фурункулами и натоптышами, на поверхность которых прикладывается ватка, смоченная в приготовленном средстве;
- табакокурением – при помощи раствора гидрокарбоната натрия курильщики полощут рот;
- шлаками и токсинами, которые растворенная в воде сода успешно выводит из организма;
- проявлениями укачивания в транспорте.
Применение в косметологии
Чтобы придать секущимся волосам красоту и силу, можно воспользоваться средством с бикарбонатом, сделанным прямо перед процедурой мытья головы. Для этого 2 ч. л. соды нужно добавить в 3 ст. л. шампуня, чтобы получилось достаточно крепкое концентрированное средство. Таким шампунем моют голову один раз в неделю, а в другое время применяют обычные моющие средства. Уже через месяц можно заметить, что волосы набирают силу, меньше секутся, становятся густыми и блестящими.
Также гидрокарбонат натрия можно смешивать и с гелем для тела, чтобы сделать своеобразный скраб и слущивать с тела отмершие частички эпидермиса. Это поможет придать коже более здоровый вид.
При помощи двууглекислого натрия можно восстановить кислотный баланс кожи, и таким образом устранить прыщи на ее поверхности. Для этого ватный тампон окунают в соду и протирают лицо два раза в неделю. Протирать кожу лица нужно очень мягко, массирующими движениями, избегая области под глазами. Если делать процедуру регулярно, то прыщи на поверхности кожного покрова не появятся долгое время.
Чтобы успешно применять соду, очень важно обратить внимание на то, как сделать раствор правильно. Не стоит смешивать на глаз пропорции и считать, что такое средство станет помощником – во многих случаях именно превышение дозы основного вещества становилось причиной аллергических реакций или ухудшения состояния больного. А в садоводстве слишком крепкий раствор кальцинированной соды и вовсе способен погубить урожай.
Простые химические растворы можно легко приготовить различными способами в домашних условиях или на работе. Независимо от того, получаете ли вы раствор из порошкового материала или разбавляете жидкость, можно легко определить правильное количество каждого компонента. При приготовлении химических растворов не забывайте использовать персональные средства защиты, чтобы избежать повреждений.
Шаги
Расчет процентов по формуле для веса/объема
- Например, по весу: 10-процентный раствор по весу содержит 10 граммов вещества, растворенные в 100 миллилитрах раствора.
- Например, по объему: 23-процентный раствор по объему содержит 23 миллилитра жидкого соединения в каждых 100 миллилитрах раствора.
-
Определите объем раствора, который вы хотите приготовить. Чтобы выяснить требующуюся массу вещества, сначала следует определить конечный объем необходимого вам раствора. Этот объем зависит от того, какое количество раствора вам понадобится, как часто вы его будете использовать, и от стабильности готового раствора.
- Если каждый раз необходимо использовать свежий раствор, приготовьте лишь такое количество, которое необходимо для одного раза.
- Если раствор сохраняет свои свойства в течение длительного времени, можно приготовить большее количество, чтобы использовать его в дальнейшем.
-
Рассчитайте количество граммов вещества, которое требуется для приготовления раствора. Чтобы вычислить необходимое число граммов, используйте следующую формулу: число граммов = (необходимые проценты)(требуемый объем/100 мл). При этом необходимые проценты выражаются в граммах, а требуемый объем - в миллилитрах.
- Пример: необходимо приготовить 5-процентный раствор NaCl объемом 500 миллилитров.
- число граммов = (5г)(500мл/100мл) = 25 граммов.
- Если NaCl дан в виде раствора, просто возьмите 25 миллилитров NaCl вместо количества граммов порошка и вычтите этот объем из конечного объема: 25 миллилитров NaCl на 475 миллилитров воды.
-
Взвесьте вещество. После того как вы посчитаете необходимую массу вещества, следует отмерить это количество. Возьмите откалиброванные весы, поместите на них чашу и выставьте ноль. Взвесьте необходимое количество вещества в граммах и отсыпьте его.
- Прежде чем продолжать готовить раствор, обязательно очистите чашу весов от остатков порошка.
- В приведенном выше примере необходимо взвесить 25 граммов NaCl.
-
Растворите вещество в необходимом количестве жидкости. Если не указано другого, то в качестве растворителя используется вода. Возьмите мерную мензурку и отмерьте необходимое количество жидкости. После этого растворите в жидкости порошковый материал.
- Подпишите емкость, в которой вы будете хранить раствор. Отчетливо укажите на ней вещество и его концентрацию.
- Пример: растворите в 500 миллилитрах воды 25 граммов NaCl, чтобы получить 5-процентный раствор.
- Помните, что если вы разбавляете жидкое вещество, для получения необходимого количества воды следует вычесть объем добавляемого вещества из конечного объема раствора: 500 мл – 25 мл = 475 мл воды.
Приготовление молекулярного раствора
-
Определите молекулярный вес используемого вещества по формуле. Молекулярный вес по формуле (или просто молекулярный вес) соединения записывается в граммах на моль (г/моль) на стенке бутылки. Если вы не можете найти на бутылке молекулярный вес, поищите его в интернете.
- Молекулярный вес вещества представляет собой массу (в граммах) одного моля этого вещества.
- Пример: молекулярный вес хлорида натрия (NaCl) составляет 58,44 г/моль.
-
Определите объем необходимого раствора в литрах. Очень просто приготовить один литр раствора, так как его молярность выражается в молях/литр, однако может потребоваться сделать больше или меньше литра, в зависимости от назначения раствора. Используйте конечный объем, чтобы рассчитать необходимое число граммов.
- Пример: необходимо приготовить 50 миллилитров раствора с мольной долей NaCl 0,75.
- Чтобы перевести миллилитры в литры, поделим их на 1000 и получим 0,05 литра.
-
Рассчитайте число граммов, необходимое для приготовления требуемого молекулярного раствора. Для этого следует использовать следующую формулу: число граммов = (необходимый объем)(необходимая молярность)(молекулярный вес по формуле). Помните, что необходимый объем выражается в литрах, молярность - в молях на литр, а молекулярный вес по формуле - в граммах на моль.
- Пример: если вы хотите приготовить 50 миллилитров раствора с мольной долей NaCl 0,75 (молекулярный вес по формуле: 58,44 г/моль), следует рассчитать количество граммов NaCl.
- число граммов = 0,05 л * 0,75 моль/л * 58,44 г/моль = 2,19 грамма NaCl.
- Сократив единицы измерения, вы получите граммы вещества.
-
Взвесьте вещество. С помощью правильно откалиброванных весов отвесьте необходимое количество вещества. Разместите на весах чашу и выставьте ноль перед взвешиванием. Добавляйте в чашу вещество до тех пор, пока не получите необходимую массу.
- После использования очистите чашу весов.
- Пример: взвесьте 2,19 грамма NaCl.
-
Растворите порошок в необходимом количестве жидкости. Если не указано другого, для приготовления большинства растворов используется вода. При этом берется такой же объем жидкости, который использовался при расчете массы вещества. Добавьте вещество в воду и перемешайте ее до полного растворения.
- Подпишите емкость с раствором. Отчетливо обозначьте растворенное вещество и молярность, чтобы можно было использовать раствор в дальнейшем.
- Пример: с помощью мензурки (инструмент для измерения объема) отмерьте 50 миллилитров воды и растворите в ней 2,19 грамма NaCl.
- Перемешивайте раствор до тех пор, пока порошок не растворится полностью.
Разбавление растворов с известной концентрацией
-
Определите концентрацию каждого раствора. При разбавлении растворов необходимо знать концентрацию исходного раствора и того раствора, который вы хотите получить. Данный метод подходит для разбавления концентрированных растворов.
- Пример: необходимо приготовить 75 миллилитров раствора NaCl концентрации 1,5 M из раствора концентрации 5 M. Исходный раствор имеет концентрацию 5 M, и необходимо разбавить его до концентрации 1,5 M.
-
Определите объем конечного раствора. Необходимо найти объем того раствора, который вы хотите получить. Вам придется рассчитать количество раствора, который потребуется, чтобы разбавить данный раствор до получения необходимых концентрации и объема.
- Пример: необходимо приготовить 75 миллилитров раствора NaCl концентрации 1,5 M из начального раствора концентрации 5 M. В этом примере конечный объем раствора составляет 75 миллилитров.
-
Рассчитайте объем раствора, который понадобится для разведения начального раствора. Для этого вам понадобится следующая формула: V 1 C 1 =V 2 C 2 , где V 1 - объем необходимого раствора, C 1 - его концентрация, V 2 - объем конечного раствора, C 2 - его концентрация.
Определите процентное содержание по весу /объему раствора. Проценты показывают, сколько частей вещества приходится на сто частей раствора. В применении к химическим растворам это означает, что если концентрация составляет 1 процент, значит, в 100 миллилитрах раствора содержится 1 грамм вещества, то есть 1 мл/100 мл.
(получить из более концентрированного раствора менее концентрированный)
1 действие:
Количество мл более концентрированного раствора (который необходимо развести)
Необходимый объем в мл (который необходимо приготовить)
Концентрация менее концентрированного раствора (того, который необходимо получить)
Концентрация более концентрированного раствора (того, который разводим)
2 действие:
Количество мл воды (или разбавителя) = или воды до (ad) необходимого объема ()
Задача№6. Во флаконе ампициллина находится 0,5 сухого лекарственного средства. Сколько нужно взять растворителя, чтобы в 0,5 мл раствора было 0,1 г сухого вещества.
Решение: при разведении антибиотика на 0,1 г сухого порошка берут 0,5 мл растворителя, следовательно, если,
0,1 г сухого вещества – 0,5 мл растворителя
0,5 г сухого вещества - х мл растворителя
получаем:
Ответ: чтобы в 0,5 мл раствора было 0,1 г сухого вещества необходимо взять 2,5 мл растворителя.
Задача № 7. Во флаконе пенициллина находится 1 млн. ЕД сухого лекарственного средства. Сколько нужно взять растворителя, чтобы в 0,5 мл раствора было 100000 ЕД сухого вещества.
Решение: 100000 ЕД сухого вещества – 0,5 мл сухого вещества, тогда в 100000 ЕД сухого вещества –0,5 мл сухого вещества.
1000000 ЕД – х
Ответ: чтобы в 0,5 мл раствора было 100000ЕД сухого вещества необходимо взять 5 мл растворителя.
Задача № 8. Во флаконе оксацилина находится 0,25 сухого лекарственного средства. Сколько нужно взять растворителя, чтобы в 1 мл раствора было 0,1 г сухого вещества
Решение:
1 мл раствора – 0,1г
х мл - 0,25 г
Ответ: чтобы в 1 мл раствора было 0,1 г сухого вещества нужно взять 2,5 мл растворителя.
Задача №9 . Цена деления инсулинового шприца – 4 ЕД. Скольким делениям шприца соответствует 28 ЕД. инсулина? 36 ЕД.? 52 ЕД.?
Решение: Для того, чтобы узнать скольким делениям шприца соответствует 28 ЕД. инсулина необходимо: 28:4 =7(делениям).
Аналогично: 36:4=9(делениям)
52:4=13(делениям)
Ответ: 7, 9, 13 делениям.
Задача № 10 . Сколько нужно взять 10% раствора осветленной хлорной извести и воды (в литрах) для приготовления 10л 5%раствора.
Решение:
1) 100 г – 5г
(г) активного вещества
2) 100% – 10г
(мл) 10% раствора
3) 10000-5000=5000 (мл) воды
Ответ: необходимо взять 5000мл осветленной хлорной извести и 5000мл воды.
Задача № 11 . Сколько нужно взять 10% раствора хлорной извести и воды для приготовления 5л 1% раствора.
Решение:
Так как в 100 мл содержится 10 г активного вещества то,
1) 100г – 1мл
5000 мл – х
(мл) активного вещества
2) 100% – 10мл
00 (мл) 10% раствора
3) 5000-500=4500 (мл) воды.
Ответ: необходимо взять 500 мл 10% раствора и 4500мл воды.
Задача № 12 . Сколько нужно взять 10% раствора хлорной извести и воды для приготовления 2л 0,5% раствора.
Решение:
Так как в 100 мл содержится 10 мл активного вещества то,
1) 100 % – 0,5мл
0 (мл) активного вещества
2) 100 % – 10 мл
(мл) 10% раствора
3) 2000-100=1900 (мл) воды.
Ответ: необходимо взять 10 мл 10% раствора и 1900 мл воды.
Задача № 13 . Сколько нужно взять хлорамина (сухое вещество) в г и воды для приготовления 1 литра 3%раствора.
Решение:
1) 3г – 100 мл
г
2) 10000 – 300=9700мл.
Ответ: для приготовления 10 литров 3%раствора необходимо взять 300г хлорамина и 9700мл воды.
Задача № 14. Сколько нужно взять хлорамина (сухого) в г и воды для приготовления 3-х литров 0,5% раствора.
Решение:
Процент – количество вещества в 100 мл.
1) 0,5 г – 100 мл
г
2) 3000 – 15=2985мл.
Ответ: для приготовления 10 литров 3%раствора необходимо взять 15г хлорамина и 2985мл воды
Задача № 15. Сколько нужно взять хлорамина (сухого) в г и воды для приготовления 5 литров 3% раствора.
Решение:
Процент – количество вещества в 100 мл.
1) 3 г – 100 мл
г
2) 5000 – 150= 4850мл.
Ответ: для приготовления 5 литров 3%раствора необходимо взять 150г хлорамина и 4850 мл воды.
Задача № 16 . Для постановки согревающего компресса из 40% раствора этилового спирта необходимо взять 50мл. Сколько нужно взять 96% спирта для постановки согревающего компресса?
Решение:
По формуле (1)
мл
Ответ: Для приготовления согревающего компресса из 96% раствора этилового спирта необходимо взять 21 мл.
Задача № 17 . Приготовить 1 литр 1% раствор хлорной извести для обработки инвентаря из 1 литра маточного 10% раствора.
Решение: Подсчитайте сколько нужно взять мл 10% раствора для приготовления 1% раствора:
10г – 1000 мл
Ответ: Чтобы приготовить 1 литр 1% раствора хлорной извести нужно взять 100 мл 10% раствора и добавить 900 мл воды.
Задача № 18. Больной должен принимать лекарство по 1 мг в порошках 4 раза в день в течении 7 дней, то сколько необходимо выписать данного лекарства (расчет вести в граммах).
Решение: 1г = 1000мг, следовательно, 1 мг = 0,001 г.
Подсчитайте сколько больному необходимо лекарства в день:
4* 0,001 г = 0,004 г, следовательно, на 7 дней ему необходимо:
7* 0,004 г = 0,028 г.
Ответ: данного лекарства необходимо выписать 0,028 г.
Задача № 19. Больному необходимо ввести 400 тысяч единиц пенициллина. Флакон по 1 миллиону единиц. Развести 1:1. Сколько мл раствора необходимо взять.
Решение: При разведении 1:1 в 1 мл раствора содержится 100 тысяч единиц действия. 1 флакон пенициллина по 1 миллиону единиц разводим10 мл раствора. Если больному необходимо ввести 400 тысяч единиц, то необходимо взять 4 мл полученного раствора.
Ответ: необходимо взять 4 мл полученного раствора.
Задача № 20. Ввести больному 24 единицы инсулина. Цена деления шприца 0,1 мл.
Решение: в 1 мл инсулина содержится 40 единиц инсулина. В 0,1 мл инсулина содержится 4 единицы инсулина. Чтобы ввести больному 24 единицы инсулина необходимо взять 0,6 мл инсулина.
Единицы СИ в клинической лабораторной диагностике.
В клинической лабораторной диагностике Международную систему единиц рекомендуется применять в соответствии со следующими правилами.
1. В качестве единиц объема следует применять литр. Не рекомендуется в знаменателе применять дольные или кратные от литра (1-100 мл).
2. Концентрация измеряемых веществ указывается как молярная (моль/л) или как массовая (г/л).
3. Молярная концентрация используется для веществ с известной относительной молекулярной массой. Ионная концентрация указывается в виде молярной.
4. Массовую концентрацию используют для веществ, относительная молекулярная масса которых неизвестна.
5. Плотность указывается в г/л; клиренс – в мл/с.
6. Активность ферментов на количество веществ по времени и объему выражается как моль/(с*л); мкмоль/(с*л); нмоль/(с*л).
При переводе единиц массы в единицы количества вещества (молярные) коэффициент пересчета - К=1/Mr, где Mr – относительная молекулярная масса. При этом исходная единица массы (грамм) соответствует молярной единице количества вещества (моль).
Общая характеристика.
Растворы – однородные системы, состоящие из двух или более компонентов и продуктов их взаимодействия. Роль растворителя может выполнять не только вода, но и этиловый спирт, эфир, хлороформ, бензол и т.д.
Процесс растворения часто сопровождается выделением тепла (экзотермическая реакция – растворение едких щелочей в воде) или поглощением тепла (эндотермическая реакция – растворение аммонийных солей).
К жидким растворам относятся растворы твердых веществ в жидкостях (раствор соли в воде), растворы жидкостей в жидкостях (раствор этилового спирта в воде), растворы газов в жидкостях (СО 2 в воде).
Растворы могу быть не только жидкие, но и твердые (стекло, сплав серебра и золота), а также газообразные (воздух). Наиболее важными и распространенными являются водные растворы.
Растворимость – свойство вещества растворяться в растворителе. По растворимости в воде все вещества делят на 3 группы - хорошо растворимые, малорастворимые и практически не растворимые. Растворимость, прежде всего, зависит от природы веществ. Растворимость выражают количеством граммов вещества, которое можно максимально растворить в 100 г растворителя или раствора при данной температуре. Это количество называется коэффициентом растворимости или просто растворимостью вещества.
Раствор, в котором при данной температуре и объеме не происходит дальнейшее растворение вещества, называется насыщенным. Такой раствор находится в равновесии с избытком растворяемого вещества, он содержит максимально возможное при данных условиях количество вещества. Если концентрация раствора не достигает концентрации насыщения при данных условиях, то раствор называется ненасыщенным. В пересыщенном растворе вещества содержится больше, чем в насыщенном растворе. Пересыщенные растворы очень неустойчивы. Простое сотрясение сосуда или соприкосновение с кристаллами растворенного вещества приводит к мгновенной кристаллизации. При этом пересыщенный раствор переходит в насыщенный раствор.
Понятие «насыщенные растворы» следует отличать от понятия «пересыщенные растворы». Концентрированным называется раствор с высоким содержание растворенного вещества. Насыщенные растворы разных веществ могут сильно различаться по концентрации. У хорошо растворимых веществ (нитрит калия) насыщенные растворы имеют высокую концентрацию; у малорастворимых веществ (сульфат бария) насыщенные растворы обладают небольшой концентрацией растворенного вещества.
В подавляющем большинстве случаев с повышением температуры растворимость вещества увеличивается. Но есть вещества, растворимость которых с повышением температуры увеличивается незначительно (хлорид натрия, хлорид алюминия) или даже уменьшается.
Зависимость растворимости различных веществ от температуры изображается графически с помощью кривых растворимости. На оси абсцисс откладывают температуру, на оси ординат – растворимость. Таким образом, можно рассчитать, сколько соли выпадает из раствора при его охлаждении. Выделение веществ из раствора при понижении температуры называется кристаллизацией, при этом вещество выделяется в чистом виде.
Если в растворе содержатся примеси, то раствор по отношению к ним будет ненасыщенным даже при понижении температуры, и примеси в осадок не выпадут. На этом основан метод очистки веществ – кристаллизация.
В водных растворах образуются более или менее прочные соединения частиц растворенного вещества с водой – гидраты. Иногда такая вода настолько прочно связана с растворенным веществом, что при его выделении входит в состав кристаллов.
Кристаллические вещества, содержащие в своем составе воду, называются кристаллогидратами, а сама вода – кристаллизационной. Состав кристаллогидратов выражается формулой с указанием числа молекул воды на одну молекулу вещества – CuSO 4 * 5H 2 O.
Концентрация – отношение количества растворенного вещества к количеству раствора или растворителя. Концентрацию раствора выражают в весовых и объемных отношениях. Весовые процентные отношения указывают на весовое содержание вещества в 100 г раствора (но не в 100 мл раствора!).
Техника приготовления приблизительных растворов.
Отвешивают необходимые вещества и растворитель в таких отношениях, чтобы общая сумма была 100 г. Если растворителем является вода, плотность которой равна единице, ее не взвешивают, а отмеряют объем, равный массе. Если растворителем является жидкость, плотность которой не равна единице, ее или взвешивают, или выраженное в граммах количество растворителя делят на показатель плотности и рассчитывают объем, который занимает жидкость. Плотность P – отношение массы тела к его объему.
За единицу плотности принята плотность воды при 4 0 С.
Относительной плотностью D называют отношение плотности данного вещества к плотности другого вещества. Практически определяют отношение плотности данного вещества к плотности воды, принятой за единицу. Например, если относительная плотность раствора равна 2,05, то 1 мл его весит 2,05 г.
Пример. Сколько надо взять 4-х хлористого углерода для приготовления 100 г 10% раствора жира? Отвешивают 10 г жира и 90 г растворителя CCl 4 или, измеряя объем занимаемой необходимым количеством CCl 4 , делят массу (90 г) на показатель относительной плотности D = (1, 59 г/мл).
V = (90 г) / (1, 59 г/мл) = 56, 6 мл.
Пример. Как приготовить 5% раствор сернокислой меди из кристаллогидрата этого вещества (в расчете на безводную соль)? Молекулярная масса сернокислой меди – 160 г, кристаллогидрата – 250 г.
250 – 160 X = (5*250) / 160 = 7,8 г
Следовательно, нужно взять 7,8 г кристаллогидрата, 92,2 г воды. Если раствор готовят без пересчета на безводную соль, расчет упрощается. Отвешивают заданное количество соли и прибавляют растворитель в таком количестве, чтобы общий вес раствора был 100 г.
Объемные процентные отношения показывают, какое количество вещества (в мл) содержится в 100 мл раствора или смеси газов. Например, 96% раствор этилового спирта содержит 96 мл абсолютного (безводного) спирта и 4 мл воды. Объемными процентами пользуются при смешивании взаиморастворяющихся жидкостей, при приготовлении газовых смесей.
Весо-объемные процентные отношения (условный способ выражения концентрации). Указывают весовое количество вещества, содержащегося в 100 мл раствора. Например, 10% раствора NaCl содержит 10 г соли в 100 мл раствора.
Техника приготовления процентных растворов из концентрированных кислот.
Концентрированные кислоты (серная, соляная, азотная) содержат воду. Соотношение кислоты и воды в них указывается в весовых процентных отношениях.
Плотность растворов в большинстве случаев выше единицы. Процентное содержание кислот определяется по их плотности. При приготовлении более разбавленных растворов из концентрированных растворов учитывают содержание в них воды.
Пример. Надо приготовить 20% раствор серной кислоты H 2 SO 4 из концентрированной 98% серной кислоты с плотность D = 1,84 г/мл. Первоначально рассчитываем, в каком количестве концентрированного раствора содержится 20 г серной кислоты.
100 – 98 X = (20*100) / 98 = 20,4 г
Практически удобнее работать с объемными, а не с весовыми, единицами кислот. Поэтому рассчитывают, какой объем концентрированной кислоты занимает нужное весовое количество вещества. Для этого полученное в граммах число делят на показатель плотности.
V = M/P = 20, 4 / 1, 84 = 11 мл
Можно рассчитывать и другим способом, когда концентрация исходного раствора кислоты сразу же выражается в весо-объемных процентных отношениях.
100 – 180 X = 11 мл
Когда не требуется особенной точности, при разбавлении растворов или смешивании их для получения растворов другой концентрации можно пользоваться следующим простым и быстрым способом. Например, нужно приготовить 5% раствор сернокислого аммония из 20% раствора.
Где 20 – концентрация взятого раствора, 0 – вода, и 5 – требуемая концентрация. Из 20 вычитаем 5, и полученное значение пишем в правом нижнем углу, вычитая 0 из 5, пишем цифру в правом верхнем углу. Тогда схема примет следующий вид.
Это значит, что нужно взять 5 частей 20% раствора и 15 частей воды. Если смешать 2 раствора, то схема сохраняется, только в левом нижнем углу пишется исходный раствор с меньшей концентрацией. Например, смешиванием 30% и 15% растворов нужно получить 25% раствор.
Таким образом, нужно взять 10 частей 30% раствора и 15 частей 15% раствора. Такой схемой можно пользоваться, когда не требуется особой точности.
К точным растворам относят нормальные, молярные, стандартные растворы.
Нормальным называют раствор, в 1 г которого содержится г – экв растворенного вещества. Весовое количество сложного вещества, выраженное в граммах и численно равное его эквиваленту, называется грамм – эквивалентом. При вычислении эквивалентов соединений типа оснований, кислот и солей можно пользоваться следующими правилами.
1. Эквивалент основания (Э о) равен молекулярной массе основания, деленной на число групп ОН в его молекуле (или на валентность металла).
Э (NaOH) = 40/1=40
2. Эквивалент кислоты (Э к) равен молекулярной массе кислоты, деленной на число атомов водорода в ее молекуле, которые могут замещаться на металл.
Э(H 2 SO 4) = 98/2 = 49
Э(HCl) = 36,5/1=36,5
3. Эквивалент соли (Э с) равен молекулярной массе соли, деленной на произведение валентности металла, на число его атомов.
Э(NaCl) = 58,5/(1*1) = 58,5
При взаимодействии кислот и оснований в зависимости от свойств реагирующих веществ и условий реакции не обязательно все атомы водорода, присутствующие в молекуле кислоты, замещаются на атом металла, а образуются кислые соли. В этих случаях грамм – эквивалент определяется числом атомов водорода, замещенных на атомы металлов в данной реакции.
H 3 PO 4 + NaOH = NaH 2 PO + H 2 O (грамм – эквивалент равен грамм – молекулярному весу).
H 3 PO 4 + 2NaOH = Na 2 HPO 4 + 2H 2 O (грамм – эквивалент равен половине грамм - молекулярного веса).
При определении грамм – эквивалента требуется знание химической реакции и условий, в которых она протекает. Если нужно приготовить децинормальный, сантинормальный или миллинормальный растворы, берут, соответственно, 0,1; 0,01; 0,001 грамм – эквивалент вещества. Зная нормальность раствора N и эквивалент растворенного вещества Э, легко вычислить, сколько граммов вещества содержится в 1мл раствора. Для этого надо массу растворенного вещества разделить на 1000. Количество растворенного вещества в граммах, содержащееся в 1 мл раствора, называется титром раствора (Т).
Т = (N*Э) / 1000
Т (0,1 H 2 SO 4) = (0,1*49) / 1000 = 0,0049 г/мл.
Раствор с известным титром (концентрацией) называется титрованным. Пользуясь титрованным раствором щелочи, можно определить концентрацию (нормальность) раствора кислоты (ацидиметрия). Пользуясь титрованным раствором кислоты, можно определить концентрацию (нормальность) раствора щелочи (алкалиметрия). Растворы одинаковой нормальности реагируют в равных объемах. При разных нормальностях эти растворы реагируют между собой в объемах, обратно пропорциональных их нормальностям.
N к / N щ = V щ / V к
N к * V к = N щ * V щ
Пример. На титрование 10 мл раствора HCl пошло 15 мл 0,5 N раствора NaOH. Вычислить нормальность раствора HCl.
N к * 10 = 0, 5 * 15
N к = (0, 5 * 15) / 10 = 0, 75
N = 30 / 58, 5 = 0, 5
Фиксаналы – заранее приготовленные и запаянные в ампулы, точно отвешенные количества реактива, необходимые для приготовления 1 л 0, 1 N или 0, 01 N раствора. Фиксаналы бывают жидкие и сухие. Сухие имеют более длительный срок хранения. Техника приготовления растворов из фиксаналов описана в приложении к коробке с фиксаналами.
Приготовление и проверка децинормальных растворов.
Децинормальные растворы, которые в лаборатории часто являются исходными, готовят из химически частых препаратов. Необходимая навеска отвешивается на технохимических весах или аптекарских весах. При взвешивании допускается ошибка на 0,01 – 0,03 г. Практически можно допустить ошибку в сторону некоторого повышения полученного по расчету веса. Навеска переносится в мерную колбу, куда добавляется небольшое количество воды. После полного растворения вещества и уравнивания температуры раствора с температурой воздуха колба доливается водой до отметки.
Приготовленный раствор требует проверки. Проверка производится с помощью растворов, приготовленных их фиксаналов, в присутствии индикаторов, устанавливается коэффициент поправки (К) и титр. Коэффициент поправки (К) или фактор поправки (F) показывает, какому количеству (в мл) точного нормального раствора соответствует 1мл данного (приготовленного) раствора. Для этого 5 или 10 мл приготовленного раствора переносят в коническую колбу, добавляют несколько капель индикатора и титруют точным раствором. Титрование проводят дважды и рассчитывают среднюю арифметическую величину. Результаты титрования должны быть примерно одинаковыми (разница в пределах 0,2 мл). Коэффициент поправки рассчитывают по отношению объема точного раствора V т к объему испытуемого раствора V н.
К = V т / V н.
Коэффициент поправки может быть определен и вторым способом – по отношению титра испытуемого раствора к теоретически высчитанному титру точного раствора.
K = T практ. / T теор.
Если левые части уравнения равны, то равны и их правые части.
V т / V н. = T практ. / T теор.
Если найден практический титр испытуемого раствора, значит, определено весовое содержание вещества в 1 мл раствора. При взаимодействии точного и проверяемого раствора могут иметь место 3 случая.
1. Растворы взаимодействовали в одинаковых объемах. Например, на титрование 10 мл 0,1 н раствора пошло 10 мл испытуемого раствора. Следовательно, нормальность одинакова, и коэффициент поправки равен единице.
2. На взаимодействие с 10 мл точного раствора пошло 9,5 мл испытуемого, испытуемый раствор оказался концентрированнее точного раствора.
3. На взаимодействие с 10 мл точного раствора пошло 10,5 мл испытуемого, испытуемый раствор слабее по концентрации, чем точный раствор.
Коэффициент поправки рассчитывается с точностью до второго знака после запятой, допускаются колебания от 0,95 до 1,05.
Исправление растворов, коэффициент поправки которых больше единицы.
Коэффициент поправки показывает, во сколько раз данный раствор концентрированнее раствора определенной нормальности. Например, К равен 1,06. Следовательно, к каждому мл приготовленного раствора надо прибавить 0,06 мл воды. Если осталось 200 мл раствора, то (0,06*200) = 12 мл – прибавляют к оставшемуся приготовленному раствору и смешивают. Этот способ приведения растворов к определенной нормальности прост и удобен. Приготавливая растворы, следует готовить их более концентрированными растворами, а не разбавленными растворами.
Приготовление точных растворов, коэффициент поправки которых меньше единицы.
В указанных растворах недостает какой-то части грамм – эквивалента. Эту недостающую часть можно определить. Если рассчитать разность между титром раствора определенной нормальности (теоретический титр) и титром данного раствора. Полученная величина показывает, сколько вещества надо прибавить к 1 мл раствора для доведения его до концентрации раствора заданной нормальности.
Пример. Коэффициент поправки приблизительно 0,1 N раствора едкого натра равен 0,9, объем раствора – 1000 мл. Привести раствор к точно 0,1 N концентрации. Грамм - эквивалент едкого натра – 40 г. Теоретический титр для 0,1 N раствора – 0,004. Практический титр - Т теор. * K = 0,004 * 0, 9 = 0, 0036 г.
T теор. - T практ. = 0, 004 – 0, 0036 = 0, 0004 г.
Осталось неизрасходованным 1000 мл раствора – 1000 * 0, 0004 = 0,4 г.
Полученное количество вещества прибавляют к раствору, хорошо перемешивают, и еще раз определяют титр раствора. Если исходным материалом для приготовления растворов являются концентрированные кислоты, щелочи, и другие вещества, то необходимо производить дополнительный расчет, чтобы определить, в каком количестве концентрированного раствора содержится рассчитанная величина данного вещества. Пример. На титрование 5 мл приблизительно 0,1 N раствора HCl пошло 4,3 мл точного 0,1 N раствора NaOH.
K = 4,3/5 = 0,86
Раствор слабый, его надо укрепить. Рассчитываем Т теор. , T практ. и их разность.
Т теор. = 3,65 / 1000 = 0,00365
T практ. = 0, 00365 * 0, 86 = 0, 00314
Т теор. - T практ. = 0, 00364 – 0, 00314 = 0, 00051
Осталось неиспользованным 200 мл раствора.
200 * 0, 00051 = 0, 102 г
Для 38% раствора HCl плотностью 1, 19 составляем пропорцию.
100 – 38 X = (0, 102 * 100) / 38 = 0, 26 г
Переводим весовые единицы в объемные, учитывая плотность кислоты.
V = 0, 26 / 1, 19 = 0, 21 мл
Приготовление 0,01 N, 0,005 N из децинормальных растворов, имеющий коэффициент поправки.
Первоначально рассчитывают, какой объем 0,1 N раствора надо взять для приготовления из 0,01 N раствора. Рассчитанный объем делят на коэффициент поправки. Пример. Надо приготовить 100 мл 0, 01 N раствора из 0,1 N с К = 1,05. Так как раствор концентрированнее в 1,05 раза, надо взять 10/1,05 = 9, 52 мл. Если К = 0, 9, то надо взять 10/0,9 = 11,11 мл. В данном случае берут несколько большее количество раствора и доводят объем в мерной колбе до 100 мл.
Для приготовления и хранения титрованных растворов существуют следующие правила.
1. Каждый титрованный раствор имеет свой предельный срок хранения. При хранении они изменяют свой титр. При выполнении анализа необходимо проверить титр раствора.
2. Необходимо знать свойства растворов. Титр некоторых растворов (гипосульфит натрия) меняются со временем, поэтому их титр устанавливается не ранее чем через 5-7 дней после приготовления.
3. Все бутылки с титрованными растворами должны иметь четкую надпись с указанием вещества, его концентрации, коэффициента поправки, временем изготовления раствора, даты проверки титра.
4. При аналитических работах большое внимание нужно уделять расчетам.
Т = А / V (А – навеска)
N = (1000 * А) / (V * г /экв)
T = (N * г/экв) / 1000
N = (T * 1000) / (г/экв)
Молярным называют раствор, в 1л которого содержится 1 г*моль растворенного вещества. Моль – молекулярная масса, выраженная в граммах. 1-молярный раствор серной кислоты – 1 л такого раствора содержит 98 г серной кислоты. Сантимолярный раствор содержит в 1 л 0, 01 моль, миллимолярный – 0, 001 моль. Раствор, концентрация которого выражена количеством молей на 1000 г растворителя, называется моляльным.
Например, в 1 л 1 М раствора едкого натра содержится 40 г препарата. В 100 мл раствора будет содержаться 4, 0 г, т.е. раствор 4/100 мл (4г%).
Если раствор едкого натра 60/100 (60мг%), нужно определить его молярность. В 100 мл раствора содержится 60 г едкого натра, а в 1 л – 600 г., т.е. в 1 л 1 М раствора должно содержаться 40 г едкого натра. Молярность натра - X = 600 / 40 = 15 М.
Стандартным называются растворы с точно известными концентрациями, применяющимися для количественного определения веществ методом колориметрии, нефелометрии. Навеску для стандартных растворов отвешивают на аналитических весах. Вещество, из которого готовят стандартный раствор, должно быть химически чистым. Стандартные растворы. Стандартные растворы готовят в объеме, необходимом для расхода, но не больше 1 л. Количество вещества (в граммах), необходимое для получения стандартных растворов – А.
А = (M I * T * V) / М 2
M I – Молекулярная масса растворяемого вещества.
Т – Титр раствора по определяемому веществу (г/мл).
V – Заданный объем (мл).
М 2 – Молекулярная или атомная масса определяемого вещества.
Пример. Нужно приготовить 100 мл стандартного раствора CuSO 4 * 5H 2 O для колориметрического определения меди, причем в 1 мл раствора должно содержаться 1 мг меди. В данном случае M I = 249, 68; M 2 = 63, 54; T = 0, 001 г/мл; V = 100 мл.
А = (249,68*0,001*100) / 63,54 = 0,3929 г.
Навеску соли переносят в мерную колбу емкостью 100 мл и добавляют воду до отметки.
Контрольные вопросы и задачи.
1. Что такое раствор?
2. Какие существуют способы выражения концентрации растворов?
3. Что такое титр раствора?
4. Что такое грамм – эквивалент и как его рассчитывают для кислот, солей, оснований?
5. Как приготовить 0,1 N раствор едкого натрия NaOH?
6. Как приготовить 0,1 N раствор серной кислоты H 2 SO 4 из концентрированной с плотностью 1,84?
8. Какой существует способ для укрепления и разбавления растворов?
9. Вычислить, сколько граммов NaOH необходимо для приготовления 500 мл 0,1 М раствора? Ответ – 2 г.
10. Сколько граммов CuSO 4 * 5H 2 O нужно взять для приготовления 2 л 0,1 N раствора? Ответ – 25 г.
11. На титрование 10 мл раствора HCl пошло 15 мл 0,5 N раствора NaOH. Вычислить – нормальность HCl, концентрацию раствора в г/л, титр раствора в г/мл. Ответ – 0,75; 27,375 г/л; Т = 0,0274 г/мл.
12. В 200 г воды растворено 18 г вещества. Вычислить весовую процентную концентрацию раствора. Ответ – 8,25%.
13. Сколько мл 96% раствора серной кислоты (D = 1.84) нужно взять для приготовления 500 мл 0,05 N раствора? Ответ – 0,69 мл.
14. Титр раствора H 2 SO 4 = 0,0049 г/мл. Вычислить нормальность этого раствора. Ответ – 0,1 N.
15. Сколько граммов едкого натра нужно взять для приготовления 300 мл 0,2 N раствора? Ответ – 2,4 г.
16. Сколько нужно взять 96% раствора H 2 SO 4 (D = 1,84) для приготовления 2 л 15% раствора? Ответ – 168 мл.
17. Сколько мл 96% раствора серной кислоты (D = 1,84) нужно взять для приготовления 500 мл 0,35 N раствора? Ответ – 9,3 мл.
18. Сколько мл 96% серной кислоты (D = 1,84) нужно взять для приготовления 1 л 0,5 N раствора? Ответ – 13,84 мл.
19. Сколько молярность 20% раствора соляной кислоты (D = 1,1). Ответ – 6,03 М.
20 . Вычислить молярную концентрацию 10% раствора азотной кислоты (D = 1,056). Ответ – 1,68 М.