化学实验和工农业生产中经常要使用一定浓度的溶液,一定物质的量浓度溶液的配制就是化学实验中一个重要的定量实验。
以配制100 mL 1.00 NaCl溶液为例。
1.主要仪器:(1)托盘天平(或电子天平、物理天平等)、药匙、烧杯、量筒、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管。
(2)容量瓶的使用
容量瓶是一种细颈、梨形、平底的玻璃仪器,带磨口玻璃塞。标有使用温度、容积和刻度线。常见的规格有50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL。用来配制一定物质的量浓度的溶液,不能用来溶解物质、贮存溶液。
2.主要步骤(1)计算
配制100 mL 1.00 NaCl溶液所需NaCl固体的质量为5.85 g。
(2)称量
用托盘天平准确称取NaCl固体5.9 g。注意,如果是用电子天平,其精度为0.01g,则可称取5.85g。
(3)溶解
将NaCl固体放入烧杯中(不能在量筒中),用量筒量取适量蒸馏水溶解,玻璃棒搅拌,加速溶解,冷却到室温。
(4)转移
用玻璃棒引流将溶液转移至100mL容量瓶中。注意,玻璃棒末端位于刻度线下。将烧杯内壁和玻璃棒用蒸馏水洗涤2~3次,并将洗涤液都转移至容量瓶,轻轻摇动,使溶液混合均匀。
(5)定容
将蒸馏水用玻璃棒引流注入容量瓶,至液面离刻度线下1~2cm,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面最低点与刻度线相切。注意,视线要平视刻度线,不能俯视或仰视。
(6)摇匀:塞好瓶塞,反复上下颠倒,使溶液混合均匀。将配好的溶液转移到试剂瓶中,贴上标签,注明溶液名称、浓度及日期。
配制完整过程
3.注意事项
- 玻璃棒的作用,溶解时搅拌溶液可加速物质的溶解,在转移溶液时引流。
- 称量固体时一般在托盘中各放一张大小相同的纸片,但象NaOH这样的有腐蚀性、易潮解的物质要在小烧杯或称量瓶中称量。
- 如果是用固体溶质配制溶液,则计算其所需固体的质量,其精度取决于所用的天平的精度。如果是用浓溶液配制稀溶液,则需要使用稀释定律进行计算。
c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)
m(浓)·w(浓)=m(稀)·w(稀)
- 容量瓶的选择。根据所配溶液的体积选择合适规格的容量瓶,如配450 mL某浓度溶液应选用500 mL的容量瓶。
- 不能直接在容量瓶中溶解或稀释,容量瓶也不能作为反应容器或长期贮存溶液。
- 容量瓶的容积是在所标温度下的,不能将热的(或冷的)溶液转移到容量瓶中。拿容量瓶时,一只手应握在瓶颈刻度线以上部位,另一只手托瓶底,以免溶液受热而发生体积变化。
- 定容后的容量瓶在颠倒、振荡后,容量瓶中的液面会低于刻度线,这是正常现象,不能再向容量瓶中加入蒸馏水,会使溶液体积变大。
- 在定容时加蒸馏水,一旦超过刻度线,不能将多余溶液用滴管吸出,应重新配制。
- 不需要计算水的用量,容量瓶不需要干燥,有少量蒸馏水不影响实验结果。
- 定容时不能俯视、仰视,必须平视刻度线。
4.误差分析
分析原理:
如果溶质偏多,则浓度偏大;反之,偏小。如果溶液的体积偏大,则浓度偏小,反之,偏大。
可能引起误差的操作 | 过程分析 | 对c的影响 | |
m | V | ||
用滤纸称量NaOH | 减小 | — | 偏小 |
移液前容量瓶内有少量水 | 不变 | 不变 | 不变 |
向容量瓶转移液体时少量流出 | 减小 | — | 偏小 |
未洗涤烧杯和玻璃棒 | 减小 | — | 偏小 |
未冷却至室温就注入定容 | — | 减小 | 偏大 |
定容时,水加多后用滴管吸出 | 减小 | — | 偏小 |
定容摇匀时液面下降再加水 | — | 增大 | 偏小 |
定容时俯视读刻度 | — | 减小 | 偏大 |
定容时仰视读刻度 | — | 增大 | 偏小 |
画图分析读数误差
例题
实验室用密度为1.25 ,质量分数为36.5%的浓盐酸配制240 mL 0.1 的盐酸,完成下列填空:
(1)浓盐酸的物质的量浓度为________。
(2)配制240 mL 0.1
(3)配制时,其正确的操作顺序是(用字母表示,每个字母只能用一次)________。
A.用30 mL水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.用量筒准确量取所需的浓盐酸的体积,沿玻璃棒倒入烧杯中,再加入少量水(约30 mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其混合均匀
C.将已冷却的盐酸沿玻璃棒注入容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,振荡、摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹液面恰好与刻度线相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度线1~2cm处
(4)操作A中,将洗涤液都移入容量瓶,其目的是_____________________。
(5)若实验过程中出现如下情况如何处理?
①加蒸馏水时不慎超过了刻度线__________________________________。
②向容量瓶中转移溶液时不慎有溶液溅出________________________。
【解析】 (1)c=12.5 mol/L。
(2)应选250 mL容量瓶,利用稀释规律可知:
0.25 L×0.1 mol/L=12.5 mol/L×V
V=0.002 L=2 mL。
(3)BCAFED
(4)让溶质全部进入容量瓶中,以免溶质偏少
(5)重新配制;重新配制
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