PREPARAREA SOLUTIILOR

PREPARAREA SOLUŢIILOR

CONSIDERAŢII TEORETICE

DEFINIŢIE

Solutia este un amestec omogen de doua sau mai multe componente.

Partile componente ale unei solutii sunt:

solventul (dizolvantul) = componenta care dizolva si care se gaseste īn cantitate mai mare;

solvatul (dizolvatul, solutul) = componenta care se dizolva si care se gaseste īn cantitate mai mica.

1.2.EXPRIMAREA CONCENTRAŢIEI SOLUŢIILOR

Concentratia unei solutii exprima raportul dintre substanta dizolvata si solutie sau solvent. Exista numeroase moduri de exprimare a concentratiei solutiilor, īn functie de unitatile de masura īn care se exprima cele doua componente (dizolvatul si solutia sau solventul)

1.2.1. Concentratia procentuala

1.2.1.1. Concentratia procentuala de masa: reprezinta cantitatea de substanta dizolvata, exprimata īn grame din 100 grame de solutie.

m_s=m_d+m_solv.     (2) 

Unde: c %_m - concentratia procentuala de masa [%];

m_d - masa solutului [g];

m_s - masa solutiei [g];

m_solv. - masa solventului.

1.2.1.2. Concentratia procentuala de volum: exprima numarul de litri de dizolvat din 100 l de solutie.

V_s=V_d+V_solv

Unde: c%_v - concentratia procentuala īn procente de volum;

V_d - volumul solvatului [l];

V_s - volumul solutiei [l];

V_solv - volumul solventului [l].

Acest mod de exprimare a concentratiei se aplica atunci cānd componentele solutiei sunt gaze.

1.2.1.3. Concentratia procentuala volumetrica: reprezinta grame de solut la 100 ml solutie.

1.2.2. Concentratia molara (molaritatea)

Reprezinta numarul de moli de substanta dizolvata īntr-un litru de solutie.Deci:

1 l solutie............M_d ...........1 M

V_s l solutie..........m_d...........m

[mol/l]  (4)

unde: m - concentratia molara [mol/l];

M_d - masa molara a solvatului [g];

1.2.3. Concentratia normala (normalitatea)

Reprezinta numarul de echivalenti-gram de solut dintr-un litru de solutie. Deci:

1 l solutie........... E_d g..........1 N

V_s l solutie...........m_d g..........n

[val/l]   (5) 

unde: n - concentratia normala, [val/l];

E_d - echivalentul gram al solutului, [g];

V_s - volumul solutiei [l].

1.2.4. Concentratia molala (molalitatea)

Este definita ca fiind moli de solut la 1000 grame de solvent.

m_d/M_d........... m_solv g solvent

a................1000 g solvent

[moli/1000 g solvent] (6)

unde: a - concentratia molala, [moli/ 1000 g solvent];

M_d - masa molara a solutului, [g];

m_d - masa solutului, [g].

1.2.5. Fractia molara

Īn cazul unei solutii compusa din n_a moli de substanta a, n_b moli din substanta b, n_c moli din substanta c etc., se defineste fractia molara a substantei a:

Suma fractiilor molare ale tuturor componentelor solutiilor este egala cu unitatea:

X_a+X_b+X_c+.=1

1.2.6. Titrul solutiei

Reprezinta cantitatea de substanta dizolvata, exprimata īn grame, īntr-un mililitru de solutie:

[g/ml]  (8) 

unde: T - titrul solutiei, [g/ml];

m_d - masa de substanta dizolvata, [g];

V_s - volumul solutiei, [ml].

MODIFICAREA CONCENTRAŢIEI SOLUŢIILOR

Se realizeaza prin:

adaugare de apa (rezulta o scadere a concentratiei solutiei);

adaugare de solutii de aceeasi natura dar de concentratii diferite (se poate obtine atāt scaderea cāt si cresterea concentratiei solutiei).

Calculele referitoare la solutiile implicate īn amestecul respectiv au la baza regula amestecului, care este un sistem de doua ecuatii:

m₁c₁ + m₂c₂ +.+ m_nc_n = m_fc_f  (9) 

m₁ + m₂ +.+ m_n = m_f  (10)

 

unde: m_i - cantitatile de solutii care se amesteca, [g];

c_i - concentratiile procentuale de masa ale solutiilor care se amesteca, [%];

i = 1,2,3,.,n

c_f - concentratia procentuala de masa a solutiei finale, [%];

m_f - masa solutiei finale obtinute, [g].

Ecuatia (9) reprezinta bilantul dizolvatului din solutie iar ecuatia (10) reprezinta bilantul solutiei.

Concentratiile c_i si c_f se exprima īn aceleasi unitati de masura. La fel si cantitatile de solutii m_i si m_f se exprima īn aceleasi unitati de masura. Corelarea dintre modul de de exprimare a concentratiei si unitatile de masura ale cantitatilor de solutii care se amesteca este redata īn tabelul urmator:

Daca modificarea concentratiei unei solutii se face cu apa distilata, din ecuatia (9) se anuleaza termenul corespunzator apei, deoarece concentratia ei este 0.

2. PARTEA EXPERIMENTALĂ

2.1. Prepararea solutiei de NaCl din NaCl solid

2.1.1. Aparatura si reactivi

balanta farmaceutica;

densimetru;

cilindrii gradatii;

flacoane Erlenmayer;

baloane cotate;

spatula metalica;

sticla de ceas;

apa distilata;

NaCl.

2.1.2. Modul de lucru

Se vor prepara doua solutii Na Cl:

- solutia nr. 1 - concentratia c₁%_m, volum V₁;

- solutia nr.2 - concentratia c₂%_m, volum V_2.

Īn vederea obtinerii unui anumit volum de solutie de NaCl, de concentratie procentuala data, se calculeaza masa de NaCl solida necesara, conform relatiei (1). Masa solutiei care se prepara se calculeaza cunoscānd densitatea ρ a solutiei respective. Masa apei distilate necesara dizolvarii NaCl solid se calculeaza cu relatia (2) iar volumul de apa corespunzator acestei mase se obtine admitānd ca ρ_apa= 1 g/cm³ la 20˚C.

Masa de NaCl se cāntareste la balanta farmaceutica si se introduce īntr-un balon cotat de capacitate adecvata. Volumul de apa distilata se masoara cu un cilindru gradat si se adauga peste NaCl solid. Se agita solutia pāna la dizolvarea completa a NaCl solid.

Concentratia solutiei finale se verifica prin masurarea densitatii acesteia cu ajutorul unui densimetru si compararea valorii obtinute cu cea din Anexa 1, corespunzator concentratiei care s-a impus a fi preparata.

2.2. Modificarea concentratiei solutiei

a)      Prin amestecarea a doua solutii de concentratii cunoscute:

Se vor utiliza cele doua solutii obtinute anterior (c₁>c₂) pentru a prepara un anumit volum V_f de solutie de NaCl de concentratie procentuala data c_f.

Se utilizeaza regula amestecului (relatiile 9 si 10) pentru calculul maselor necesare din solutiile 1 si 2. Cunoscānd densitatile celor doua solutii, se determina volumele necesare pentru amestecare din cele doua solutii. Se masoara volumele cu cāte un cilindru gradat, se introduc īntr-un flacon Erlenmayer agitāndu-se bine pentru omogenizare.

Se verifica concentratia solutiei finale de NaCl (c_f) prin masurarea densitatii ei cu un densimetru si compararea valorii masurate cu cea gasita īn Anexa 1, corespunzator concentratiei finale preparate.

b)      Prin diluare cu apa distilata

Se foloseste una din solutiile preparate anterior. Utilizānd regula amestecului, se va calcula masa solutiei de NaCl, respectiv masa apei distilate necesare diluarii. Apoi se va proceda ca la punctul a).

Se calculeaza volumul de apa distilata necesara diluarii; cunoscānd densitatea solutiei de NaCl care se va dilua, se va calcula volumul acesteia. Cele doua volume se vor masura cu ajutorul cilindrilor gradati si se vor introduce īntr-un flacon Erlenmayer, unde se vor agita pentru omogenizare.

Concentratia solutiei finale (c_f) se verifica prin masurarea densitatii ei si compararea valorii ei cu valoarea densitatii corespunzatoare concentratiei finale preparate, din Anexa 1.

3. PRELUCRAREA DATELOR EXPERIMENTALE

Se vor completa urmatoarele tabele:

Prepararea solutiei de NaCl din NaCl solid:

Modificarea concentratiei finale:

a)      Prin amestecarea a doua solutii cunoscute:

b)      prin diluare cu apa distilata:

ANEXA 1

Dependenta īntre concentratia procentuala, īn g/l si densitatea relativa la 20°C a solutiilor de NaCl

Raspundeti la urmatoarele īntrebari:

Care sunt partile componente ale unei solutii?

.......... ..... ...... .......... ..... ...... .......... ..... ...... ...............2.Ce exprima concentratia unei solutii?

3.Ce reprezinta concentratia procentuala de masa?

Ce reprezinta molaritatea unei solutii ?

Ce reprezinta normalitatea unei solutii ?

Definiti concentratia molala?

Ce este titrul unei solutii ?

Modificarea concentratiei unei solutii se realizeaza prin:

-............................

-...........................

Regula amestecului este un sistem de doua ecuatii, din care una reprezinta: ecuatia.......... ..... ...... ............iar cealalta.......... ..... ...... ...................

Cāt este concentratia procentuala a apei distilate?