Установка титров растворов
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока учащиеся объяснят смысл титра раствора, установят титр раствора соляной кислоты по стандартному раствору карбоната натрия по данным титрования и выполнят расчёт с относительной погрешностью не более 5%.
- Сформировать представление о титре раствора как массе растворённого вещества в 1 мл раствора и показать связь титра с молярной концентрацией.
- Научить выбирать уравнение реакции, определять стехиометрическое соотношение веществ и выполнять расчёт титра по результатам титрования.
- Развивать навыки проведения химического эксперимента, обработки результатов измерений, оценки погрешности и аргументированного представления вывода.
- Воспитывать аккуратность, ответственность при работе с кислотами и интерес к аналитической химии как к области, связанной с медициной, экологией и контролем качества.
Планируемые результаты
Личностные
- Осознают значение точных количественных измерений для контроля качества лекарств, воды и пищевых продуктов.
- Проявляют ответственное отношение к соблюдению правил безопасной работы с растворами кислот.
- Понимают ценность доказательного вывода, основанного на экспериментальных данных, а не на предположении.
- Развивают готовность к самостоятельному выбору способа представления творческого результата.
Метапредметные
- Извлекают информацию из условия эксперимента, таблицы измерений и уравнения химической реакции.
- Планируют последовательность титрования, фиксируют объём титранта и проводят математическую обработку результатов.
- Сравнивают экспериментальное значение с теоретическим, выявляют возможные источники погрешности.
- Аргументированно представляют результат в паре или группе, используя химическую терминологию.
Предметные
- Знать определение титра раствора и формулу $T=m/V$.
- Уметь составлять уравнение реакции нейтрализации карбоната натрия соляной кислотой.
- Уметь устанавливать титр раствора кислоты по известной концентрации стандартного раствора и объёмам реагентов.
- Уметь пользоваться мерной колбой, бюреткой, пипеткой и индикатором с соблюдением правил безопасности.
- Уметь рассчитывать средний объём титранта и формулировать вывод о качестве полученного результата.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют личную учебную задачу: научиться получать количественный результат экспериментальным способом.
- Соотносят аккуратность измерений с достоверностью химического вывода.
- Проявляют самостоятельность при выборе творческого формата представления результата.
- Оценивают собственную готовность к практической работе и необходимость консультации.
Регулятивные УУД
- Формулируют цель эксперимента и составляют алгоритм титрования.
- Прогнозируют результат, контролируют объём раствора и своевременно фиксируют показания бюретки.
- Сверяют расчёты с эталоном, находят и исправляют арифметические или логические ошибки.
- Оценивают погрешность и предлагают способ улучшения процедуры.
Познавательные УУД
- Выделяют существенные данные в описании лабораторной ситуации.
- Моделируют количественную связь между количеством вещества, объёмом и концентрацией.
- Анализируют стехиометрическое соотношение в реакции $Na_2CO_3+2HCl\rightarrow2NaCl+H_2O+CO_2$.
- Преобразуют экспериментальные данные в таблицу, формулу и краткий вывод.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли в лабораторной паре: оператор бюретки, наблюдатель и регистратор.
- Формулируют уточняющие вопросы о точке окончания титрования и выборе индикатора.
- Аргументированно защищают полученный результат перед группой.
- Корректно обсуждают расхождения между результатами разных пар.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить на каждую пару бюретку или учебную цифровую модель бюретки, штатив, пипетку, коническую колбу, воронку, промывалку и белый лист под колбу.
- Приготовить стандартный раствор карбоната натрия с известной концентрацией, например $c(Na_2CO_3)=0{,}0500$ моль/л, и исследуемый раствор соляной кислоты.
- Подготовить раствор метилоранжа, дистиллированную воду и ёмкости для промывных вод.
- Распечатать по одной на пару инструкции с алгоритмом титрования, таблицей трёх измерений и полями для расчёта.
- Распечатать по одной на группу игровую карточку «Эксперт-аналитик» с ситуацией контроля кислотности раствора.
- Вывести на доску определение титра, формулы $T=m/V$, $n=cV$ и критерии совпадения параллельных результатов.
- Подготовить демонстрационный слайд с изображением бюретки до и после титрования и цветом раствора в точке окончания.
- Организовать безопасное рабочее место; проверить исправность бюреток, наличие маркировки растворов и контейнера для химических отходов.
- Подготовить карточки трёх уровней: базовую расчётную, аналитическую с поиском ошибки и творческую для мини-проекта.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в исследовательскую деятельность и обозначить практическую значимость установки титра.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и показывает флакон с этикеткой «Раствор неизвестной кислотности»: "Представьте, что вы работаете в лаборатории контроля качества. На анализ поступил раствор, а его точная концентрация не указана. Как получить достоверный результат, если нельзя просто посмотреть на раствор?" | Рассматривают флакон, формулируют предположения: "Нужно провести реакцию", "Сравнить с раствором известной концентрации", "Измерить объёмы". |
2 мин | Учитель вводит игровую ситуацию «Лабораторный детектив»: "Сегодня каждая пара становится аналитической группой. Ваша задача — установить титр раствора кислоты, предъявить расчёт и доказать, что результат заслуживает доверия. В конце группы получат статус эксперта за точность, безопасность и качество объяснения." | Принимают роли в парах, записывают дату и тему, формулируют ожидаемый результат: "Найти массу HCl в 1 мл раствора". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы увидели, что аналитик не угадывает состав раствора, а устанавливает его по измеряемым величинам. Сначала восстановим знания, без которых эксперимент будет невозможен."
Этап 2. Актуализация знаний (6 мин)
Цель этапа: актуализировать понятия количества вещества, молярной концентрации, объёма раствора и реакции нейтрализации.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель проводит игру «Химическое домино»: показывает карточки $n$, $c$, $V$, $m$ и спрашивает: "Соедините величины с формулами. Как найти количество вещества по концентрации и объёму? Как связаны масса и количество вещества?" | В парах сопоставляют карточки и проговаривают: "$n=cV$", "$m=nM$", "объём нужно выражать в литрах при расчёте количества вещества". |
3 мин | Учитель записывает на доске реакцию: "Определите продукты реакции карбоната натрия с соляной кислотой. Почему перед HCl появляется коэффициент 2? Какое соотношение количества веществ следует из уравнения?" | Составляют и уравнивают реакцию $Na_2CO_3+2HCl\rightarrow2NaCl+H_2O+CO_2$. Отвечают: "$n(HCl):n(Na_2CO_3)=2:1$". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили, что концентрация связывает количество вещества и объём, а уравнение реакции задаёт пропорцию. Теперь найдём место, где этих знаний пока недостаточно."
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: выявить затруднение и совместно сформулировать алгоритм установки титра.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель предлагает данные: в колбу внесено $10{,}00$ мл раствора $Na_2CO_3$ с концентрацией $0{,}0500$ моль/л, на титрование израсходовано около $10$ мл HCl. Учитель спрашивает: "Можно ли сразу назвать титр кислоты? Какой величины нам не хватает?" | Анализируют условие и отвечают: "Нужно точно определить объём HCl и использовать соотношение по уравнению". |
2 мин | Учитель применяет приём «Снежный ком»: "Сначала каждый запишите один шаг решения, затем объединитесь в пары и составьте общий алгоритм. Какие действия обязательны до расчёта?" Учитель фиксирует на доске предложения. | Сначала индивидуально записывают шаг, затем объединяют варианты: измерить объёмы, вычислить $n(Na_2CO_3)$, найти $n(HCl)$, затем массу HCl и титр. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Проблема сформулирована: по стандартному раствору и объёму титранта нужно найти массу вещества в единице объёма. Проверим этот алгоритм экспериментом."
Этап 4. Открытие нового знания и инструктаж по безопасности (8 мин)
Цель этапа: сформировать понимание принципа титрования и научить безопасно выполнять основные операции.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель демонстрирует бюретку и проговаривает: "Бюретка позволяет добавлять титрант порциями и считывать его объём. Нулевую отметку не обязательно совмещать с верхним краем шкалы, но начальное и конечное показания нужно записывать. Раствор добавляем сначала быстро, около точки изменения окраски — по каплям, постоянно перемешивая." | Рассматривают прибор, называют начальное и конечное показания, записывают формулу $V_{HCl}=V_2-V_1$. |
2 мин | Учитель показывает две колбы на экране и спрашивает: "Почему колбу ставят на белый лист? Почему нельзя набирать кислоту ртом? Что делать при попадании раствора на кожу?" | Формулируют правила: белый фон облегчает наблюдение цвета; используют грушу или дозатор; при попадании на кожу промывают большим количеством воды и сообщают учителю. |
3 мин | Учитель объясняет: "В точке окончания титрования индикатор меняет окраску. Для карбоната и сильной кислоты используем метилоранж. Титр — это масса растворённого вещества в 1 мл раствора: $T(HCl)=m(HCl)/V(HCl)$. Единицы титра — г/мл." | Записывают определение титра и формулу, отвечают: "Индикатор помогает определить момент, когда реакция практически завершена". |
Запись в тетрадях
Титр раствора: понятное объяснение и алгоритм работы
- Титрование — постепенное добавление раствора известной концентрации к исследуемому раствору до точки окончания реакции.
- $T=m/V$, где $T$ — титр, $m$ — масса растворённого вещества, $V$ — объём раствора в миллилитрах.
- Для реакции $Na_2CO_3+2HCl\rightarrow2NaCl+H_2O+CO_2$ соотношение $n(HCl):n(Na_2CO_3)=2:1$.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Теперь у нас есть приборный способ получить объём кислоты и химическое основание для расчёта. Переходим к работе аналитических пар."
Этап 5. Практическая работа «Лабораторный детектив» (10 мин)
Цель этапа: получить экспериментальные данные для установки титра раствора соляной кислоты.
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт инструкции и говорит: "Распределите роли: оператор работает с бюреткой, регистратор записывает показания, затем поменяйтесь. Пипеткой внесите 10,00 мл стандартного раствора карбоната натрия, добавьте 2–3 капли метилоранжа. До начала работы проверьте маркировку растворов." | Распределяют роли, проверяют оборудование, вносят стандартный раствор и индикатор, записывают начальное показание бюретки. |
5 мин | Учитель контролирует пары и напоминает: "Добавляйте кислоту при перемешивании. Когда жёлтая окраска начинает устойчиво переходить в оранжево-розовую, уменьшите скорость. Конечной точкой считаем окраску, сохраняющуюся около 30 секунд." | Проводят титрование, считывают конечное показание, вычисляют расход кислоты и заносят результат в таблицу. При необходимости выполняют повторное титрование. |
3 мин | Учитель просит сравнить два ближайших результата: "Параллельные объёмы должны различаться не более чем на 0,10 мл. Если различие больше, выберите два согласующихся опыта и объясните, почему один результат нельзя использовать." | Сравнивают объёмы, выбирают согласующиеся значения, отмечают возможную ошибку: перелив, поздняя фиксация окраски, пузырёк воздуха в наконечнике. |
Запись в тетрадях
Ученики заполняют таблицу: начальное показание бюретки; конечное показание; объём $V(HCl)$; средний объём; расчёт $n(Na_2CO_3)$, $n(HCl)$, $m(HCl)$ и $T(HCl)$.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Эксперимент дал нам главное измерение — объём кислоты в точке окончания. Теперь превратим этот объём в количественный результат и проверим расчёт по эталону."
Этап 6. Первичное закрепление и расчёт (7 мин)
Цель этапа: закрепить алгоритм расчёта титра на конкретных экспериментальных данных.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель предлагает общий пример: "Пусть $V(Na_2CO_3)=10{,}00$ мл, $c(Na_2CO_3)=0{,}0500$ моль/л, средний объём HCl равен $10{,}20$ мл. Сначала определите количество карбоната натрия. Не перепрыгивайте через единицы измерения." | Самостоятельно вычисляют $n(Na_2CO_3)=0{,}0500\cdot0{,}01000=5{,}00\cdot10^{-4}$ моль. |
3 мин | Учитель задаёт вопросы по цепочке: "Сколько молей HCl вступило в реакцию? Какова масса HCl? Как найти титр, если объём дан в миллилитрах?" | Отвечают и записывают: "$n(HCl)=1{,}00\cdot10^{-3}$ моль; $m(HCl)=1{,}00\cdot10^{-3}\cdot36{,}46=0{,}03646$ г; $T=0{,}03646/10{,}20=0{,}00357$ г/мл". |
2 мин | Учитель организует взаимопроверку по приёму «Две звезды и пожелание»: "Проверьте единицы, коэффициент 2 и округление. Отметьте две сильные стороны расчёта и один совет." | Обмениваются тетрадями, проверяют расчёт по трём критериям и формулируют письменный комментарий напарнику. |
Эталон решения
$n(Na_2CO_3)=cV=0{,}0500\cdot0{,}01000=5{,}00\cdot10^{-4}$ моль. По уравнению реакции $n(HCl)=2n(Na_2CO_3)=1{,}00\cdot10^{-3}$ моль. $m(HCl)=nM=1{,}00\cdot10^{-3}\cdot36{,}46=0{,}03646$ г. Тогда $T(HCl)=m/V=0{,}03646/10{,}20=0{,}00357$ г/мл.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы прошли весь путь от объёма стандартного раствора до титра кислоты. Теперь каждый проверит себя без подсказки и оценит надёжность собственного результата."
Этап 7. Самостоятельная работа с творческим заданием (5 мин)
Цель этапа: проверить индивидуальное понимание алгоритма и применить его в новой ситуации.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель раздаёт карточки: "Решите задачу индивидуально: на титрование 10,00 мл раствора $Na_2CO_3$ с концентрацией 0,0500 моль/л потребовалось 9,80 мл HCl. Найдите титр HCl. Запишите не только число, но и единицу измерения." | Решают задачу, получают приблизительно $T(HCl)=0{,}00372$ г/мл, записывают промежуточные действия. |
2 мин | Учитель предлагает творческий выбор: "Составьте короткий знак качества для лабораторной группы: эмблему, слоган или мини-комикс из трёх кадров, где отражены стандартный раствор, бюретка и точка окончания титрования. На работу — одна минута, затем назовите химический смысл своего решения." | Создают выбранный вариант и объясняют его: например, "Точная капля — честный результат"; связывают символы с этапами метода. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Вы показали, что умеете не только считать, но и объяснять метод. Осталось собрать результаты, назвать затруднение и определить следующий шаг обучения."
Этап 8. Рефлексия и домашнее задание (2 мин)
Цель этапа: осмыслить приобретённый способ действия, оценить качество эксперимента и получить посильное продолжение работы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель проводит «Билет на выход»: "На стикере завершите три фразы: «Титр — это…», «Самая важная операция титрования — …, потому что…», «Чтобы уменьшить погрешность, я…». Прикрепите стикер к зелёной, жёлтой или красной зоне доски." | Заполняют стикер, выбирают зону самооценки и прикрепляют его к доске. |
1 мин | Учитель сообщает домашнее задание: "Выберите один уровень. Перед уходом ответьте устно соседу на два вопроса: почему в расчёте появляется коэффициент 2 и почему объём кислоты нельзя считывать приблизительно." | Формулируют ответы: "В одной молекуле карбоната два иона, поэтому нужно два моля HCl"; "ошибка объёма изменяет рассчитанный титр". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня вы установили титр не по готовому ответу, а через измерение, уравнение и расчёт. Ваш стикер показывает, что уже стало понятным, а что нужно уточнить дома."
Критерии оценивания практической работы
- «5» — соблюдены правила безопасности, корректно выполнено титрование, представлены минимум два согласующихся объёма, правильно записано уравнение реакции и без ошибок рассчитан титр с единицами измерения; вывод содержит оценку достоверности результата.
- «4» — эксперимент выполнен безопасно, алгоритм и уравнение верны, но допущена одна вычислительная или оформительская неточность, не повлиявшая существенно на итог.
- «3» — получены экспериментальные данные и выполнена основная часть расчёта, но есть ошибка в коэффициенте реакции, единицах или формулировке вывода, требующая коррекции с помощью учителя.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что такое титр раствора и в каких единицах его выражают? | Проверка осознания ключевого предметного понятия и размерности величины. |
Какой шаг расчёта оказался самым сложным: уравнение, количество вещества, масса или деление на объём? | Выявление точек затруднения в алгоритме установки титра. |
Почему результаты двух параллельных титрований должны быть близкими? | Проверка понимания воспроизводимости и источников экспериментальной погрешности. |
Что вы изменили бы в процедуре при повторном опыте? | Развитие навыка самооценки и планирования коррекции эксперимента. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня вы работали как аналитики: выбрали стандарт, провели титрование, использовали уравнение реакции и получили титр раствора. Самая частая ошибка — забыть коэффициент 2 перед соляной кислотой или перепутать миллилитры с литрами. Если результат пары отличается от результатов класса, сначала проверьте считывание бюретки и точку окончания, а не меняйте формулу без основания. На следующем уроке мы сравним титрование сильной и слабой кислот и обсудим, как выбор индикатора влияет на точность анализа."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Решить 3 расчётные задачи на установку титра раствора кислоты по стандартному раствору карбоната натрия; в каждой записать уравнение, формулу, единицы и вывод. | Закрепляет базовый алгоритм; при проверке обратить внимание на коэффициент 2 и перевод объёма в литры. |
Средний (повышающий) | Проанализировать описание неудачного титрования, где два объёма различаются на 0,60 мл, и составить перечень минимум из четырёх возможных причин расхождения и способов их устранения. | Развивает умение оценивать качество эксперимента и связывать ошибку с конкретной операцией. |
Продвинутый (дополнительный) | Создать одностраничную памятку или инфографику «Титрование без ошибок»: включить оборудование, правила безопасности, алгоритм расчёта, критерий согласия результатов и короткий пример вычисления титра. | Развивает творческое представление химической информации и умение проектировать инструкцию для другого ученика. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Как связаны титр и масса вещества?», «Какое соотношение веществ следует из реакции $Na_2CO_3+2HCl\rightarrow2NaCl+H_2O+CO_2$?», «Какие два измерения нужны для определения объёма титранта?», «Как понять, что параллельные результаты достаточно близки?»
Ситуация | Решение | Ответ |
|---|---|---|
На титрование 10,00 мл раствора Na₂CO₃ концентрацией 0,0500 моль/л израсходовано 10,20 мл HCl. Найдите титр HCl. | 1) n(Na₂CO₃) = 0,0500 · 0,01000 = 5,00·10⁻⁴ моль. 2) По уравнению Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂: n(HCl) = 1,00·10⁻³ моль. 3) m(HCl) = 1,00·10⁻³ · 36,46 = 0,03646 г. 4) T = 0,03646 / 10,20. | T(HCl) ≈ 0,00357 г/мл. |
На титрование того же объёма и раствора карбоната натрия израсходовано 9,80 мл HCl. Найдите титр HCl. | Количество и масса HCl определяются так же: m(HCl) = 0,03646 г. Делим массу на объём титранта в миллилитрах: T = 0,03646 / 9,80. | T(HCl) ≈ 0,00372 г/мл. |
Титр раствора равен 0,0025 г/мл. Какова масса вещества в 12,0 мл раствора? | Используем формулу m = T · V: m = 0,0025 · 12,0. | m = 0,030 г. |
В 25,0 мл раствора содержится 0,075 г вещества. Найдите титр. | Подставляем данные в формулу T = m/V: T = 0,075 / 25,0. | T = 0,0030 г/мл. |
Примеры задач на титр с объяснениями
- Всегда проверяйте маркировку растворов и концентрацию титранта до начала опыта.
- Работайте в защитных очках, не набирайте растворы ртом; используйте грушу или дозатор.
- Кислоту добавляйте при перемешивании, не направляйте отверстие сосуда на себя или других людей.
- Считывайте объём по шкале на уровне глаз; учитывайте начальное и конечное показания.
- Не ориентируйтесь только на резкое изменение цвета: конечная окраска должна быть устойчивой.
- Не используйте результат, если был перелив, произошла задержка при считывании или в бюретке оставался пузырёк воздуха.
- При попадании раствора на кожу немедленно промойте место большим количеством воды и сообщите учителю.
- После работы слейте отходы в предназначенную ёмкость, промойте оборудование и приведите рабочее место в порядок.
- Подготовьте оборудование: бюретку, штатив, пипетку, коническую колбу, воронку, промывалку и индикатор.
- Проверьте названия и концентрации растворов, промойте посуду и убедитесь, что в наконечнике бюретки нет пузырьков воздуха.
- Заполните бюретку титрантом выше нулевой отметки, удалите воронку и запишите начальное показание.
- Пипеткой перенесите точно измеренный объём исследуемого или стандартного раствора в колбу, добавьте несколько капель подходящего индикатора.
- Поставьте колбу на белый фон и добавляйте титрант сначала быстро, постоянно перемешивая раствор.
- При приближении к изменению окраски добавляйте титрант по каплям, пока окраска не станет устойчивой примерно на 30 секунд.
- Запишите конечное показание бюретки и вычислите объём титранта: V = V₂ − V₁.
- Повторите титрование и сравните параллельные результаты. Используйте близкие значения, например отличающиеся не более чем на 0,10 мл.
- По уравнению реакции рассчитайте количество вещества, массу анализируемого вещества и его титр.
- Сформулируйте вывод: укажите найденный титр, единицы измерения и оценку надёжности результата.
Что такое титр и для чего он нужен
Титр раствора — это масса растворённого вещества, содержащаяся в 1 мл раствора. Проще говоря, титр показывает, сколько граммов вещества приходится на каждый миллилитр раствора. Например, титр 0,00357 г/мл означает, что в 1 мл раствора содержится 0,00357 г HCl. Титр нужен, когда необходимо определить содержание вещества в растворе по результатам измерений: в лабораторном анализе воды, лекарств, пищевых продуктов и других образцов. Формула: T = m/V, где m — масса вещества в граммах, V — объём раствора в миллилитрах.
Титр раствора — это масса растворённого вещества, содержащаяся в 1 мл раствора. Проще говоря, титр показывает, сколько граммов вещества приходится на каждый миллилитр раствора. Например, титр 0,00357 г/мл означает, что в 1 мл раствора содержится 0,00357 г HCl. Титр нужен, когда необходимо определить содержание вещества в растворе по результатам измерений: в лабораторном анализе воды, лекарств, пищевых продуктов и других образцов. Формула: T = m/V, где m — масса вещества в граммах, V — объём раствора в миллилитрах.
Теория титрования без уравнений реакций
Титрование — это метод определения неизвестного содержания вещества по объёму раствора с известной концентрацией. К исследуемому раствору постепенно добавляют стандартный раствор до момента, когда реакция считается завершённой. Этот момент называют точкой окончания титрования и определяют по устойчивому изменению окраски индикатора или другому заметному признаку.
Основная идея метода: известны концентрация стандартного раствора и его израсходованный объём; по ним находят количество вещества, вступившего во взаимодействие, а затем вычисляют содержание или концентрацию вещества в неизвестном растворе. Чем точнее измерены объёмы и определена точка окончания, тем надёжнее результат.
Основная идея метода: известны концентрация стандартного раствора и его израсходованный объём; по ним находят количество вещества, вступившего во взаимодействие, а затем вычисляют содержание или концентрацию вещества в неизвестном растворе. Чем точнее измерены объёмы и определена точка окончания, тем надёжнее результат.
Как выполнять титрование поэтапно
- Подготовьте бюретку, пипетку, коническую колбу, штатив, индикатор и растворы.
- Проверьте названия, концентрации и пригодность всех растворов.
- Промойте бюретку небольшим количеством титранта, затем заполните её и удалите пузырьки воздуха из наконечника.
- Запишите начальное показание бюретки на уровне глаз.
- Точно перенесите пипеткой известный объём исследуемого раствора в колбу и добавьте несколько капель индикатора.
- Поставьте колбу на белый фон и добавляйте стандартный раствор сначала быстро, постоянно перемешивая содержимое.
- При приближении к изменению окраски переходите к добавлению по каплям.
- Остановитесь, когда изменение окраски станет устойчивым и сохранится примерно 30 секунд.
- Запишите конечное показание бюретки и найдите израсходованный объём как разность конечного и начального показаний.
- Повторите опыт до получения близких результатов, вычислите средний объём и используйте его в расчёте.
- По известной концентрации стандартного раствора и измеренному объёму определите количество вещества, затем концентрацию неизвестного раствора.
- Запишите ответ с единицами измерения и оцените надёжность результата.
Типовые задачи на определение концентрации неизвестного раствора
- Задача 1. Для титрования 20,0 мл неизвестного раствора потребовалось 18,0 мл стандартного раствора концентрацией 0,100 моль/л. Если вещества взаимодействуют в соотношении 1:1, количество вещества в пробе равно 0,100 · 0,0180 = 0,00180 моль. Концентрация неизвестного раствора: 0,00180 / 0,0200 = 0,0900 моль/л.
- Задача 2. На титрование 25,0 мл неизвестного раствора израсходовано 12,5 мл стандартного раствора концентрацией 0,200 моль/л. При соотношении 1:1 количество вещества в пробе равно 0,200 · 0,0125 = 0,00250 моль. Концентрация неизвестного раствора: 0,00250 / 0,0250 = 0,100 моль/л.
- Задача 3. В трёх опытах получены объёмы стандартного раствора 10,10; 10,20 и 10,15 мл. Средний объём равен 10,15 мл. Сначала используют среднее значение, затем умножают его на известную концентрацию стандартного раствора и учитывают объём исследуемой пробы.
- Задача 4. Если объём стандартного раствора оказался слишком большим или слишком маленьким, сначала проверьте единицы измерения, начальное и конечное показания бюретки, наличие пузырька воздуха и правильность определения точки окончания. Нельзя исправлять результат произвольно — опыт следует повторить.
- Общий алгоритм решения: перевести объёмы в литры, найти количество вещества в стандартном растворе, учесть соотношение веществ по условию, разделить полученное количество вещества на объём исследуемой пробы и записать концентрацию с единицами измерения.
