§ 26. Приготовление стандартных (титрованных) растворов

Исходные вещества, применяемые для приготовления стандартных (титрованных) растворов кислот и оснований. Для титрования оснований необходимо иметь стандартный раствор кислоты.

Чаще всего применяют хлористоводородную кислоту. Ей отдают предпочтение перед другими кислотами главным образом потому, что хлористоводородная кислота является сильной кислотой и почти все ее соли хорошо растворимы в воде. В тех случаях, когда приходится нагревать или кипятить растворы, лучше брать серную и хлорную кислоты. При титровании неводных растворов применяют преимущественно хлорную кислоту.

Для титрования кислот необходимо иметь стандартный раствор сильного основания. Наиболее широкое применение находят титрованные водные растворы едкого натра или неводные растворы едкого кали, этилата натрия, гидроокиси тетраэтил аммония.

Концентрации стандартных растворов могут изменяться от 0,01 н. до 0,2 н. Иногда применяют 0,5 и 1 н. растворы.

Приготовление стандартных растворов. Техника приготовления стандартного раствора сводится к следующему.

1. Если исходная кислота или щелочь представляет собой жидкость, то измеряют ее плотность. Определив плотность жидкости, находят по справочным таблицам соответствующее ей процентное содержание данного вещества.

2. Концентрированные растворы предварительно разбавляют приблизительно до требуемой нормальности, а затем устанавливают их точную концентрацию при помощи установочного вещества или другого титрованного раствора (см. гл. I, § 8).

3. Если исходная кислота или основание представляют собой твердое вещество, то для приготовления стандартных растворов соответствующие навески исходных веществ растворяют в требуемом объеме дистиллированной воды.

Определение плотности раствора исходной кислоты или щелочи. Плотность — величина, численно равная массе, заключенной в единице объема вещества, т. е. отношение массы тела к его объему (V) — выражается в г/см3 или . Плотность определяют при помощи пикнометра или ареометра.

Определение плотности жидкости при помощи ареометра. Ареометр (рис. 46) представляет собой полый, герметически закрытый цилиндрический стеклянный поплавок с нанесенными на нем метками. В нижней части ареометра помещен груз (дробь), благодаря чему ареометр, погруженный в жидкость, удерживается в вертикальном положении. По глубине погружения ареометра судят о плотности жидкости. Применение ареометра основано на законе Архимеда.

Для определения плотности жидкости при помощи ареометра исследуемую жидкость, выдержанную при определенной температуре, наливают в сухой высокий стеклянный цилиндр емкостью . В жидкость погружают сухой ареометр со шкалой, соответствующей плотности данной жидкости. Как только ареометр установится на определенном уровне, отмечают по мениску деление шкалы, соответствующее уровню исследуемой жидкости в цилиндре. Отсчет по шкале ареометра проводят сверху вниз с точностью до третьего знака.

При пользовании ареометрами соблюдают следующие правила:

1. Во избежание излишней потери времени на подбор требуемого ареометра предварительно грубо определяют плотность жидкости при помощи менее чувствительного ареометра, отличающегося от других более широкой шкалой (от 1 до . Затем измеряют плотность при помощи ареометра, имеющего более узкую шкалу (например, от 1,200 до 1,400 г/см3).

2. Жидкость не наливают до самого верха цилиндра, чтобы избежать переливания ее из цилиндра на стол при погружении ареометра. Одновременно наблюдают за тем, чтобы цилиндр был наполнен жидкостью настолько, чтобы опущенный в нее ареометр не касался дна цилиндра.

3. Температура жидкости должна быть , т. е. соответствовать указанной на шкале ареометра.

4. Во время отсчета по шкале ареометр не должен вращаться и касаться стенок цилиндра.

5. Отсчет показаний ареометра проводят по верхнему делению шкалы, выступающему на уровне поверхности жидкости.

В СССР приняты ареометры со шкалой, непосредственно показывающей значения плотности в г/см3 (денсиметры). Денсиметрами определяют плотности жидкостей легче и тяжелее воды в пределах от 0,650 до 2 г/см3. Шкала денсиметров градуирована при .

Разбавление концентрированных растворов. Работа с концентрированными растворами кислот и щелочей весьма неудобна, так как может происходить разбрызгивание, вызывающее ожоги, порчу одежды и т. д.

При необходимости разбавить концентрированную кислоту или щелочь следует соблюдать все предосторожности, рекомендуемые в подобных случаях. В первую очередь нужно помнить, что при разбавлении концентрированных растворов кислот или щелочей их вливают в воду, а не наоборот.

Рис. 46. Положение ареометра в цилиндре с раствором и отсчет по шкале ареометра.