Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Вінницький національний технічний університет

Інститут екології та екологічної кібернетики

Кваліфікаційна пробна робота

Тема: Виготовлення розчинів лугу NaOH різної концентрації з подальшою стандартизацією

Виконала: ст. групи ЕКО-12

Кравець Н. М.

Перевірила: Панченко Т. І.

Зміст

1. Теоретичні відомості про NaOH

1.1 Загальна характеристика лугів

1.2 Класифікація лугів

1.3 Хімічні властивості NaOH

1.4 Виявлення, використання та практичне значення NaOH

1.5 Техніка безпеки при роботі з лугом, його зберігання

2. Практична частина

2.1 Розрахункова частина

2.2 Методика приготування розчину NaOH

Висновки

Додаток А

Вступ

Основи - складні речовини, які складаються з атома металічного елемента та однієї чи кількох гідроксогруп. З погляду теорії електролітичної дисоціації, основи.- це електроліти, які дисоціюють з утворенням катіона металічного елемента (або йона амонію) і гідроксид-іонів. За кількістю гідроксогруп -ОН. Усі основи розподіляються на дві групи: розчинні у воді та нерозчинні. Розчинні - це луги, яких порівняно небагато. До них належать гідроксиди лужних та лужноземельних металів, наприклад: NaOH, KOH, Ca(OH)_2, Ba(OH)₂ та ін. Переважна більшість основ у воді - важкорозчинна: Cu(OH)₂, Fe(OH)₂, Cd(OH)₂, Mn(OH)₂ та ін. Луги - йонні сполуки, а в деяких основах хімічний зв'язок має йонно-ковалентний характер.

Луги милкі на дотик, та дуже їдкі, роз'їдають шкіру, тканини, папір та інші матеріали. За цю властивість їх і називають їдкими лугами. Кристалічні луги, що потрапили на шкіру спричинюють опіки, тому їх не можна брати руками. Якщо ж розчин лугу все таки потрапив на шкіру, необхідно відразу ж змити його великою кількістю води, аж доки не зникне відчуття милкості, потім нейтралізувати розчином борної кислоти.

У хімічних галузях промисловості натрій гідроксид застосовується для нейтралізації кислоти, як реагентабо каталізатор у хімічних реакціях; у хімічному аналізі - для титрування.

Метою даної кваліфікаційної роботи є виготовлення розчинів лугу NaOH різної концентрації з подальшою стандартизацією.

1. Теоретичні відомості про NaOH

луг хімічний розчин концентрація

1.1 Загальна характеристика лугів

Луги -безбарвні кристалічні речовини. За нормальних умов усі луги - тверді речовини білого кольору, милкі на дотик, їдкі, роз'їдають шкіру, тканини, папір. Нерозчинні основи - тверді речовини різного кольору.

Гідроксиди лужних металів - їдкі луги - добре розчинні у воді (гірше - LiOH), гідроксиди лужноземельних металів - гірше. Сила основ і їх розчинність у воді в кожній групі періодичної системи зростають зверху вниз з збільшенням радіуса катіона.

Їдкі луги розчинні також в етанолі і метанолі. Їдкі луги (за винятком LiOH) термічно стійкі до температури вище 1000 °С, гідроксиди лужноземельних металів і гідроксид літію розкладаються при нижчих температурах. Розплави і розчини проводять електричний струм. При розчиненні лугів у воді виділяється велика кількість тепла й розчин нагрівається.

Луги жадібно поглинають з повітря воду, СО₂, SO₂, H₂S і NO₂. При доступі повітря, вони завжди будуть містити кристалізаційну воду, домішки карбонату, сульфату,сульфіду, нітрату і нітриту. Для обезводнення луги нагрівають в атмосфері, вільній від СО₂, від домішок карбонату в їдких лугах позбуваються перекристалізацією з етанолу. Тверді гідроксиди Натрію і Калію настільки гігроскопічні ( поглинають газоподібну воду з повітря), що на повітрі розпливаються. На відміну від усіх лугів, кальцій гідроксид малорозчинні у воді. Водні розчини їдких лугів руйнують скло, розплави - фарфор і платину. Плавлять їдкі луги в посудинах з срібла, нікелю або заліза, зберігають в поліетиленових посудинах.

Їдкі луги отримують електролізом хлоридів лужних металів, реакціями обміну між солями лужних металів і гідроксидами лужноземельних металів; інші луги отримують дією води на оксиди лужноземельних металів. Луги визначають за допомогою кислотно-основних індикаторів.

Тверді луги і їхні концентровані розчини руйнують живі тканини, особливо небезпечним є потрапляння частинок твердого лугу в очі.

До лугів деколи відносять також солі сильних основ і слабких кислот, водні розчини яких мають лужну реакцію внаслідок гідролізу, наприклад гідросульфіди NaSH і KSH, карбонати Na₂СО₃, а також TlOH, аміачну воду.

1.2 Класифікація лугів

В залежності від кількості гідроксильних груп ОН луги діляться на однокислотні NaOH і багатокислотні Ca(OH)₂. Найбільше значення серед лугів мають їдкий калій КОН і їдкий натрій NaOH.

Їдкий калій - сильний луг, їдкий, мильний на дотик. Одержують його електролізом водного розчину KCl, а випускають у вигляді твердої речовини (марок А і Б) або рідини (марок В і Г) з вмістом їдких лугів в перерахунку на КОН відповідно 95, 93, 52 і 50 %. Використовується для виготовлення електролітів лужних акумуляторів, виробництва рідкого мила та ін.

Їдкий натрій (каустична сода) - сильний луг, який одержується хімічним способом або електролізом водного розчину кухонної солі (електрохімічний метод). Виготовляється рідкий і твердий, технічний і реактивний, першого та другого сортів.

Твердий NaOH - біла непрозора, досить гігроскопічна маса або луска.

Агрегатний стан і метод одержання їдкого натрію відбивається в його маркуванні. Наприклад, ТХ - твердий хімічний, ТР - твердий ртутний, РР - розчин ртутний, РД - розчин діафрагмний. Використовується у виробництві штучних волокон, корда, як обмивочний знежирюючий засіб та ін.

Рідкі луги перевозять і зберігають в залізничних цистернах, контейнерах, сталевих або поліетиленових бочках, тверді - в барабанах із чорної кровельної сталі або в поліетиленових мішках, які вкладені в 3-4-шарні паперові мішки або в металеві барабани.

Каустична сода бере участь у виготовленні біодизельного пального, що одержується з рослинних олій та використовується для заміни звичайного дизельного пального. Для отримання біодизелю до дев'яти масових часток рослинної олії додається одна масова частка каустику. Використовується їдкий натрій в якості реактиву для розчинення засмічень каналізаційних труб у вигляді сухих гранул або у складі гелів. Натрій гідроксид дезагрегує засмічення і сприяє легкому просуванню його далі по трубі.

1.3 Хімічні властивості NaOH

Розчинні у воді основи (луги) отримують при взаємодії:

- лужних і лужноземельних металів з водою:

Na+ 2H₂O = Na (OH)₂ + H₂ ^;

- оксидів лужних і лужноземельних металів з водою:

Na₂O + H₂O = 2NaOH;

BaO + H₂O = Ba(OH)₂.

Нерозчинні у воді основи одержують реакцією обміну між сіллю цього металу і лугом, наприклад:

FeSO₄ + 2NaOH = Fe(OH)₂ v + Na₂SO₄.

Основи з утворенням солей взаємодіють

- з кислотами (реакція нейтралізації):

Cu(OH)₂ + 2HCl = CuCl₂ + 2H₂O.

- з кислотними оксидами:

2KOH + N₂O₅ = 2KNO₃ + H₂O.

Луги взаємодіють з солями, утворюючи нову основу і нову сіль:

6KOH + Fe₂(SO₄)₃ = 2Fe(OH)₃ v + 3K₂SO₄

Найпоширеніша серед лугів речовина - натрій гідроксид. Na(OH) - чи майже біла розплавлена маса або у вигляді маленьких кульок, пластівців та інших форм, що містить суму лугів у межах 97,0-100,5% у перерахунку на NaОН, також твердий та ламкий з кристалічним зламом; у воді і під дією кисню швидко абсорбує вуглекислий газ та воду. У воді натрій гідроксид розчиняється з виділенням великої кількості теплоти внаслідок утворення різних гідратів.

Гідроксид натрію - їдка речовина, яка викликає корозію металів. Їдкий луг належить до речовин другого класу небезпеки. Тому при роботі з лугом потрібно дотримуватися обережності. При попаданні на шкіру, слизові оболонки і в очі утворюються серйозні хімічні опіки. При контакті слизових поверхонь з їдким лугом необхідно промити уражену ділянку струменем води, а при попаданні на шкіру - слабким розчином оцтової кислоти.

Натрій - елемент, який грає досить важливу роль у функціонуванні людського організму. Головне призначення натрію - здійснення та підтримання водно-сольового обміну, нервово-м'язової діяльності і роботи нирок.

Натрій також присутній у твердих сортах сиру, яйцях, яловичині, молоці. У невеликих кількостях він міститься в морській капусті, морепродуктах, буряку, моркви, селері, а також мінеральної води.

Таблиця 1

Властивості основ

1.4 Виявлення, використання та практичне значення NaOH

Луги можна виявити у водних розчинах за допомогою індикаторів.

Забарвлення деяких індикаторів у кислотному, нейтральному та лужному середовищах

На практиці здебільшого використовують тільки луги, у першу чергу натрій гідроксид та кальцій гідроксид. Натрій гідроксид використовують при виробництві мила, ліків, у шкіряній промисловості, для очищення нафти тощо.

Їдкий натрій застосовується в усіх галузях промисловості, а також для побутових потреб. Каустик використовується в целюлозно-паперовій промисловості для делігніфікації (сульфатний процес) целюлози, у виробництві паперу, картону, штучних волокон, ДВП.

Їдкий луг використовують для омилення жирів при виробництві мила, шампуню та інших мийних засобів.

У хімічних галузях промисловості натрій гідроксид застосовується для нейтралізації кислоти, як реагент або каталізатор у хімічних реакціях; у хімічному аналізі - для титрування; також NaOH використовується для травлення алюмінію та у виробництві чистих металів; у нафтопереробці - для виробництва олив.

Каустична сода бере участь у виготовленні біодизельного пального, що одержується з рослинних олій та використовується для заміни звичайного дизельного пального. Для отримання біодизелю до дев'яти масових часток рослинної олії додається одна масова частка каустику.

Використовується їдкий натрій в якості реактиву для розчинення засмічень каналізаційних труб у вигляді сухих гранул або у складі гелів. Натрій гідроксид дезагрегує засмічення і сприяє легкому просуванню його далі по трубі.

Каустична сода у цивільній обороні застосовується для дегазації і нейтралізації отруйних речовин, у тому числі зарину, в ізолюючих дихальних апаратах (ІДА), для очищення повітря від вуглекислого газу, що видихається.

При приготуванні їжі каустик бере участь: для миття та очищення фруктів та овочів від шкірки, у виробництві шоколаду та какао, напоїв, морозива, фарбування карамелі, для розм'якшення маслин і при виробництві хлібобулочних виробів.

Натрій гідроксид зареєстрований в якості харчової добавки E524.Гідроксид натрію - їдка речовина, яка викликає корозію металів.

NaOH широко використовується у фармацевтичних препаратах як буферний агент для надання розчинам відповідного рН, а також для отримання солей при реакції зі слабкими кислотами.

1.5 Техніка безпеки при роботі з лугом, його зберігання

Їдкий луг належить до речовин другого класу небезпеки. Тому при роботі з лугом потрібно дотримуватися обережності. При попаданні на шкіру, слизові оболонки і в очі утворюються серйозні хімічні опіки. При контакті слизових поверхонь з їдким лугом необхідно промити уражену ділянку струменем води, а при попаданні на шкіру - слабким розчином оцтової кислоти. Якщо розчин лугу, котрий попав на руки, не змити водою, шкіру починає щипати, і незабаром уторюється виразка.

Використовуючи натрій гідроксид (сода каустична) рекомендуються наступні засоби хімічного захисту: хімічні захисні окуляри для захисту очей, гумові рукавички або рукавички з прогумованою поверхнею для захисту рук (латексні рукавиці), для захисту тіла, хімічностійкий одяг, просочений вінілом або прогумовані фартухи.

Умови зберігання гідроксиду натрію (каустична сода, каустик, їдкий натрій, їдкий луг): у щільно закритій тарі, в недоступному для дітей та тварин місці.

Зберігати твердий лугу слід в ємностях з поліетилену або в товстостінних широкогорлих скляних банках, які щільно закриваються пробками.

Зберігається у повітронепроникному неметалічному контейнері у прохолодному, сухому місці. При контакті з киснем. швидко абсорбує вологу й розріджується, але згодом знову стає твердим (унаслідок абсорбції діоксиду вуглецю й формування натрію карбонату)

2. Практична частина

2.1 Розрахункова частина

Визначити масу NaOH, яка потрібна для приготування 2 М розчину,об'ємом 250 мм.

Дано:

Отже, маса NaOH = 20 г.

2.2 Методика приготування розчину NaOH

1. Зважуємо на технічних електронних терезах визначену масу.

2. Готуємо в керамічному стакані, адже при розчиненні иділяється теплота.

3. Додаємо поступово дистильовану воду і розчинаємо NaOH, перемішуючи скляною паличкою

4. Переливаємо розчин у мірну колбу ємністю 250 мл і доводимо дистильованою водою до риски.

5. Для того щоб приготувати 1 М розчин NaOH, відбираємо 100 мл приготовленого 2 М розчину і переносимо його в колбу ємністю 100 мл, і доводимо до риски.

6. Для того щоб приготувати 0,1 М розчин NaOH, відбираємо 100 мл приготовленого 1 М розчину і переносимо його в колбу ємністю 100 мл, і доводимо до риски.

Стандартизуємо приготовлений 0,1 М розчин NaOH титрування стандартним 1 М розчином HCl. Титрування проводили таким чином: за допомогою піпетки в конічну колбу вносимо 10 мл розчину NaOH, дадаємо 20 мл дистильованої води та 3 краплини метилоранжу. В бюретку вносимо розчин HCl. Титрування проводимо 4 рази.

Провівши титрування отримали такі дані:

V₁(HCl)=10 мл

V₂(HCl)=10,1 мл

V₃(HCl)=9,9 мл

V₄(HCl)=9,8 мл

Викорастаємо закон еквівалентів:

,

C₁(HCl) =0,1М

V₁(HCl) =9,95 мл

V₂(NaOH) = 10 мл

Отже, теоретична концентрація NaOH- 0,1 М, а провівши титрування,- 0,0995 М.

Висновки

В даній кваліфікаційній роботі я дослуджувала луги, а саме NaOH. Проводила виготовлення та стандартизацію розчину NaOH.

Размещено на Allbest.ru