Перевод формул концентраций

   Свойства растворов зависят от соотношения между количествами их составных частей, то есть от концентрации, под которой понимают количество лекарственного средства, растворенного в определенном количестве растворителя.

  В рецептах концентрацию растворов обозначают следующими способами:

1. Указывают концентрацию лекарственного вещества в процентах (которая показывает весовое количество растворенного вещества в граммах в 100 мл раствора).

Rp.: Solutionis Kalii iodidi 2% 200 ml

   Da. Signa.

2. Указывают количества лекарственного вещества и растворителя.

Rp.: Kalii iodidi 4,0

   Aquae purificatae 200 ml

   Misce. Da. Signa.

3. Указывают количество лекарственного вещества и общий объем раствора, который достигается добавлением прописанного растворителя (обозначается с помощью лат. ad -- до).

Rp.: Kalii iodidi 4,0

   Aquae purificatae ad 200 ml

   Misce. Da. Da. Signa.

4. Указывают отношение количества прописанного лекарственного вещества к общему количеству получаемого раствора с помощью лат. ex -- из.

Rp.: Solutionis Kalii iodidi ex 4,0 -- 200 ml

   Da. Signa.

Несмотря на разные способы прописывания растворов калия йодида, его объем равен 200 мл, количество лекарственного вещества составляет 4,0 г.

5. Указывают степень разведения лекарственного вещества, например, 1:1000, 1:5000, 1:10000 и объем этого раствора.

Rp.: Solutionis Furacilini (1:5000) 200 ml

   Da. Signa.

   Из всех приведенных способов чаще всего применяется способ обозначения концентрации раствора в процентах.

Решение задач

1. Вычислите массовую долю 1 моль/л раствора хлороводородной кислоты, плотность которого 1,013г/мл.

Дано:                                               Решение:

См (HCI) = 1 моль/л                     См * Мм       1*36,46

ρ(HCI)  = 1,013г/моль         ω = -------------- = -------------- = 3,61%

Мм (HCI) = 36,46 г/моль                   10* ρ           10*1,013

______________

ω(HCI)  -?                              Ответ: ω(HCI) = 3,61%

2. Рассчитайте молярную концентрацию эквивалента раствора азотной кислоты, если титр этого раствора равен 0,006500 г/мл.

Дано:                                                         Решение:

Т (HNO₃) = 0,006500г/мл

Мм (HNO₃) = 63,05 г/моль                      1000 * Т 1000* 0,006500

                                                         С_1/z = ---------- = --------------------- =

                                                                     М_1/z               63,05

___________________                         

 С_1/z (HNO₃) -?                                 = 0,1030 моль/л

                                                     М_1/z = Мм(HNO₃) = 63,05 г/моль

                                                Ответ: С_1/z (HNO₃) = 0,1030 моль/л

3. Рассчитайте процентную концентрацию раствора натрия хлорида с молярной концентрацией 0,15 моль/л. Мм (NaCI) = 58 г/моль.

Дано:                                                    Решение:

См (NaCI) = 0,15 моль/л             Мм* См  58*0,15

Мм (NaCI) = 58 г/моль       ω = ------------ = ----------- = 0,87%

ρ(NaCI) = 1 г/мл                             10ρ           10*1

__________________

ω (NaCI)  - ?                                   

                                                Ответ: ω (NaCI) = 0,87%

4. Рассчитайте объем 49%-ной серной кислоты с ρ = 1,6 г/мл необходимый для приготовления 10 л раствора с молярной концентрацией эквивалента 1 моль/л. Мм (Н₂SO₄) = 98 г/моль.

Дано:                                                   Решение:

 ω (Н₂SO₄конц.) = 49%                   m (Н₂SO₄) = C_1/z * Mм * V =

 ρ (Н₂SO₄конц.) = 1,6 г/мл                                                   1*49*10 = 490 г

V (Н₂SO₄разб.) = 10 л                                                  98

C_1/z(Н₂SO₄разб.) = 1 моль/л             Мм ((Н₂SO₄) = ------- = 49 г/моль

Мм (Н₂SO₄) = 98 г/моль                                                  2

V (Н₂SO₄конц.) - ?

                                                                       m * 100% 490*100

                                     m (р – ра конц.) = -------------- = ----------- = 1000 г

                                                                            ω                49

                                                            m (р – ра конц.)   1000

                           V (Н₂SO₄конц.) = -------------------- = --------- = 625 мл

                                                             ρ (Н₂SO₄конц.)     1,6

                                              Ответ: V (Н₂SO₄конц.) = 625 мл

5. Определите титр, молярную концентрацию эквивалента и молярную концентрацию раствора калия перманганата, если в 200 мл раствора содержится 15,6 г калия перманганата. Мм (КМпО₄) = 158 г/моль,

z (КМпО₄) = 5.

Дано:                                             Решение:

V (KMnO₄) = 200 мл                           m        15,6                          

m (KMnO₄) = 15,6 г                      Т = ---- = ------- = 0,07800 г/мл

Мм (КМпО₄) = 158 г/моль                    V         200                           

z (КМпО₄) = 5

С_м - ?                                          m (KMnO₄)                 15,6

С_1/z  - ?                            С_м = ------------------------ =------------- = 0,5 моль/л

Т - ?                                          Мм (КМпО₄) * V         158 * 0,2                    

                                       С_1/z  = С_м * z = 0,5*5 = 2,5 моль/л

                                               Ответ: Т= 0,07800 г/мл

                                                           С_м = 0,5 моль/л 

                                                           С_1/z  = 2,5 моль/л

6. Рассчитайте объем 96%-ной серной кислоты с ρ = 1,84 г/мл необходимый для приготовления 1 л раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,25 моль/л. Мм (H₂SO₄) = 98г/моль.

Дано:                                  Решение:

ω _конц =  96%                                          m = C_1\z* M_1\z* V_разб

ρ _конц = 1,84 г/мл                                    m = 0,25* 49 * 1 = 12,25 г

V _разб.= 1 л                                          Мм   98   

C_1\z = 0,25 моль/л                   M_1\z = ------- = ------- = 49 г/моль

Мм (H₂SO₄) = 98г/моль                  2      2

V _конц -?

                                            m _{вещества}

                                   ω = ---------------- * 100%

                                            m _{раствора}

                     m _{вещества}                            12,25

  m _{раствора} = --------------- * 100% = ------------ * 100% = 12,76 г

                          ω                           96

        m _{раствора}       12,76

V_конц = -------------- = --------- = 6,9 мл

            ρ             1,84  

                                                  Ответ: объем конц. H₂SO₄ равен 6,9 мл.

7. Какой объем 96%раствора серной кислоты с ρ = 1,84 г/мл необходимо взять для приготовления 1 л 0,5 моль/л раствора? Мм (H₂SO₄) = 98г/моль.

Дано:                                           Решение:

ω _конц = 96%                                              

ρ _конц = 1,84 г/мл                                        

V _разб.= 1 л                                          Мм   98   

C_1\z = 0,5 моль/л                   M_1\z = ------- = ------- = 49 г/моль

Мм (H₂SO₄) = 98г/моль                  2      2

                                                             10 ρ _конц ω _конц       10*1,84*96

V _конц -?                  С_1\z Н₂SO₄ 96% = ---------------------- = ------------------- =

                                                                 M_1\z(H₂SO₄)         49

                                                            = 36 моль/л

              V_разб *C_разб       1000 * 0,5

V _конц. = ------------------------ = ----------------- = 13,8 мл

                    C_конц                 36

                                                 Ответ: конц. H₂SO₄)  надо

                                                            взять 13,8 мл для приготовления   

                                                            разбавленного раствора.

8. Рассчитайте массу навески натрия тетрабората, необходимую для приготовления 200 мл раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л. Определите титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент раствора, если для его приготовления была взята навеска натрия тетрабората массой 3,7995 г.

Мм (Na₂B₄O₇ • 10 H₂O) = 381,4 г/моль.

Дано:                                                                         Решение:

С_{1/Z (буры)} = 0,1 моль/л                 m _{теор. (буры)} =  С_{1/Z (буры)} * М_1\z * V_(буры)

V_(буры) = 200 мл = 0,2 л                                           

m _{практ. (буры)} = 3,7995 г                                                 Мм_(бура) 381,4

Мм(Na₂B₄O₇•10H₂O)=381,4г/моль           М_1\z = -------- = -------- = 190,7

                                                                                       Z        2      

m _{теор. (буры)} = ?

Т_{~0,1 моль/л буры} = ?                               

С_{1/Z~0,1 моль/л буры} = ?                           m _{теор. (буры)} =  0,1 * 190,7 * 0,2= 3,814 г

К _{~0,1 моль/л буры} = ?

                                                                  m _{практ. (буры)} 3,7995                                                  

                                     Т_{~0,1 моль/л буры} =---------------- = ------- = 0,01900г/мл 

                                                                     V(_бура)         200                                                                                  

                                                             m _практ.     3,7995

                           K  = --------- = ----------------= 0,9962

                          m _теор.      3,814

                                    С_{1/Z~ 0,1} = С_{1/Z 0,1} * К_п

                                 С_{1/Z~ 0,1} = 0,1 * 0,9962 = 0,0996 моль/л

                                 Ответ: m _{теор. (буры)} = 3,814 г

                                             Т_{~0,1 моль/л буры} = 0,01900г

                                             K  =0,9962

                                             С_{1/Z~ 0,1} = 0,0996 моль/л

9. Проведите стандартизацию рабочего раствора хлороводородной кислоты - определите титр, молярную концентрацию эквивалента и поправочный коэффициент ~0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты, если на титрование 10 мл раствора тетрабората натрия с молярной концентрацией эквивалента ~0,1 моль/л и поправочным коэффициентом равным 1,0120 ушло 9,8 мл раствора хлороводородной кислоты. М.м (НС1)= 36,46 г/моль.

Дано:

V_{~0,1моль/л буры} = 10 мл

K _буры = 1,0120

V _(НС1) = 9,8 мл

М.м (НС1) = 36,46 г/моль

С_{1/Z~0,1моль/л НС1} = ?

Т_{~0,1моль/л НС1} = ?

К_НС1  = ?

НС1 – это стандартизируемый рабочий раствор (исследуемый раствор).

Бура – это исходное вещество метода ацидиметрии, по которому устанавливают концентрацию кислоты.

Метод количественного определения – метод ацидиметрии (так как титрование проводят кислотой). Способ прямого титрования.

В основе метода лежит реакция:

2 HCl + Na₂B₄O₇ + 5 H₂O = 2 NaCl + 4 H₃BO₃

Вещества взаимодействуют по закону эквивалентов:

С_{1/Z ~0,1моль/л (НС1)} • V_{~0,1моль/л (НС1)} = С_{1/Z~0,1моль/л буры} • V_{~0,1моль/л буры}

                         С_{1/Z~0,1моль/л буры} • V_{~0,1моль/л буры}

С_{1/Z~0,1моль/л (НС1)} = --------------------------------------------

                        V_{~0,1моль/л (НС1)}

С_{1/Z~0,1моль/л буры} = С_{1/Z т. буры} • К_{п~0,1моль/л буры} 

С_{1/Z~0,1моль/л буры} = 0,1 моль/л • 1,0120 = 0,1012 моль/л

                                      0,1012   • 10

       С_{1/Z~0,1моль/л НС1} = ------------------=0,1033 моль/л

                                                       9,8

                 С_{1/Z~0,1 моль/л (НС1)} • M_{1/Z (НС1)}                         

                  T_{~0,1 моль/л НС1}  = ------------------------------------          

                                                      1000

                                    0,1033   • 36,46

       T_{~0,1 моль/л НС1}  = -------------------- = 0,003766 г/мл

                                            1000

                         С_{1/Z ~0, 1моль/л (НС1)}  

К_{п~0,1 моль/л НС1}    = ------------------------

                           С_{1/Z 0,1 моль/л (НС1)}   

                                                       0,1033

                             К_{п~0,1 моль/л НС1}    = ---------- = 1,0330

                                                           0,1

                                                    Ответ: С_{1/Z~0,1моль/л НС1} =0,1033 моль/л

                                                           T_{~0,1 моль/л НС1}  = 0,003766 г/мл

                                                           К_{п~0,1 моль/л НС1}   = 1,0330

10.  Рассчитайте массовую долю химически чистой хлороводородной кислоты в фармацевтическом препарате, если для приготовления 200 мл разведения взяли 2 мл хлороводородной кислоты с ρ = 1,123 г/мл, а на титрование 10 мл полученного раствора было затрачено 7,5 мл раствора гидроксида натрия с молярной концентрацией эквивалента ~ 0,1 моль/л и поправочным коэффициентом равным 1,0262. Мм НСl = 36,46 г/моль.

Дано:

V_{нав (НС1).} = 2 мл

V_{к. (НС1)} = 200 мл

V_{аликвота (НС1)} = 10 мл

V(NаОН) = 7,5 мл

K (NаОН)  = 1,0262

М.м _(НС1)  = 36,46 г/моль

ρ_(НС1) = 1,123 г/мл

ω _НС1 = ?

НС1 – это исследуемый раствор, так как не известна его концентрация

NаОН – это титрант, так как известен его поправочный коэффициент

Метод количественного определения – метод алкалиметрии, вариант нейтрализации Способ прямого титрования.

В основе метода лежит уравнение реакции:

                                                        HCl + NаОН = NaCl + H₂O

         Т _{раб./ опр.}  * V _раб. * К _раб.

ω _НС1 = ----------------------------- *100%

                       m_нав.НС1

                  С_{1/Z т. раб.} • M_{1/Z опр.}

Т _{т. раб./ опр.}  = -----------------------

           1000

M_{1|z HCl} = Mм _HCl = 36,46 г/моль

                                                             0,1 * 36,46

                                        Т _{т. раб./ опр.}  = --------------- = 0,003646 г/мл

           1000

2 * 1,123 = 2,246 г – 200мл

               m_нав.НС1 – 10 мл

m_нав.НС1 = 2,246 *10 : 200 = 0,1123 г

        0,003646 * 7,5 * 1,0262

ω _НС1 = ----------------------------- *100% = 25,02%

                       0,1123 г

Массовая доля показывает, что в 100 г раствора хлороводородной кислоты содержится 25,02 г х.ч. хлороводорода.

                                         Ответ: ω _(НС1) = 25,02%

ХИМИЧЕСКАЯ ПОСУДА

   Лабораторная посуда– специальные и специализированные емкости различного конструктивного исполнения, объема, и изготовляемые из разнообразных материалов, устойчивых в агрессивных средах. При необходимости лабораторная посуда обладает необходимой термостойкостью, прозрачностью и другими нужными физическими свойствами.

   Химическая посуда тонко- и толстостенная изготавливается из стекла разных марок. Посуда из толстого стекла не выдерживает нагрева, нагревать можно только тонкостенную посуду, термостойкость которой зависит от состава стекла. Основным требованием, предъявляемым к стеклянной посуде, является ее химическая и термическая устойчивость.  Химическая устойчивость – это свойство стекла противостоять разрушающему действию кислот, щелочей и других веществ. Термическая устойчивость – это способность посуды выдерживать резкие колебания температуры.

  Лучшим стеклом считается пирекс, потому что оно обладает термической и химической устойчивостью, имеет малый коэффициент расширения. Поэтому особотермостойкие изделия (стаканы, реторты, пробирки) изготавливают из пирексового стекла. Пирексное стекло содержит 80% оксида кремния (IV). Температура его размягчения + 620 ºС. Для проведения опытов при высоких температурах используют кварцевую посуду. Кварцевое стекло содержит 99,95% оксида кремния (IV), температура его размягчения +1650 ºС. Тонкое кварцевое стекло вследствие очень низкого коэффициента термического расширения выдерживает резкое охлаждение (даже водой!) с любой температуры.

    Лабораторную посуду изготавливают в основном из стекла типов ТУ (термически устойчивое), ХУ-1 и ХУ-2 (химически устойчивое). Содержание оксида кремния (IV) в обычном лабораторном стекле составляет примерно 70%.

Рис.18. Химическая посуда

     Перед применением лабораторной посуды она должна быть хорошо вымыта и простерилизована. Для этого ее моют ершами с мыльно – содовым раствором. Чистую посуду промывают проточной водой, затем водой очищенной. При необходимости достижения стерильности лабораторную посуду заворачивают в плотную бумагу и стерилизуют в аэростериле при 160—180 °C 45—60 мин. или в автоклаве при температуре 120 °C 20—30 мин.

        Посуда считается чистой, если на ее стенках не образуется отдельных капель и вода оставляет равномерную тончайшую пленку. Сушат стеклянную посуду на деревянных колышках, укрепленных на вертикально установленной доске; в сушильных шкафах.