饱和氢氧化钠溶液配制怎么配?浓度多少?

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氢氧化钠标准溶液的配制
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关于一个氢氧化钠标准溶液配制方法的讨论
&作为一个化学教师,当第一次配制某化学物质的溶液时,除自己应考虑需要注意哪些问题外,还必须查阅一些相关的化学手册、看看有哪些特殊的配制要求,然后再决定采用何种配制方法。
&即使是在“酸碱滴定实验”、这样的以操作练习为主的实验中,所要用到的氢氧化钠溶液,教师也要这样做。以便学生能学到正确的实验室工作方法。
为此,查找到了滴定分析用“氢氧化钠标准溶液c(NaOH)=1mol·L-1”的配制方法为[1]:
&&&&&&&&1.&配制
称取100g氢氧化钠,溶于100ml水中,摇匀,注入聚氯乙烯容器中,密闭放置至溶液清亮。用塑料管虹吸52ml体积的上层清液,注入1000ml无二氧化碳的水中,摇匀。
2.&标定……(以下从略)。
但对这个“标准”的配制方法进行比较仔细的推敲后,有两点质疑。
一、数据是否有误
如果认真按“用塑料管虹吸52ml体积的上层清液”来操作,这样所取的浓溶液体积数好像有些少。为此可计算如下:
查得20℃时,氢氧化钠的溶液度为108
g/100g水。此时,100g氢氧化钠可完全溶于100ml水中,并得到质量百分比浓度为50.00%的这种溶液200g(以下称其为浓溶液)。
查得《氢氧化钠溶液的浓度和密度(20℃)》,相关的部分数据如下:
用插值法可计算出50.00%氢氧化钠浓溶液密度为1.525
g·ml-1、物质的量浓度为19.06
mol·L-1。
该氢氧化钠浓溶液的体积为131.15ml。
取52ml氢氧化钠浓溶液,注入1000ml无二氧化碳的20℃水中(该温度下水的密度为0.9982
g·ml-1)。
所得溶液的总质量为52&1.525+2=1077.5(g),
其中氢氧化钠的质量为0.052&19.06&40.01=39.65(g)。
所以这是一个质量百分比浓度为3.680%的溶液。
还查得20℃时,
对上表中的上两行数据,用插值法可计算出3.68%氢氧化钠浓溶液的物质的量浓度为0.961
mol·L-1。
与目标“浓度1mol·L-1”相比较,有约&-
4%的方法误差。如果商品氢氧化钠中含有较多碳酸钠,这个误差还会更大一些。当然,在实际使用中对溶液还要进行标定。即使有比“-
4%”更大的配制误差,也不会影响到滴定实验的精度。
但是,作为一个“标准”的溶液配制方法,为什么不将所取氢氧化钠浓溶液的体积再稍稍加大一些,使这个“配制”的方法误差再减小一些呢?
计算也是很容易的。反过来,对上表中的下两行数据,用插值法可求出:
mol·L-1氢氧化钠溶液的质量百分比浓度3.827%,密度为&1.041
这样,就可计算出在1.000
L该溶液中氢氧化钠的质量为39.84
g(1.041&%),水为1001.16
g(1.041&)。
L该溶液中的氢氧化钠折算成浓溶液,为52.25
ml(39.84&50%&1.525)。需要外加的水为961.32
ml(.84)。
如果规定无二氧化碳的水为1000
ml的话,氢氧化钠浓溶液理论上应该取54.34
考虑到氢氧化钠试剂中总会有一些碳酸钠(会沉淀下来而不进入溶液)、及氢氧化钠浓溶液有较大的粘度(在量器壁上会附着的更多),实际上在该配制中以取54.5
ml氢氧化钠浓溶液为宜。
这样看,应将该配制方法改为“称取100g氢氧化钠,溶于100ml水中,摇匀,注入聚氯乙烯容器中,密闭放置至溶液清亮。用塑料管虹吸54.5ml体积的上层清液,注入1000ml无二氧化碳的水中,摇匀”。这样才能使所配制及标定后的溶液浓度更接近1mol·L-1。
二、溶液配制要在适宜的温度下进行
用“100g氢氧化钠,溶于100ml水中”,这是要配制一个比较接近饱和的氢氧化钠溶液(以便使碳酸钠由于同离子效应,难溶于该溶液,而析出)。这时,氢氧化钠的浓度约为50%。
而温度对氢氧化钠在水中的溶解度有很大的影响。查得部分温度下氢氧化钠的溶解度:
温度/℃
溶解度(g/100g水)
可见,在室温为20℃时氢氧化钠的溶解度折合成百分比浓度,能稍大于50%。
在稍低一些温度,所配制的氢氧化钠饱和溶液是达不到50%,这个浓度的。如果还按这个配比来取“100g氢氧化钠,溶于100ml水中”,则会有相当量的氢氧化钠不能溶解。在浓氢氧化钠溶液浓度低于50%的情况下,仍“用塑料管虹吸52ml体积的上层清液,注入1000ml无二氧化碳的水中”,所得溶液的浓度就会距“1mol·L-1”相去甚远。
也就是说,这一方法仅在室温不低于20℃的情况下才是好用的。在使用时一定要注意。
作为一个方法的较为严谨的表述,最好也有“在不低于20℃的情况下”,这样的文字为好。
[1]杭州大学化学系分析化学教研室.&分析化学手册(第二版)第一分册.&化学工业出版社.1997年
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