在化学实验中,配置特定摩尔浓度的溶液是一项基础而重要的技能。以1摩尔每升的氢氧化钠溶液为例,它在实验室中的广泛应用使得这一实验尤其有意义。以下将详细介绍如何安全、准确地完成这一配置过程。
进行此实验所需的化学品包括:氢氧化钠固体和蒸馏水。所需的器材有托盘天平、烧杯、玻璃棒、1L容量瓶、胶头滴管、试剂瓶和标签纸。
接下来,进行实验的具体步骤:
1. 计算所需氢氧化钠量:根据公式n=cV,已知摩尔浓度c为1摩尔每升,体积V为1升,因此需要的氢氧化钠量为n=1mol/L×1L=1mol。利用摩尔质量公式M=m/n可以得出所需质量m=40g/mol×1mol=40g。考虑到氢氧化钠在常温下的溶解度为53g/100mL,计算出溶解时需用蒸馏水的量为76mL以上。一般可准备350mL蒸馏水,以确保氢氧化钠充分溶解。准备的蒸馏水总量应超过1L,以备定容等其他用途。
2. 称量氢氧化钠:将40g固体氢氧化钠放在烧杯中进行称量。由于氢氧化钠具有强腐蚀性,需谨慎操作。
3. 溶解氢氧化钠:将约350mL蒸馏水倒入装有氢氧化钠的烧杯中,并使用玻璃棒轻轻搅拌。这样可以确保氢氧化钠均匀溶解,防止因放热反应导致溶液温度过高。
4. 冷却溶液:氢氧化钠溶解过程中会释放热量,因此需静置一段时间,让溶液自然冷却至室温。
5. 转移溶液:待溶液冷却后,将其全部转移至1L的容量瓶中。在此过程中,使用玻璃棒引流,以避免溅洒和液体附着在瓶壁上,确保准确性。
为了进一步清洁烧杯,需用少量蒸馏水洗涤其内壁,并将洗涤液转移到容量瓶中,以防残留氢氧化钠影响最终浓度。
6. 定容:向容量瓶中逐渐加入蒸馏水,直至总量达到1L。当液面接近刻度线时,改用胶头滴管,确保液面与刻度线相切,避免过量加入蒸馏水。在此过程中,要将眼睛与1L刻度线保持在同一水平,以免读数出现误差。
7. 摇匀溶液:用瓶塞封好容量瓶,轻轻上下颠倒,确保溶液均匀混合。如果液面在静置后有下降的现象,则无需再继续添加水进行定容。即使取出少量溶液,其浓度也应为1摩尔每升。
8. 装瓶保存:将配制好的氢氧化钠溶液转移至试剂瓶,盖好瓶盖,并在标签上注明浓度和溶液名称,确保标签朝外,方便辨识,存放于试剂柜指定位置。
需特别注意的是,氢氧化钠具有很强的腐蚀性,因此在实验过程中应佩戴实验服、防护眼镜和实验手套,以保护自身安全。如果不小心让溶液溅到皮肤上,应立即用大量水冲洗,并涂抹硼酸溶液。
成功配置1摩尔每升的氢氧化钠溶液并非仅仅依赖于精确的药品计算,整个实验过程中的安全措施与细节注意同样至关重要。通过严谨的操作,可以确保实验的成功与安全。