Не могу разобраться с раствором

[antabu]

Если воздух сухой, гидратная вода и при комнатной температуре слегка выветривается.

[подлец216]

Все-таки ничего не сходится у меня с этим сульфатом меди-купоросом-раствором....... опять прошу Вашей помощи!
Два разных человека делали опыты по растворению 5-водной соли CuSO4 (купороса), у них результаты сходятся, а с таблицей плотность-массовая доля тут: http://www.fptl.ru/spravo4nik/plotnost-sulfatov.html и тут: http://techemy.com/handbook/tab0003.php ну никак
Приведу еще раз методику расчета: Нам надо определить, сколько купороса содержится в 100мл водного раствора, весом 107гр.
1. Плотность 107/100=1,07г/см3
2. По таблице 6,727%, вес соли 107*6,727/100=7,2гр
3. Перевод в купорос 7,2*(249,69/159,61)=11,26гр
На практике же получается, что 107гр весит 100мл раствора в котором растворено 15,64 гр купороса (или 10гр безводного сульфата меди)
Что-то не так с этим расчетом, наверное как-то по-другому надо считать, но как?
Один из проводивших эксперименты предложил такую методику:
1. 15,64/2,284 = 6,847 мл. (объем купороса).
100 - 6,847 = 94,153 мл. (объем воды).
2. 6,847/94,153*100 = 7,27 % (процентное содержание купороса).
3. По таблице http://techemy.com/handbook/tab0003.php определяем, что плотность равна 1.0760 г/см3,
то есть вес раствора 107 грамм.
Сама методика расчета неверна, но совпадает с результатами опытов.....почему?
Я не привожу здесь всю переписку из другого форума, но опытов было проделано около десятка, разными людьми и нигде не совпало с таблицей.
Пробовал считать через плотность купороса, тоже не понятно что выходит. Наткнулся на такую "метаморфозу":
Плотность купороса 2,284, плотность безводного сульфата меди 3,64 г/см3.
15,64гр купороса это 15,64*(159,61/249,69)=10гр сульфата+5,64гр воды
15,64/2,284=6,848см3 (мл),
10/3,64=2,747см3. Плюс 5,64см3 воды, равно 8,387см3
По сути одно и то же, но цифры разные, как это объяснить?
Скорее всего дело в кристаллической воде, но для того, чтоб разобраться мне не хватает химического образования

[Sitalin]

Плотность купороса 2,284, плотность безводного сульфата меди 3,64 г/см3.
15,64гр купороса это 15,64*(159,61/249,69)=10гр сульфата+5,64гр воды
15,64/2,284=6,848см3 (мл),
10/3,64=2,747см3. Плюс 5,64см3 воды, равно 8,387см3
По сути одно и то же, но цифры разные, как это объяснить?

Между молекулами в медном купоросе существуют силы межмолекулярного притяжения, которые "сжимают" соединение. В результате, плотность сульфата меди и воды в медном купоросе будет меньше, плотности чистого сульфата меди и чистой воды по отдельности, соответственно и различие в суммарных объемах. Такое объяснение должно быть понятным.

[подлец216]

..............Такое объяснение должно быть понятным.

Я так приблизительно и думал, но не может ли нечто подобное происходить и при растворении, почему теория и практика расходятся так сильно?

[Sitalin]

Может. И происходит. Т.е. если мы имеем однокомпонентный разбавленный раствор, еще можно как-то узнать плотность раствора исходя из сумм плотностей составляющих, взятых в соответствующих массах. Но чем больше концентрация и чем больше компонентов растворено в растворе, тем сильнее проявляются эффекты межмолекулярного взаимодействия, которые оказывают влияние на плотность.

Но в вашем случае с купоросом, возможно суммируются все возможные погрешности, от объема до чистоты, массы взятого купороса и т.п., которые в результате дают такую ошибку.

Еще можно попробовать провести эксперимент с цельным кристаллом медного купороса, выращенном из концентрированного раствора медного купороса. Т.е. берете цельный кристалл, взвешиваете, растворяете в свеже-перегнанной дистиллированной воде, доводите до 100 мл в мерной колбе (желательно гос. поверенной) и т.д.

И отдельно не с купоросом, а с безводным сульфатом меди

[подлец216]

.......суммируются все возможные погрешности, от объема до чистоты, массы взятого купороса и т.п., которые в результате дают такую ошибку....

Иными словами, если мы возьмем идеально чистый купорос, растворим в идеально чистой воде, идеально произведем замеры объема и массы раствора, то все сойдется с таблицей?
У меня тоже были сомнения в правильности измерений объема, но 100мл дистиллированной воды весят ровно 100гр, значит объем замеряется верно, весы- до сотой грамма. И самое главное, что у двух разных людей, живущих в разных местах и делающих опыты на разном оборудовании результаты сходятся (не абсолютно, до десятых грамма). Вот этот факт и заставил меня задуматься, может не так считаем?

[Sitalin]

Должно сойтись.
Я вижу вы хотите заставить (в хорошем смысле) кого-нибудь из химиков заняться этим вопросом практически в лабораторных условиях?

[подлец216]

Нет, никого я не хочу заставить ничего делать .................хотя............может кому и станет интересно, лабораторные условия есть не у каждого.
Я хочу понять, методика, по которой мы считаем верная и единственно правильная или что-то мы делаем не так, может есть другой путь? Это форум, в котором общаются люди, имеющие химическое образование и опыт, поэтому я и попросил помощи здесь. Может кто сталкивался с похожими казусами?
Кстати, про методику расчетов, которую я приводил, что скажете?

1. 15,64/2,284 = 6,847 мл. (объем купороса).
100 - 6,847 = 94,153 мл. (объем воды).
2. 6,847/94,153*100 = 7,27 % (процентное содержание купороса).
3. По таблице http://techemy.com/handbook/tab0003.php определяем, что плотность равна 1.0760 г/см3,
то есть вес раствора 107 грамм

Почему-то при таком расчете, результаты точно совпадают с результатами опытов

[Sovetnik]

1. 15,64/2,284 = 6,847 мл. (объем купороса).
100 - 6,847 = 94,153 мл. (объем воды).
2. 6,847/94,153*100 = 7,27 % (процентное содержание купороса).
3. По таблице http://techemy.com/handbook/tab0003.php определяем, что плотность равна 1.0760 г/см3,
то есть вес раствора 107 грамм

Почему-то при таком расчете, результаты точно совпадают с результатами опытов

Вы подсчитали просто объемное отношение компонентов (даже не объемный процент), а плотность, в таблице, нашли из массового.

[Sitalin]

Вы нашли процентное содержание купороса по объему, которое совпало с процентным содержанием сульфата меди по масе и вашими экспериментальными данными.

Все это "шото не то". Гдето закралась ошибка. На данный момент сомнения вызывают ваши экспериментальные данные. Т.е. сомнения именно в результатах ваших опытов! Расчеты основаны на справочных данных, поэтому ошибка в расчетах маловероятна.

[antabu]

Поскольку работаю с купоросом, решил проверить. В мерную колбу на 100 взял 15,64 г медного купороса, растворил, до метки. Масса раствора составила 109,62 г.
Можно предположить экзотический вариант: где-то читал, что сульфат меди способен давать семиводный гидрат при некоторых условиях.

[hisamazu]

Коллеги, а вот с чего мы взяли, что надпись "Ч" на банке соответствует истине? Если заглянуть в ГОСТ, http://standartgost.ru/%D0%93%D0%9E%D0% ... -99#page-1, то мы видим, что есть марки купороса, у которых содержание самого сульфата меди около 93%. Вот хорошо бы и поопределять в нем содержание основного вещества по п.6.3 ГОСТ. Уж отличить 93% от 98%, как утверждает ГОСТ, можно. На эту мысль наводит и то, что человек, растворивший другой купорос в другом месте, имеет и другие цифры, кстати, бОльшие (см.чуть выше).

[Sitalin]

1. Нужно взвесить, растворить, довести до метки, взвесить раствор.
2. Определить концентрацию ионов меди в полученном. Пересчитать концентрацию на сульфат меди.
3. Сопоставить полученные результаты. со справочными данными.

Уверен, что все сойдется.

[amik]

Сейчас как раз перепроверяю. Цифры получаются близкие к теории, выложу немного позже.
Уже примерно ясны методические ошибки у топикстартера, называть его подлецом язык не поворачивается

[Sitalin]

amik результаты вашего эксперимента удовлетворят любопытство большинства участников данного обсуждения
Жду результатов с нетерпением...

[amik]

Спасибо за доверие. Теперь и сам не рад, что ввязался, но отступать некуда, позади напирающая по полной программе антихимия с её "британскими учеными", а также бытовыми электротехниками.

Уважаемые коллеги, позвольте вначале небольшой экскурс к азам аналитической химии.
Все мы рано или поздно, на третьем курсе вуза, сдавая лабы и зачет по аналитике, или потом, сталкиваясь почти ежедневно в экспериментах с наночастицами, имели дело с мерными сосудами.
Итак, перед нами классическая мерная колба. На представленной картинке можно рассмотреть нанесенную на колбу риску. Такие круговые черточки-риски наносятся специальным автоматом или человеком(обычно женщиной) с крепкими нервами, способным несколько лет подряд, каждый день заниматься рутинной работой.

мениск.jpg

Продолжение следует.

[amik]

Нужна ли точность современным химикам? Вопрос, прямо скажем, неоднозначный, особенно в условиях, когда в паспортах на спектральные приборы указано, в лучшем случае +/-10% , но при этом полученное число с тремя-четырьмя-пятью значащими цифрами ничтоже сумняшеся записывается в статью или отчет
Тем не менее, принципы объемного анализа и возможности используемого оборудования для работающих в данной области специалистов должны быть предметом безусловного понимания. Еще лет двадцать пять назад калибровка посуды входила в обязательный практикум, после чего именно с такими, лично помеченными(!), колбами и пипетками дозволялось продолжить курс.

Позвольте продолжить по теме.
На точность определения объема довольно большое влияние оказывает температура. В древних справочниках часто указана плотность растворов при 18°С, ведь именно такой была стандартизованная температура в лаборатории. В последнее время топить стали лучше мерная посуда калибруется при 20°С, что и обозначено на поверхности в специально отведенном месте. Казалось бы мелочь, но плотность воды при 25°С составляет отнюдь не 1000 г/л, а ~ 997 г/л т.е. отклонение сразу составляет 0,3%, что совсем не мало в некоторых случаях. К тому же разница коэффициентов термического расширения воды и стекла приводит к еще большему отличию. Модные с недавнего времени сосуды из полипропилена, при всех их прочих достоинствах, страдают неточностью в еще большей степени.
Вернемся, однако, к фотографии мерной колбы. Обратите, пожалуйста, внимание на две метки, обозначенные черным цветом. Нижняя повторяет метку, сделанную производителем. Верхняя соответствует точно 100,00 граммам воды при 24°С. Рядом, для лучшего представления масштаба, сфотографирована линейка с миллиметровыми делениями. При этом разница в весе колбы с водой между двумя положениями уровня составляет почти 0,5 г для колбы объемом 100 мл. ПолпрОцента вынь да положь

Продолжение следует.

[amik]

Прошу извинить за теоретический экскурс, без которого, возможно, пришлось бы отсылать к учебникам.

Что мною было сделано:
1. Во-первых, с учетом вышесказанного, предварительно посмотрел, как может повлиять на результаты измерения возможный тепловой эффект растворения медного купороса в воде. Для этого 15,0 г CuSO4*5H2O было растворено в стакане при перемешивании на магнитной мешалке в 95 мл воды, температура при этом с 24,2°С упала до 23,3°С, что свидетельствует о пренебрежимо малом влиянии, которое можно не учитывать в дальнейших выкладках.
2. На электронных весах с точностью до 0,01 г взвешена чистая пустая стеклянная мерная колба с пробкой.
Масса колбы составила 62,95 г
3. В колбу до нижней (оригинальной) метки налита дистиллированная вода с температурой 24°С. Такая же вода использовалась и в дальнейшем.
Масса колбы с водой - 162,44 г
Вода дополнительно добавлена до 100,00 г и сделана соответствующая метка на колбе.
Масса колбы с водой по верхней метке Σ=162,95 г.
3. В колбу засыпан медный купорос массой 11,27 г (по теории) и добавлено ~ 60 мл дистиллированной воды. После растворения купороса объем доведен до нижней метки, раствор при этом гомогенизирован.
Масса колбы с раствором купороса 169,43 г.
Добавлена вода до верхней метки. Σ масса 170,05 г.

подлец216, дальше посчитайте, пожалуйста, сами.

[Sitalin]

Что и требовалось доказать

[практик]

ОФФТОП
Поэтому, для того чтобы избежать многих выше указанных проблем, я давно использую весовое титрование.