Как готовить химические растворы

Приготовление концентрированных растворов.

Концентрированные растворы готовят массо-объемным методом с использованием мерной посуды. Необходимое количество воды можно рассчитать, используя коэффициенты увеличения объема или значение плотности раствора-концентрата.

Пример №1

Например, необходимо приготовить 1 л 20 %-ного (1:5) раствора калия бромида.

Приготовление раствора с использованием КУО.

Если учесть коэффициент увеличения объема, равный для калия бромида 0,27 мл/г, то объем, занимаемый 200,0 г калия бромида, равен 54 мл (200,0•0,27), тогда воды для приготовления раствора необходимо 946 мл (1000 мл — 54 мл).

В подставку отмеривают 946 мл свежепрокипяченной (охлажденной) воды очищенной и растворяют в ней 200,0 г калия бромида.

Раствор фильтруют в склянку из темного стекла с притертой пробкой, проверяют на подлинность, чистоту и количественное содержание, наклеивают этикетку с обозначением названия и концентрации раствора, даты его приготовления, номеров серии и анализа.

Пример №2

2. Расчет массы лекарственного вещества

N.B.!!!Лекарственные вещества (кристаллогидраты) отвешивают с учетом фактического содержания влаги.

Например, необходимо приготовить 1 л 50 %-ного раствора глюкозы (влажность 10 %). Глюкозу отвешивают с учетом фактического содержания в ней влаги, количество которой рассчитывают по формуле:

X=(a*100)/100-b

где а — количество безводной глюкозы, указанное в прописи, г;

b — содержание влаги в глюкозе, %.

X=(500*100)/100-10 = 555.55 г

В мерную колбу наливают небольшое количество горячей воды, растворяют 555,5 г глюкозы. После полного растворения вещества и охлаждения раствор доводят водой до объема 1 л и фильтруют.

Проводят полный химический анализ (подлинность, чистота, количественный состав).

Пример №3

3. Расчет объема воды с использованием плотности раствора

Требуется изготовить 1л 50% раствора кальция хлорида.

Плотность 50% раствора кальция хлорида 1,207 г/мл, и 1л этого раствора имеет массу 1207г (1000*1,207). Масса кальция хлорида для изготовления 1л раствора – 500г, следовательно, масса воды составит 707 г (1207 – 500) или 707мл при плотности воды очищенной 1г/мл.

Определение массы соли в составе кристаллогидрата

Предположим, что в 300 мл воды растворили 7,6 г CuSO4·5H2O (медного купороса). Необходимо рассчитать, какова массовая доля CuSO4 в полученном растворе. Для того, чтобы вычислить массу соли в составе кристаллогидрата по массе кристаллогидрата, можно выбрать один из двух методов.

Рассмотрим первый способ. В составе кристаллогидрата медного купороса на одну частицу кристаллогидрата приходится одна частица сульфата меди (II). На две частицы кристаллогидрата, следуя логике, приходится две частицы сульфата меди и так далее. Аналогичным способом можно определить, что на 1 порцию (1 моль) частиц кристаллогидрата приходится 1 порция (1 моль) частиц сульфата меди (II). Таким образом, молярное соотношение (отношение количества вещества) кристаллогидрата CuSO4·5H2O и сульфата меди (II) равно CuSO411

n(CuSO4·5H2O)n(CuSO4)=11

Уравнение можно записать в другом виде:

n(CuSO4·5H2O)=n(CuSO4)

Далее следует вычислить молярные массы кристаллогидрата и сульфата меди (II):

М(CuSO4·5H2O)=64+32+64+5·18=250гмоль

М(CuSO4)=64+32+64=160гмоль

Количество вещества кристаллогидрата:

n(CuSO4·5H2O)=mM=7,6250=,0304моль

n(CuSO4)=n(CuSO4·5H2O)=,0304моль

Масса сульфата меди в составе кристаллогидрата составит:

m(CuSO4)=M·n=160гмоль·,0304моль=4,864г

При решении задания вторым способом следует в первую очередь вычислить массовую долю сульфата меди в составе кристаллогидрата:

ω(CuSO4)=М(CuSO4)М(CuSO4·5H2O)=160гмоль250гмоль=,64или64%

Таким образом, массу сульфата меди в образце кристаллогидрата массой 7,6 г можно рассчитать с учетом массовой доли сульфата меди:

m(CuSO4)=ω(CuSO4)·m(CuSO4·5H2O)=,64·7,6г=4,864г

Масса исходной воды составит:

m(H2O)=ρ·V=1гмл·300мл=300г

Массу раствора сульфата меди (II) можно вычислить, руководствуясь принципом материального баланса. В процессе требуется найти сумму всех материальных потоков, которые пришли в систему, а затем вычесть уходящие материальные потоки.

mр-ра(CuSO4)=m(CuSO4·5H2O)+m(H2O)=7,6г+300г=307,6г

Массовая доля сульфата меди (II) в конечном растворе равна:

\omega (CuSO_{4}) = \frac m(CuSO_{4})}{ m р-ра(CuSO_{4}) } = 4,864 г307,6 г = ,0158 или 1,58%

Таким образом, ω(CuSO4) составит 0,0158 или 1,58%.

Как хранить неньютоновскую жидкость

Как только вы оставляете жидкость в покое на несколько часов, она начинает засыхать. Но стоит добавить воды, и вы снова можете проводить опыты всей семьей.

Лучше хранить в закрытой емкости. Если вы наигрались и хотите вылить, то дождитесь ее засыхания и утилизируйте в урну. В канализацию смывать нельзя.

Каждый день мы сталкиваемся с неньютоновской жидкостью. Мы рассказали, как легко из обычного крахмала дома приготовить необычную воду и провести с детьми опыты. А опыты с ней не только веселые, но и помогают легким языком изучать законы физики.

Неньютоновская жидкость полностью не изучена наукой, но ученые уверены, что благодаря ей произойдет прорыв во многих сферах производства.

Дистилляция (перегонка)

Дистилляция (перегонка) — это способ разделения жидких однородных смесей путём испарения жидкости с последующим охлаждением и конденсацией её паров. Данный способ основан на различии в температурах кипения компонентов смеси.

Пример. При нагревании жидкой однородной смеси сначала закипает вещество с наиболее низкой температурой кипения. Образующиеся пары конденсируются при охлаждении в другом сосуде. Когда этого вещества уже не останется в смеси, температура начнёт повышаться, и со временем закипает другой жидкий компонент:

Таким способом получают, к примеру, дистиллированную воду.

Ионно-молекулярные уравнения реакций

Из вышеизложенного следует, что в растворах большинства неорганических веществ, наряду с молекулами, находится значительное число ионов. В таком случае уравнения реакций, которые показывают состав молекул реагирующих веществ, весьма условны. Более точно отражают состав реагирующих частиц ионно-молекулярные уравнения.

Для того чтобы составить ионно-молекулярное уравнение реакции, нужно записать в виде ИОНОВ химические формулы:

сильных и одновременно
растворимых электролитов.

Состав всех остальных веществ изображается в виде молекул.

На практике, при составлении таких уравнений рекомендуется следовать следующему алгоритму:

1. Определить силу реагирующих электролитов:

2. Для сильных электролитов определить растворимость (по таблице растворимости):

3. Формулы сильных и одновременно растворимых электролитов записать в виде ионов, остальные формулы НЕ ИЗМЕНЯТЬ!

4. Одинаковые ионы «вычеркиваем», так как они не участвуют в реакции (не изменили ни состава, ни заряда), получаем краткое ионно-молекулярное уравнение:

Краткое ионно-молекулярное уравнение показывает:

что реакция возможна;
что в результате реакции образуется осадок (СuS);
какие ионы или молекулы должны участвовать в аналогичном процессе.

Для того, чтобы переписать краткое ионно-молекулярное уравнение в молекулярном виде, необходимо вместо:

ионов H+ написать формулу сильной кислоты;
ионов ОH— написать формулу щёлочи;
остальных ионов написать формулу растворимой соли.

Например, для того чтобы осуществить процесс:

вместо нитрата меди можно взять любую растворимую соль меди (II), так как она при электролитической диссоциации посылает в раствор ион меди, а анион соли в реакции не участвует:

Задание 6.7. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакции для этих процессов и убедитесь, что краткие ионно-молекулярные уравнения реакций у них одинаковые.

Задание 6.8. Записать в молекулярном и молекулярно-ионном виде уравнения, соответствующие предложенным кратким молекулярно-ионным уравнениям:

При составлении ионно-молекулярных уравнений может получиться так, что все частицы будут вычеркнуты, так как не изменят ни состава, ни заряда. В этом случае говорят, что реакция в растворе не идёт. В принципе, можно заранее предсказать возможность такого процесса: реакция ионного обмена в растворе возможна, если происходит связывание ионов, т. е. образуется осадок, газ, слабый электролит или ион нового состава.

Задание 6.9. Составьте ионно-молекулярные уравнения реакций:

фосфат натрия + хлорид кальция →
карбонат бария + азотная кислота →
гидроксид железа III + серная кислота →
сульфат аммония + гидроксид калия →
нитрат алюминия + хлорид натрия →

Сделайте заключение: возможны ли эти процессы. Укажите признаки возможных процессов (осадок, газ, слабый электролит).

Вывод: любая реакция ионного обмена протекает в сторону связывания ионов, поэтому в результате такой реакции образуется слабый электролит или осадок, или газ.

Формулы перехода от одних выражений концентрации растворов к другим

Примем следующие условные обозначения концентрации:

С% — процентная концентрация по массе;
А — число единиц массы растворенного вещества на 100 единиц массы растворителя;
Б — масса растворенного вещества в 1 л раствора;
Сн — число эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора (нормальность);
См — число молей растворенного вещества в 1 л раствора (молярность);
m — число молей растворенного вещества на 1000 г растворителя (моляльность);
Э — эквивалентная масса растворенного вещества, г/моль;
М — мольная масса растворенного вещества, г/моль;
d — относительная плотность.

Тогда

Что такое раствор?

Смешивая между собой сульфатную кислоту и воду, получим ее водный раствор. Рассмотрим, из чего он состоит. Мы обнаружим растворитель — воду, растворенное вещество — серную кислоту и продукты их взаимодействия. К ним относятся катионы водорода, гидросульфат — и Состав физико-химической системы, состоящей из растворителя и компонентов, будет зависеть не только от того, какое вещество является растворителем.

Наиболее распространенный и важный растворитель — это вода. Большое значение имеет и природа растворяемых компонентов. Их можно условно разделить на три группы. Это практически нерастворимые соединения, малорастворимые и хорошо растворимые

Последняя группа является наиболее важной. К ней относится большинство солей, кислоты, щелочи, спирты, моносахариды

Малорастворимые соединения тоже встречаются в природе достаточно часто. Это гипс, азот, метан, кислород. Практически нерастворимыми в воде будут металлы, благородные газы: аргон, гелий и т. д., керосин, масла.

Гель из мыла и кальцинированной соды

Содовый гель — еще одно популярное народное средство в домашнем хозяйстве. Готовится такой гель из хозяйственного мыла и кальцинированной соды, при необходимости в него можно добавлять ароматические масла или экстракты.

Измельчите на терке 50 гр. хозяйственного мыла, залейте стружку 1 литр воды.
Поставьте мыльную смесь на водяную баню, дождитесь ее закипания, не переставая помешивать.
Закипевшую смесь снимите с огня и засыпьте в нее 45 гр. кальцинированной соды. Тщательно все перемешайте, должна получится густая паста-гель.
Для стирки используйте 2 ст.л. геля, закладывая его прямо в барабан машинки.

Существует еще один рецепт жидкого мыла, подходящий для стирки деликатных тканей. Его легко приготовить в домашних условиях:

150 гр. мыльной стружки, приготовленной из хозяйственного или дегтярного мыла, растворите в 4 л. теплой воды.
Когда мыло полностью растворится, добавьте в смесь 200 гр. кальцинированной соды, перемешайте. Затем добавьте 200 гр. буры, тщательно размешайте и подогрейте до теплого состояния. Еще раз перемешайте, для лучшего эффекта готовый гель-мыло уберите на сутки в прохладное место. Затем разлейте по емкостям для хранения.

Помните, кальцинированная сода — более едкая щелочь, поэтому при работе с ней используйте резиновые перчатки и храните в плотно закрытых емкостях.

Сахар: опыт химический с кристаллами

Этот опыт идеально подойдет для самых маленьких. Дело в том, что в ходе его проведения получаются симпатичные леденцы, которые можно употреблять внутрь. Для проведения опыта необходимо стакан сахара смешать со стаканом воды и довести раствор до кипения. Теперь необходимо смочить в нем палочку. Это может быть зубочистка, шпажка для закусок.

Сахар, опыт химический с кристаллами:

Желательно, чтобы она была не скользкая, а деревянная, шершавая. Мокрую палочку погружают в сахар и дают высохнуть. После этого в раствор, используемый для приготовления шпажки, необходимо всыпать один стакан сахара, добавить краситель.
Смесь проварить до растворения сахара. В итоге у вас получится очень вязкая масса. Палочку необходимо закрепить на бумажном кружке, или просто привязать нитку с зубочисткой, чтобы заготовка держалась, но не доставала до стенок и дна посудины.
В посудину выливается подготовленный раствор сахара, оставляется палочка в висячем положении. Необходимо дождаться, чтобы на поверхности палочек образовалось что-то похожее на елку. На это вам придется потратить одну неделю. Старайтесь, чтобы дети на протяжении 7 дней не трогали заготовку, не перевернули раствор. Опыт основан на пересыщении раствора, в котором кристаллизуются частички сахара.

Кристаллы

Как приготовить антибактериальное мыло в домашних условиях

Еще одним эффективным средством профилактики коронавирусной инфекции COVID-19 признано антибактериальное мыло. Если возможности купить нет, можно готовить дома самостоятельно. Рецепт, как сделать мыло-антисептик в домашних условиях своими руками, достаточно простой:

кусок детского мыла;
2 л отвара ромашки;
2 ст. л. глицерина;
по 10 капель эфирных масел лимон, лаванды, эвкалипта, чайного дерева. Именно масла придают мылу вирулицидный эффект.

Детское мыло следует измельчить посредством мелкой терки, добавить отвар ромашки. Тщательно перемешать и настаивать в течение 24 часов. После этого необходимо аккуратно влить глицерин и эфирные масла, тщательно перемешать.

Рекомендация: сначала следует приготовить антибактериальное жидкое мыло, затем перелить в емкость с дозатором. Самодельное средство готово к использованию, подходит даже для ребенка!

Можно также сделать мыло своими руками посредством мыловарения. Однако процесс более трудоемкий. Рецепт, как приготовить:

1 ст. л цедра апельсина;
1 л воды;
0,5 кг мыльной стружки (можно использовать любое мыло);
20 гр. глицерина.

Чтобы создать мыло, предварительно следует приготовить емкость для варки. Затем налить воду и добавить цедру апельсина. Время кипения — 15 минут. После необходимо остудить и профильтровать жидкость. В полученный раствор засыпать мыльную стружку, далее следует готовить на водяной бане 5 минут. Когда отвар закипел медленно добавить глицерин и перемешать. Полученное средство настаивается в течение суток, затем переливается в емкость с дозатором.

Раствор жидкости Бурова

Оказывает вяжущее и местное противовоспалительное действие, в больших концентрациях обладает умеренными антисептическими свойствами. Применяют его в разведенном виде (в 10—20 и более раз) для:

полосканий,
примочек,
спринцеваний,
при воспалительных заболеваниях кожи и слизистых оболочек.

Пример №5

Rp.: Solutionis Liquoris Burovi 10% 100 ml

Da. Signa. Примочка

В данном случае стандартная жидкость выписана под условным названием. Объем раствора равен 100 мл. Во флакон отмеривают 90 мл воды очищенной и 10 мл 8 %-ного раствора основной уксусно-алюминиевой соли, оформляют к отпуску.

Если же прописан раствор алюминия ацетата основного (химическое название), то при расчетах исходят из его фактического содержания в жидкости Бурова, то есть 8%.

Пример №6

Rp.: Solutionis Aluminii subacetatis 0,8% 100 ml

Da. Signa. Примочка

В данном случае расчет производят по формуле:

Х =0,8/8*100= 10 мл 8%-ного раствора алюминия ацетата основного

Объем воды очищенной: 100-10 = 90мл

Химические опыты с углекислым газом, содой

Химические опыты с углекислым газом основаны на взаимодействии соды и уксуса. При помощи этих двух простых веществ, которые имеются в арсенале любой домохозяйки, можно сделать несколько интересных, необычных опытов.

Химические опыты с содой и углекислым газом:

Шарики. Необходимо взять несколько бутылок и срезать с них верхушки, примерно на 5 см. В результате у вас получится своеобразная воронка. На горлышко бутылки необходимо надеть шарик и проделать это с остальными горлышками. В получившуюся воронку необходимо всыпать по чайной ложке обычного гидрокарбоната натрия. То есть пищевой соды. В бутылки необходимо набрать немного воды и добавить примерно столовую ложку уксуса. Также желательно добавить красителей. Это сделает опыт более ярким. Теперь необходимо очень аккуратно, зажимая соду в шарике, надеть воронки на бутылки. Плавными движениями необходимо засыпать соду в бутылку. Не забывайте плотно прижимать воронку к бутылке, чтобы углекислый газ не выходил через щели. В результате химической реакции соды и уксуса выделяется большое количество углекислого газа, который заполняет шарики, надувая их.
Ракета. Для этого вам понадобится пластиковая бутылка на 2 л, три карандаша, примерно 50 г пищевой соды, стакан уксуса, скотч, винная пробка, бумажные полотенца. Необходимо, чтобы пробка очень плотно прилегала к бутылке. Необходимо скотчем приклеить карандаши к верхушке бутылки, чтобы она смогла стоять. Далее, необходимо добавить в бутылку уксус. Необходимо завернуть соду в бумажное полотенце и скрутить концы, чтобы она не высыпалась. В результате у вас получится что-то похожее на конфету с содой внутри. Далее, необходимо ввести конфету с содой в емкость, и закупорить пробкой, закрывая отверстие в горлышке другим свертком. Необходимо перевернуть ракету и поставить на землю. Желательно опыт проводить на улице, так как взрыв очень мощный и наблюдается через несколько секунд после начала эксперимента. Желательно отбежать от места происшествия примерно на 20 м. В результате сильной химической реакции крепкого уксуса и соды, в бутылке скапливается большое количество углекислого газа. Пробка снизу открывается, а сама бутылка взлетает.

Шары

Раствор уксусной кислоты.

Исходная уксусная кислота может быть разбавленная (29,5—30,5 %) или концентрированная (98 %).

В медицинской практике применяют 5—8 %-ные растворы уксусной кислоты для наружного применения (обтирания). При приготовлении этих растворов всегда исходят из ее фактического содержания в исходном растворе.

NB!!!!Если в рецепте концентрация кислоты не обозначена, то готовят 30 %-ный раствор кислоты уксусной.

Пример №11

RpSolutionis Acidi acetici 5% 100 ml

Da. Signa. Для обтирания

Для приготовления этого раствора лучше использовать кислоту уксусную разбавленную.

Расчет: Кислоты уксусной разбавленной

Х = 5*100/30= 17 мл

Воды очищенной 100 – 17 = 83 мл

Во флакон для отпуска отмеривают 83 мл воды и добавляют 17 мл разбавленной уксусной кислоты.

Исправление концентрации раствора

В зависимости от результата количественного анализа концентрированные растворы соответственно разбавляют водой или укрепляют добавлением сухого лекарственного вещества до необходимой концентрации.

Пример №4

Если раствор оказался крепче требуемого, его необходимо разбавить водой до нужной концентрации, количество которой рассчитывают по формуле:

Х= А*(С-В)/В

где Х — количество воды, необходимое для разбавления приготовленного раствора, мл;

А — объем приготовленного раствора, мл;

B — требуемая концентрация раствора, %;

С — фактическая концентрация раствора, %.

Например, следовало приготовить 3 л 20 %-ного (1:5) раствора калия бромида. Анализ показал, что раствор содержит 23 % лекарственного вещества. Используя приведенную выше формулу, находят количество воды, необходимое для разбавления раствора:

Х = 3000*(23-20)/20 = 450 мл

Пример №5

Если раствор оказался слабее требуемого, его необходимо укрепить добавлением лекарственного вещества, количество которого рассчитывают по формуле:

Х = А*(В-С)/100*р20-В

где Х — количество сухого вещества, которое следует добавить для укрепления раствора, г;

А — объем приготовленного раствора, мл;

B — требуемая концентрация раствора, %;

С — фактическая концентрация раствора, %;

d — плотность раствора необходимой концентрации.

Например, следовало приготовить 1 л 20 %-ного раствора калия бромида. Анализ показал, что раствор содержит 18 % лекарственного вещества (что так же, как и в первом случае, не соответствует допустимым нормам отклонений).

Используя приведенную выше формулу, находят количество калия бромида:

Х = 1000*(20-18)/100*1,44-20 = 21,18 г,

то есть для укрепления раствора необходимо добавить 21,18 г калия бромида. После укрепления раствора его снова фильтруют и анализируют.

Концентрированные растворы после их разбавления или укрепления следует проанализировать повторно.

Допустимые отклонения концентрации в растворах, которые содержат вещества до 20 % включительно, составляют ±2 % от обозначенной; в растворах с концентрацией 20 % и выше — ±1%.

Расчет кладочного раствора

Выше уже упоминалось о том, сколько кладочного раствора надо для кирпичной кладки. Чаще оппонируют соотношением с учетом на 1 м³ возводимой стены. Обычно на такой параметр используется 20-30% готовой смеси.

На самом деле сегодня уже ничего рассчитывать не надо. В интернете в свободном доступе есть таблицы, где все соотношения определены. К примеру, если необходимо замесить раствор марки М50, то для этого потребуется:

цемент марки М400 – 175 кг из расчета, что на выходе получиться 1 м³ готовой кладочной смеси;
М300 – 225 кг;
М200 – 325 кг.

Расход раствора в зависимости от вида проводимых работИсточник minkor.ru

Способы выражения концентрации растворов

Количественное содержание компонента раствора, отнесенное к определенной массе или к определенному объему раствора или растворителя, называется концентрацией этого компонента. При этом содержание растворенного вещества обычно выражают в единицах массы, в молях или в эквивалентах.

Процентная концентрация (по массе) — это число единиц массы растворенного вещества, содержащихся в 100 единицах массы раствора. (Ниже процентная концентрация обозначена С%.) Так, 20% водный раствор КОН содержит 20 единиц массы КОН и 80 единиц массы воды.

Молярная концентрация (молярность) выражается числом молей растворенного вещества в 1 л раствора и обозначается буквой М или См.

Моль — единица количества вещества. Моль — это количество вещества системы, содержащее столько молекул, атомов, ионов, электронов или других структурных единиц, сколько содержится атомов в 0,012 кг изотопа углерода 12С (6,022*10 в 23). Масса вещества, содержащаяся в 1 моле данного простого или сложного вещества, называется мольной массой. Мольная масса вещества, выраженная в граммах на моль, имеет то же численное значение, что и его относительная молекулярная масса.

Число молей простого или сложного вещества n находят из отношения массы m этого вещества в рассматриваемой системе к его мольной массе М:

Произведение объема раствора, выраженного в миллилитрах, на его молярность равно числу миллимолей растворенного вещества.

Эквивалентная концентрация (нормальность) выражается числом эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора и обозначается буквами N, н. или Сн.

Эквивалентом вещества называется такое его количество, которое в данной реакции равноценно (эквивалентно) 1 молю атомов водорода (1,0079 г). Масса 1 эквивалента называется эквивалентной массой.

Выражение концентрации растворов в единицах нормальности значительно упрощает вычисление объемов растворов количественно реагирующих друг с другом веществ. Эти объемы обратно пропорциональны их концентрациям, выраженным в единицах нормальности:

Произведение объема раствора, выраженного в миллилитрах, на его нормальность равно числу миллиэквивалентов растворенного вещества.

Концентрацию растворов выражают также через титр, т. е. массой (в г или мг) вещества, содержащегося в 1 мл раствора, и обозначают буквой Т. Найденную величину называют титром по растворенному (рабочему) веществу. В аналитической практике пользуются также титром по анализируемому веществу, т. е. массой (в г или мг) анализируемого вещества, эквивалентной тому количеству реагента, которое содержится в 1 мл раствора.

Например, титр 0,1 н H2SO4 (эквивалентная масса H2SO4 = 49,04 г/моль) равен:

При титровании этим раствором NaOH титр H2SO4, выраженный по анализируемому веществу NaOH (эквивалентная масса NaOH = 40,01 г/моль) равен:

Концентрацию растворов часто выражают в единицах моляльности — числом молей вещества, растворенного в 1 кг растворителя. Моляльность обозначают буквой m.

Как сделать неньютоновскую жидкость дома

Сейчас продают готовый набор с домашними опытами для всей семьи. Дальше мы расскажем, как приготовить ее в домашних условиях и какие опыты можно провести. Рецепт неньютоновской жидкости очень прост. Ингредиенты есть в каждом доме. На фото видно, как сделать раствор, и какие опыты провести.

Для неньютоновской жидкости нам понадобиться 2 ингредиента — крахмал и вода в пропорции 1 к 1. Пропорция может быть немного другой — все зависит от крахмала. Если вы будите видеть, что раствор слишком жидкий, добавьте еще крахмал. В миску с водой добавляем крахмал и начинаем размешивать.

Смесь станет густой и мешать ее будет трудно. Можете надавить на поверхность и почувствуете сопротивление. Оставьте раствор в покое и частицы крахмала выпадут на дно. Если вы начнете обратно смешивать, то смесь обратно начнет твердеть. Если размешивать быстро, то вязкость становится выше.

https://youtube.com/watch?v=p7K6lQLBOpA

Растворы процентной концентрации

Приготовление растворов. Раствором называют однородные смеси двух или более веществ. Концентрацию раствора выражают по-разному:

в весовых процентах, т.е. по количеству граммов вещества, содержащегося в 100 г раствора;

в объемных процентах, т.е. по количеству единиц объема (мл) вещества в 100 мл раствора;

молярностью, т.е. количеством грамм-молей вещества, находящегося в 1 л раствора (молярные растворы);

нормальностью, т.е. количеством грамм-эквивалентов раствореного вещества в 1 л раствора.

Растворы процентной концентрации. Процентные растворы готовят как приблизительные, при этом навеску вещества отвешивают на технохимических весах, а объемы отмеривают измерительными цилиндрами.

Для приготовления процентных растворов пользуются несколькими приемами.

Пример. Необходимо приготовить 1 кг 15%-ного раствора хлористого натрия. Сколько необходимо для этого взять соли? Расчет проводится согласно пропорции:

Следовательно воды для этого необходимо взять 1000-150 = 850 г.

В тех случаях, когда надо приготовить 1 л 15%-ного раствора хлористого натрия, необходимое количество соли рассчитывают другим способом. По справочнику находят плотность этого раствора и, умножив ее на заданный объем, получают массу необходимого количества раствора: 1000-1,184 = 1184 г.

Следовательно, необходимое количество хлористого натрия различно для приготовления 1 кг и 1 л раствора. В тех случаях, когда приготовляют растворы из реактивов, содержащих в составе кристаллизационную воду, следует ее учитывать при расчете необходимого количества реактива.

Пример. Необходимо приготовить 1000 мл 5%-ного раствора Na2CO3 плотностью 1,050 из соли, содержащей кристаллизационную воду (Na2CO3-10H2O)

Молекулярная масса (вес) Na2CO3 равна 106 г, молекулярная масса (вес) Na2CO3-10H2O равна 286 г, отсюда рассчитывают необходимое количество Na2CO3-10H2O для приготовления 5%-ного раствора:

Методом разбавления растворы приготовляют следующим образом.

Пример. Необходимо приготовить 1 л 10%-ного раствора HCl из раствора кислоты относительной плотностью 1,185 (37,3%). Относительная плотность 10%-ного раствора 1,047 (по справочной таблице), следовательно, масса (вес) 1 л такого раствора равна 1000X1,047 = 1047 г. В этом количестве раствора должно содержаться чистого хлористого водорода

Чтобы определить, сколько необходимо взять 37,3%-ной кислоты, составляем пропорцию:

При приготовлении растворов путем разбавления или смешивания двух растворов для упрощения расчетов применяют способ диагональной схемы или «правило креста». На пересечении двух линий пишется заданная концентрация, а у обоих концов слева — концентрация исходных растворов, для растворителя она равна нулю.

Классификация и свойства

Дилатантная – при увеличении скорости деформации сдвига увеличивается вязкость.
Пластичная – в статических условиях показывает свойства твердых предметов. Но когда вы воздействуете на нее – проявляет текучесть.
Псевдопластичная – когда увеличивается напряжение сдвига, вязкость наоборот становится меньше. Хороший пример — вулканическая лава.

Основные свойства неньютоновскй жидкости:

Вязкость и плотность зависит от воздействия на нее.
При воздействии показывает свойства твердых тел.
Чем меньше скорость тока жидкости, тем выше вязкость.
Имеют хорошую текучесть и испарение.
Неоднородна по составу и плохо смешивается.
У некоторых видов наблюдался магнетизм.

Раствор формальдегида (формалина)

Применяют как дезинфицирующее и дезодорирующее средство:

для мытья рук,
обмывания кожи при повышенной потливости (0,5—1 %-ные растворы),
для дезинфекции инструментов (0,5 %-ный раствор),
для спринцеваний 1:2000—1:3000.

Пример №3

Rp.: Solutionis Formalini 5% 100 ml

Da. Signa. Для дезинфекции помещений

Раствор выписан под условным названием.

Расчет: Раствора формальдегида 36,5—37,5%

Х = 5*100/100 = 5 мл

Воды очищенной : 100 – 5 = 95 мл

Технология изготовления: Во флакон для отпуска из оранжевого стекла отмеривают 95 мл воды очищенной и 5 мл стандартного раствора формальдегида. Оформляют к отпуску.

Пример №4

RpSolutionis Formaldegydi 10% 100 ml

Da. Signa. По 1 чайной ложке на стакан воды для обмывания ног

В данном случае прописан раствор формальдегида под химическим названием.

Расчет: Раствора формальдегида 37 %-ного
Х =10*100/37 = 27 мл

Воды очищенной :100 – 27 = 73 мл

Как количественно выразить растворимость соединения

Концентрация насыщенного раствора — наиболее важная величина, показывающая Ее выражают величиной, численно равной массе соединения в 100 г раствора. Например, дезинфицирующее медицинское средство — салициловый спирт продается в аптеках в виде 1 % спиртового раствора. Это значит, что в 100 г раствора содержится 1 грамм действующего вещества. Какую наибольшую массу хлорида натрия можно растворить в 100 г растворителя при определенной температуре? Найти ответ на этот вопрос можно с помощью специальной таблицы кривых растворимости твердых соединений. Так, при температуре 10 ⁰С можно растворить 38 г поваренной соли в 100 г воды, при 80 ⁰С — 40 г вещества. Как сделать раствор разбавленным? Нужно прилить к нему определенный объем воды. Увеличить концентрацию физико-химической системы можно, выпаривая раствор, или же, прибавляя к нему определенную порцию растворяемого соединения.

Опыты в домашних условиях

Опыты с ньютоновской жидкостью понравятся не только детям, но и взрослым.

Для начала погрузите руку в миску. Зачерпните смесь и дайте ей стечь между пальцами. А теперь погрузить руку в миску и резко сожмите в кулак и попробуйте ее вытащить – ничего не получилось, ваша рука застрянет.
Если мы будем быстрыми движениями пальцев сжимать жидкость, она начнет «сопротивляться» и проявлять свойства твердых тел. Если будем медленно воздействовать — ведет себя привычно
Попробуйте переливать смесь из одной емкости в другую. Если вы будете делать это медленно, то жидкость будет стекать по стекам в другую миску. Если же вы резко перевернете миску, то ничего из нее не вытечет – субстанция останется на дне.
Если бросить в миску со смесью предмет, то привычно всплеска не будет. Наш предмет увязнет. Попробуйте резко достать его из миски — предмет поднимете вместе с миской.
С помощью красителей можно сделать смесь разноцветной и использовать как жидкий пластилин – растягивать руками по бумаге образуя различные узоры.
Если вы возьмете ее в руки и начнете катать как пластилин, то она станет твердой, но стоит вам остановиться, так в руках будет лужа.
Попробуйте нагреть небольшое количество жидкости в микроволновке. В результате получите пластичную жидкую массу.

Выпаривание. Кристаллизация

Выпаривание — это способ разделения жидких смесей путём испарения одного из компонентов. Скорость испарения можно регулировать с помощью температуры, давления и площади поверхности испарения.

Пример. Чтобы растворённую в воде поваренную соль выделить из раствора, последний выпаривают:

Вода испаряется, а в фарфоровой чашке остаётся поваренная соль. Иногда применяют упаривание, т. е. частичное испарение воды. В результате образуется более концентрированный раствор, при охлаждении которого растворённое вещество выделяется в виде кристаллов. Этот процесс получил название кристаллизации.

Раствор калия ацетата

Это раствор калия карбоната или гидрокарбоната в разведенной уксусной кислоте. Применяют как мочегонное средство при отеках, связанных с нарушением кровообращения.

Встречаются варианты прописей:

а) Rp.: Liquoris Kalii acetatis 10 % 200 ml

б) Rp.: Liquoris Kalii acetatis ex 20,0 200 ml

в) Rp.: Solutionis liquoris Kalii acetatis 10 % 200 ml

Лекарственный препарат по всем прописям готовят из раствора калия ацетата, принимая его за единицу (100 %), то есть берут по 20 мл фармакопейной жидкости и по 180 мл воды очищенной.