實驗二　溶液的配制

【實驗目的】

1.學習和練習量筒、移液管、容量瓶、比重計和天平的使用。

2.掌握幾種常用的配制溶液的方法和基本操作；了解特殊溶液的配制。

3.熟悉有關的溶液濃度的計算。

【實驗原理】

在化學實驗中，常常需要配制各種溶液來滿足不同實驗的要求。如果實驗對溶液濃度的準確性要求不高，一般利用臺秤、量筒、帶刻度燒杯等低準確度的儀器配制就能滿足需要。如果實驗對溶液濃度的準確性要求較高，就必須使用分析天平、移液管、容量瓶等高準確度的儀器配制溶液。對于易水解的物質，在配制溶液時還要考慮先以相應的酸溶解易水解的物質，再加水稀釋。無論是粗配還是準確配制一定體積、一定濃度的溶液，首先要計算所需試劑的用量，包括固體試劑的質量或液體試劑的體積，然后再進行配制。

不同濃度的溶液在配制時的具體計算及配制步驟如下。

1.由固體試劑配制溶液

（1）溶液濃度的表示方法

①質量分數　溶質的質量與溶液總質量之比，無量綱。符號為w。

配制方法是：先計算出配制一定質量分數溶液所需固體試劑的質量，用臺秤稱取，倒入燒杯，再用量筒量取所需蒸餾水，也倒入燒杯，用玻璃棒攪拌，使固體完全溶解，然后將溶液倒入試劑瓶中，貼上標簽，備用。

②物質的量濃度　溶質的物質的量與溶液總體積之比。符號為c，常用單位為mol·L-1。

式中，M為溶質的摩爾質量，單位為g·mol-1。

（2）配制方法

①粗略配制　算出配制一定體積溶液所需固體試劑的質量，用臺秤稱取，倒入刻度燒杯中，先加入少量蒸餾水，攪拌使固體完全溶解，再加入蒸餾水稀釋至所需的刻度并攪拌均勻，即得所需的溶液。然后將溶液移入試劑瓶中，貼上標簽，備用。

②準確配制　先算出將要配制的給定體積和準確濃度溶液所需固體試劑的質量，并在分析天平上準確稱出它的質量，放入干凈燒杯中，加適量蒸餾水使其完全溶解。將溶液轉移到相應體積的容量瓶中，用少量蒸餾水洗滌燒杯2～3次，洗滌液也移入容量瓶中，當液面離刻度線2～3cm時改用膠頭 “滴加”蒸餾水至標線處，蓋上塞子，搖勻即成所配溶液，然后將溶液移入試劑瓶，貼上標簽，備用。

2.由液體試劑（或濃溶液）配制溶液

（1）質量分數

①混合兩種已知濃度的溶液，配制所需濃度溶液的計算方法是：把所需的溶液濃度放在兩條直線交叉點上（即中間位置），兩種已知溶液的濃度值放在兩條直線的左端（較大的在上，較小的在下）。然后每條直線上兩個數字相減，差額寫在同一直線另一端（右邊的上、下），這樣就得到所需的已知濃度溶液的份數。如，由85%和40%的溶液混合，欲配制60%的溶液：

計算結果表明，需取用20份的85%的溶液和25份的40%的溶液混合。

②用溶劑稀釋原液配制成所需濃度的溶液，在計算時只需將左下角較小的濃度寫成零表示是純溶劑即可。例如用水把35%的水溶液稀釋成25%的溶液：

結果表明，需取25份35%的水溶液兌10份的水，就得到25%的溶液。配制時應在燒杯中先加水或稀溶液，然后再加濃溶液。攪拌均勻，將溶液轉移到試劑瓶中，貼上標簽，備用。

（2）物質的量濃度

①計算　由已知物質的量濃度c原的溶液稀釋到另一種物質的量濃度c新的溶液。

式中，V原為取原溶液的體積；V新為稀釋后溶液的體積。

由已知質量分數w的溶液稀釋到另一物質的量濃度c新的溶液。

式中，M為溶質的摩爾質量，g·mol-1；ρ為液體試劑（或濃溶液）的密度，g·mL-1。

②配制方法

a.粗略配制　先用比重計測量液體（或濃溶液）試劑的密度，利用密度的數值從附錄1中查出其相應的質量分數，然后計算出配制一定物質的量濃度溶液所需液體試劑（或濃溶液）的體積，用量筒量取所需的液體（或濃溶液），倒入裝有少量水的有刻度燒杯中混合，如果溶液放熱，需冷卻至室溫后，再用水稀釋至所需刻度。攪拌均勻后移入試劑瓶中，貼上標簽，備用。

b.準確配制　當用較濃的準確濃度溶液配制較稀準確濃度的溶液時，先計算所需濃溶液的體積，然后用已處理干凈的移液管吸取濃溶液注入相應體積的潔凈容量瓶中，加蒸餾水至標線處，搖勻后，倒入試劑瓶，貼上標簽，備用。

【儀器與試劑】

1.儀器　燒杯、玻璃棒、臺秤、分析天平、量筒、容量瓶、比重計、移液管、試劑瓶、稱量瓶、膠頭滴管、洗耳球。

2.試劑　H2C2O4·2H2O、NaOH、H2SO4（98%，1.84g·mL-1）、HAc（0.2000mol·L-1）。

【實驗步驟】

1.配制3mol·L-1H2SO4溶液50mL

（1）計算濃硫酸體積　

（2）配制過程

①在小燒杯中加約20mL的水。

②用量筒量取8mL濃H2SO4，將其緩慢倒入水中，并不斷攪拌。

③冷卻后將其倒入50mL量筒中，用少量水洗滌燒杯3次，洗滌液也注入量筒中。

④加水至50mL刻度線定容。移入試劑瓶，貼上標簽，備用。

（3）測自配的3mol·L-1H2SO4溶液的密度。

2.配制2mol·L-1NaOH溶液50mL

（1）計算　mNaOH=cVM=2mol·L-1×50×10-3L×40g·mol-1=4g。

（2）稱量　用臺秤先稱量干凈小燒杯的質量，向小燒杯中加入NaOH固體，稱出4g NaOH固體。

（3）配制　用量筒量取水50mL，先倒入少量水溶解NaOH固體，然后再倒入剩余的水，攪勻。將其移入試劑瓶中，貼上標簽，備用。

3.配制0.01000mol·L-1H2C2O4溶液100mL

（1）計算　=cVM=0.01000mol·L-1×100×10-3L×126.0g·mol-1=0.1260g。

（2）稱量　在分析天平上用差減法準確稱量草酸質量0.1260g于小燒杯中。

（3）配制　用少量水在小燒杯中溶解草酸晶體后，定量轉移至100mL容量瓶中（具體操作見本書2.7.2），搖勻。轉入試劑瓶保存，貼上標簽。

4.由0.200mol·L-1HAc溶液配制0.0100mol·L-1HAc溶液100mL

（1）計算

（2）配制　用移液管（具體操作見本書2.7.3）準確移取5.00mL HAc溶液于100mL容量瓶中，加水至刻度線，搖勻。轉入試劑瓶保存，貼上標簽。

【注意事項】

1.有關容量瓶、移液管的使用見本書2.7.2和2.7.3。

2.配制及保存溶液應遵循的原則

（1）經常使用并大量使用的溶液，可先配制成濃度約大10倍的儲備液，使用時取儲備液稀釋10倍即可。

（2）易侵蝕或腐蝕玻璃的溶液，不能盛放在玻璃瓶內，如含氟的鹽類（如NaF、NH4F、NH4HF2）、苛性堿等應保存在聚乙烯塑料瓶中。

（3）易揮發、易分解的試劑及溶液，如I2、KMnO4、H2O2、AgNO3、H2C2O4、Na2S2O3、氨水、Br2水、CCl4、CHCl3、丙酮、乙醚、乙醇等溶液及有機溶劑等均應存放在棕色瓶中，密封好放在暗處陰涼地方，避免光的照射。

（4）配制溶液要合理選擇試劑的級別，不允許超規格使用試劑，以免造成不必要的浪費。

（5）配好的溶液盛裝在試劑瓶中，應貼好標簽，注明溶液的濃度、名稱以及配制日期。

【思考題】

1.由濃H2SO4配制稀H2SO4溶液的過程中應注意哪些問題？

2.使用比重計應注意些什么？

3.用容量瓶配制溶液時，要不要把容量瓶干燥？能否用量筒代替移液管量取溶液？

4.如何使用稱量瓶？從稱量瓶中往外傾倒樣品時如何操作？