0.01m 醋酸铵制备
一、所需材料
1. **醋酸(CH₃COOH)**:分析纯级别,用于提供醋酸根离子。
2. **氨水(NH₃·H₂O)**:分析纯级别,提供铵根离子。
3. **蒸馏水**:用于溶解和稀释,保证溶液纯净度。
4. **仪器**:电子天平、容量瓶(根据所需溶液体积选择合适规格,如 100mL、250mL 等)、量筒、玻璃棒、胶头滴管、烧杯。
二、操作步骤
1. **计算**:依据物质的量浓度公式\(c = n / V\)(\(c\)为物质的量浓度,\(n\)为溶质物质的量,\(V\)为溶液体积),若要配制体积为\(V\)(设\(V = 100mL = 0.1L\))的\(0.01m\)醋酸铵溶液,醋酸铵(\(CH₃COONH₄\))摩尔质量\(M = 77.083g/mol\)。\(n = cV = 0.01mol/L×0.1L = 0.001mol\),则所需醋酸铵质量\(m = nM = 0.001mol×77.083g/mol≈0.077g\)。由于实际操作中,常用醋酸与氨水反应制备,根据化学方程式\(CH₃COOH + NH₃·H₂O = CH₃COONH₄ + H₂O\),可知醋酸与氨水物质的量比为\(1:1\),计算所需醋酸和氨水的量。若使用质量分数为\(36\% - 38\%\),密度约为\(1.05g/mL\)的醋酸,设所需醋酸体积为\(V₁\),\(n(CH₃COOH)=n(CH₃COONH₄)=0.001mol\),\(c(CH₃COOH)=\frac{1000ρω}{M}=\frac{1000×1.05×0.37}{60.05}mol/L≈6.5mol/L\)(\(ρ\)为醋酸密度,\(ω\)为醋酸质量分数,\(M\)为醋酸摩尔质量),由\(c₁V₁ = n\),可得\(V₁=\frac{n}{c₁}=\frac{0.001mol}{6.5mol/L}≈0.15mL\);若使用质量分数为\(25\% - 28\%\),密度约为\(0.91g/mL\)的氨水,设所需氨水体 积为\(V₂\),\(c(NH₃·H₂O)=\frac{1000ρω}{M}=\frac{1000×0.91×0.26}{17.03}mol/L≈14mol/L\)(\(ρ\)为氨水密度,\(ω\)为氨水质量分数,\(M\)为氨水摩尔质量),由\(c₂V₂ = n\),可得\(V₂=\frac{n}{c₂}=\frac{0.001mol}{14mol/L}≈0.07mL\)。
2. **量取**:用合适量程的量筒准确量取计算好体积的醋酸和氨水。量取醋酸时,将量筒倾斜,试剂瓶口紧挨着量筒口,缓慢倒入醋酸至接近所需刻度,改用胶头滴管逐滴加入至刻度线;量取氨水操作类似。
3. **反应**:将量取的醋酸缓慢倒入盛有适量蒸馏水的烧杯中,用玻璃棒轻轻搅拌。再将量取的氨水缓慢倒入该烧杯中,边倒边搅拌,此时发生中和反应生成醋酸铵,会有热量放出,搅拌可使热量均匀分散。
4. **转移**:待溶液冷却至室温后,用玻璃棒引流,将溶液转移至预先洗净并干燥的容量瓶中。确保溶液全部转移,用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒\(2 - 3\)次,洗涤液也全部转移至容量瓶中,以保证溶质全部转移。
5. **定容**:向容量瓶中加蒸馏水至液面离刻度线\(1 - 2cm\)处,改用胶头滴管逐滴加水,眼睛平视刻度线,直至溶液凹液面最低点与刻度线相切。
6. **摇匀**:盖好容量瓶瓶塞,食指顶住瓶塞,另一只手托住瓶底,反复上下颠倒,摇匀溶液,使溶液浓度均匀。
三、注意事项
1. 醋酸和氨水都具有挥发性和刺激性气味,操作应在通风良好的环境,如通风橱中进行,避免吸入有害气体。
2. 量取醋酸和氨水时,要准确读数,读数时视线应与量筒内液体凹液面最低点保持水平。
3. 转移溶液时,务必保证溶液全部转移至容量瓶,且容量瓶规格要与所需溶液体积匹配,以保证溶液浓度准确。
4. 定容时,胶头滴管不可伸入容量瓶内,防止污染溶液。