Какой раствор нужен для: Какой раствор нужен для кладки печи

Содержание

Раствор для кладки кирпича, пропорции песка и цемента

Кладочный раствор для обустройства кирпичных сооружений использовался строителями в течение столетий. Такие постройки отличались надежностью и прочностью, а срок их службы превышал 100 лет. Чтобы создать качественную смесь, необходимо подобрать правильные пропорции и соотношение компонентов.

Содержание

  • 1 Какой раствор нужен для кладки кирпича
  • 2 Виды
    • 2.1 Известковый
    • 2.2 Цементный
    • 2.3 Цементно-известковый
    • 2.4 Простая смесь
    • 2.5 Сложная смесь
  • 3 На что следует обратить внимание
    • 3.1 Пропорции
    • 3.2 Расчет состава
    • 3.3 Контроль качества
  • 4 Выполнение замеса
  • 5 Определение подвижности
  • 6 Важность соблюдения пропорции цемента и песка

Какой раствор нужен для кладки кирпича

Правильно составленные кладочные растворы должны соответствовать следующим нормам:

  1. Грамотный выбор рецепта раствора для кладки, пропорций песка и цемента и объемов исходного сырья.
  2. Применение качественных компонентов.
  3. Тщательная подготовка материалов.
  4. Соблюдение технологии производства.

Придерживаясь таких требований, можно создать качественный цемент на кирпичную кладку, который будет обладать следующими достоинствами:

  1. Оптимальная пластичность смеси. Такой параметр способствует эффективному заделыванию углублений в кладочных слоях.
  2. Время твердения. Большие объемы раствора, который быстро твердеет, непригодны к использованию. Чтобы устранить такое явление, нужно добавить в состав известь.
  3. Повышенная прочность. Когда смесь застынет, прочностные характеристики цементных слоев будут увеличены, а стена из кирпича станет устойчивой к деформациям и другим негативным факторам.

Чтобы обеспечить эффективное образование твердой ЦПС, нужно грамотно выбрать пропорции раствора. В процессе реакции компонентов с водой увеличиваются прочностные показатели, а связующий компонент объединяет стройматериалы в цельную конструкцию.

Несмотря на используемую рецептуру, кладочный раствор и пропорции песка и цемента должны предусматривать наличие следующих ингредиентов:

  1. Вяжущая часть. В большинстве случаев применяется цемент для кладки, который начинает твердеть при взаимодействии с жидкостью, соединяясь с остальными частями раствора..
  2. Вещество-заполнитель. Предназначается для улучшения эксплуатационных свойств и увеличения объема смеси.
  3. Жидкость. Вода используется для реакции с вяжущей частью добавки и способствует нормальному протеканию гидратации.

Роль вещества с вяжущими свойствами могут выполнять следующие типы сырья:

  1. Портландцемент.
  2. Известь.
  3. Известково-цементная смесь.

Разбираясь, какой цемент лучше для кладки кирпича, необходимо учитывать тип задач, для которых он будет использоваться, и характеристики марки.

Состав для кладки замешивается на базе чистого песка из речки или карьера, не содержащего разные включения, такие как глина, трава или корни. Чтобы повысить прочность, можно добавить к основе фибру.

Цементный раствор для кладки кирпича должен содержать и дополнительные компоненты, в их числе:

  1. Добавки для повышения морозостойкости. Их задача заключается в предотвращении кристаллизации жидкости под воздействием мороза и нормализации гидратации.
  2. Пластифицирующие добавки. Способствуют удобоукладываемости рабочего состава и облегчают его эксплуатацию.
  3. Отвердители. Улучшают процесс полимеризации вяжущих добавок и уменьшают период набора прочностных показателей.
  4. Красители. С помощью цветных пигментов можно поменять гамму материала и улучшить эстетические свойства стены.

Конечная марка состава определяется пропорциями песка и цемента для кладки кирпича. По мере увеличения содержания песка марка снижается, а при увеличении доли цемента — повышается. Для замешивания растворов используют разные марки цементной-песчаной смеси для кладки кирпича, но наиболее часто встречается М75. В таком случае пропорции цемента и песка для кладки кирпича выбираются в соотношении 1:5:0,8.

Материалы с маркировкой М75 способствуют надежному связыванию разных типов кирпича и камня, обеспечивая высокую устойчивость построек к негативным воздействиям.

Виды

Кладочный раствор может отличаться разным соотношением ингредиентов. Они выбираются с учетом назначения и сферы применения.

Известковый

Для возведения кирпичных заборов и стеновых конструкций принято использовать растворы для кирпичной кладки с высокой пластичностью. Поэтому в их состав добавляют известь, соединенную с песком. Сухие добавки тщательно перемешиваются, а потом заливаются жидкостью. Дальше ингредиенты еще раз перемешиваются до образования сметанообразной консистенции без комочков и твердых примесей.

Оптимальные пропорции выбираются из расчета 1 часть извести на 2-5 частей песка.

Цементный

Интересуясь, как приготовить раствор для кладки кирпича, пропорции песка и цемента нужно выбирать с учетом некоторых требований. В зависимости от марки второго компонента определяется соотношение ингредиентов: так, на 1 часть цемента может приходится 3-6 частей песка.

Сухие добавки соединяются до появления единой массы. В первую очередь нужно замешать сухие ингредиенты, а потом добавить к ним воду. Однако у такого способа имеются недостатки, поскольку совмещение разных марок делает раствор малоподвижным и придает ему высокую жесткость.

Цементно-известковый

Состав кладочного раствора на основе цементно-известковой смеси создается из следующих ингредиентов:

  1. Гашеная известь, разведенная в воде до густого состояния. Известковую массу тщательно процеживают.
  2. Сухой цемент на кладку и песок.

Каждая часть тщательно перемешивается. Наличие извести в составе цемента повышает пластичность смеси и позволяет использовать ее с любыми разновидностями кирпичей.

Простая смесь

Простую смесь создают на базе связывающей добавки и песка. В качестве первого может использоваться глина, но такой вариант востребован только для узкопрофильных задач.

Цементно-песчаная консистенция выбирается в пропорции 1:3. Сухие элементы тщательно смешиваются, после чего к ним добавляется вода.

Сложная смесь

Сложным замесом называются составы из разных добавок и вяжущей основы. К таковым относят цементно-известково-глиняные и другие растворы. Наличие глины в составе способствует легкой и аккуратной укладке.

Если необходимо выполнять кладку кирпичных стен фасадной части дома, смесь разбавляют пластификаторами. Такой тип раствора отличается экономичным расходом исходного сырья и ровной укладкой на поверхность.

На что следует обратить внимание

Чтобы разобраться, как рассчитать количество цемента для кладки, необходимо обратить внимание на массу нюансов и факторов, в их числе:

  1. Пропорции компонентов.
  2. Расчет количества цемента.
  3. Контроль качества. Точно определить, сколько цемента нужно внести в состав, несложно. Для этого используются общепринятые технологии.

Пропорции

Из всех вариантов состава кладочного раствора цементный тип считается наиболее востребованным. Готовую сухую смесь можно приобрести в строительном магазине, однако из-за больших расходов на транспортировку многие хозяева отдают предпочтение самостоятельному производству материала. Для определения правильных пропорций, нужно учитывать такие факторы:

  1. Марка цементной смеси (М400, М500).
  2. Маркировка ЦПС.

Существуют специализированные сайты, на которых размещены вспомогательные таблицы, с помощью которых можно быстро найти приблизительное соотношение ингредиентов для каждой марки.

Так, если нужно подготовить 1 м³ раствора марки 75 (цифровое значение указывает на допустимую нагрузку на 1 см²), следует руководствоваться таким расчетом:

  1. 220 кг цемента М500 и песка в пропорции 1:6,7.
  2. 270 кг цемента М400 смешивается с песком в соотношении 1:5,4.
  3. 360 кг цемента марки М300 перемешивается с песком в пропорции 1:4,2.

С целью экономии производства некоторые хозяева отклоняются от заданных рекомендаций. Но такой подход ухудшает прочность и эксплуатационные свойства кирпичной постройки.

Расчет состава

Кладочные растворы для кирпича рассчитываются по разным технологиям, но есть нормативные значения объема материала для стен с разным диаметром:

  1. Если толщина стены составляет 1 кирпич, понадобится 65 л смеси для обустройства 1 кв. м ее поверхности.
  2. При толщине 1,5 кирпича расход увеличивается до 100 л.

Пропорционально растет объем раствора для стен в 2 или 2,5 кирпича.

Если овладеть методикой расчета, выбор соотношения песка и цемента для кладки кирпича станет максимально простым:

  1. В первую очередь нужно оценить объем кладки, умножив периметр постройки на высоту и толщину стен.
  2. От полученных результатов отнимается число объема окон и дверей.
  3. Дальше рассчитывается количество кубов с умножением объема стен на 0,2-0,3.

Контроль качества

Если покупается готовый материал, то он должен поставляться с соответствующей документацией, где указана дата производства, марка и подвижность. Любой состав должен обладать оптимальными прочностными свойствами, плотностью и подвижностью.

При оценке качества самодельной продукции нужно руководствоваться такими принципами:

  1. Подвижность оценивается путем помещения смеси в емкость с раствором эталонного конуса. Глубина погружения конуса будет указывать на подвижность.
  2. Для определения плотности смеси нужно взвесить сосуд и поделить массу на объем раствора.

Выполнение замеса

Для проведения замеса ЦПС можно использовать следующие приспособления:

  1. Бетономешалка.
  2. Строительный миксер.
  3. Совковая лопата.

Важно учитывать, что смесь можно применять по назначению только в течение первого часа. В противном случае она затвердеет и станет непригодной для эксплуатации.

С целью экономии материалов нужно грамотно рассчитывать объемы раствора, чтобы рационально использовать состав. В зависимости от этапа выполнения ремонтных или строительных работ ЦПС разбавляют до правильной консистенции.

При необходимости выполнить оштукатуривание поверхности раствору придают эластичность и очищают от комков или абразивных частиц. Нередко используется цементно-известковый состав, которому свойственна практичность.

Универсальные смеси востребованы для следующих задач:

  1. Заливка бетоном основы.
  2. Возведение помещений разной сложности.
  3. Оштукатуривание.
  4. Кладочные работы.
  5. Заделка швов, пустот и трещин.

Внесение в состав дополнительных компонентов способствует появлению таких эксплуатационных преимуществ:

  1. Устойчивость к износу.
  2. Водостойкость.
  3. Устойчивость к отрицательным температурам.
  4. Прочность.
  5. Надежность.
  6. Долговечность.
  7. Высокие адгезионные свойства.

Определение подвижности

Поскольку подвижность состава является одной из ключевых характеристик, ее нужно измерять с высокой точностью. Чтобы проверить раствор на соответствие оптимальной подвижности, нужно задействовать конус с углом 30°, высотой 15 см и массой 300 г. Конус помещается в раствор, а отметка, где он застынет, будет указывать на степень подвижности.

Существуют разные принципы, которых нужно придерживаться при выборе оптимальной подвижности:

  1. Для полнотелых кирпичей применяют раствор с подвижностью 9-13 см.
  2. Пустотелый кирпич должен обладать значением 7-8 см.
  3. При проведении ремонтно-строительных работ в жаркий период понадобится использовать смесь с показателями 12-14 см.

Важность соблюдения пропорции цемента и песка

Соблюдение правильных пропорций является ключевым залогом прочной и надежной кладки при строительстве, в том числе и в Москве. Если придерживаться рекомендаций и учитывать технологию монтажа, конструкция из кирпичей будет максимально прочной и устойчивой к большим нагрузкам

Раствор для кладки печи из кирпича своими руками – основные составы и пропорции

Важный этап в постройке печки для деревенского дома или бани – приготовление надежного кладочного раствора.

Правильно замешанный раствор для кладки печи влияет на герметичность, долговечность, термостойкость и безопасность готовой конструкции.

Хорошая смесь для кладки печи устойчива к высоким температурным режимам, механическим повреждением и растрескиванию.

Содержание статьи

  • Особенности выбора материала
  • На основе глины
    • Способ №1
    • Способ №2
    • Способ №3
    • Способ №4
  • На основе извести
  • На основе цемента

Особенности выбора материала

Процесс возведения современных печей разделен на несколько этапов:

  1. Первый этап – обустройство печного фундамента при помощи бетонного состава;
  2. Второй этап – кладка печи из огнеупорного кирпича с использованием кладочной соединительной массы на основе глины;
  3. Третий этап – облицовка печи штукатурным составом.

Наиболее важным является этап непосредственной кладки и приготовление надежной основы, которая должна обладать высокими эксплуатационными характеристиками – жаростойкостью, адгезией, водонепроницаемостью, прочностью и долговечностью.

Для обустройства современных печей применяется несколько вариантов кладочных растворов: глиняный, известковый и цементный.

Кладочные растворы бывают простыми и сложными. Простые состоят из одного вида вяжущего компонента и заполнителя; сложные смеси включают от двух и более вяжущих материалов и несколько заполнителей. Вяжущие компоненты – известь, глина и цемент.

Чтобы приготовить раствор для выполнения кирпичной кладки потребуются следующие инструменты:

  • Миксер;
  • Емкость для замеса;
  • Сито;
  • Кельма;
  • Мастерок;
  • Пластиковый шпатель;
  • Строительный термометр;
  • Весы.

На основе глины

Один из самых дешевых и доступных типов соединительных печных смесей. Глиняный раствор для кладки печей характеризуется повышенной жирностью, которая определяет степень пластичность, жаростойкости и прочности готового материала.

Раствор для печи из натуральной глины бывает:

  • Жирный – отличается пластичностью, прочностью, но быстрым появлением трещин после высыхания;
  • Нормальный – достаточно пластичен и устойчив к растрескиванию, дает небольшой процент усадки после сушки. Способен выдерживать высокие температуры до 110 градусов;
  • Тощий – непластичен и недолговечен, восприимчив к быстрому расслаиванию и крошению.

Огнеупорный раствор из глины готовится на основании трех компонентов: глины, песка и воды. Подобный состав устойчив к растрескиванию и пересыханию, обеспечивает надежное обустройство печи из кирпича.

Чтобы построить печник, рекомендуется использовать жирные и нормальные составы, которые обладают повышенной прочностью, пластичностью и устойчивостью к расслаиванию.

Качество глины определяет количество песка, необходимого для замеса раствора. Для работ используется глина и очищенная вода с низким содержанием примесей. Для кладки 100 кирпичей в среднем используется до 20 литров чистой воды.

Для приготовления раствора используется карьерный или речной песок мелкой фракции без дополнительных примесей. Перед использованием его обязательно просеивают через мелкоячеистое сито. Если в нем имеются примеси гравия, тогда рекомендуется использовать сито с размером ячеек до 10 мм. Для мелкофракционного материала подойдет сито с 2 мм ячейками.

Перед добавлением других компонентов глиняную основу рекомендуется проверить на пластичность. Как сделать подобную проверку? Для этого небольшую доску следует опустить в полученную смесь для кладки печи и определить ее толщину. Она должна быть в меру густой и тягучей. Если имеется лишняя жидкость, тогда стоит добавить немного вяжущего компонента, периодически размешивая и тестируя смесь на пластичность.

Оптимальная толщина соединительного материала – 2 мм, что свидетельствует о правильном соблюдении пропорций всех компонентов. Готовая кладочная масса получается тягучей и не очень плотной.

Подходящая плотность раствора для кладки зависит от соотношения основных компонентов в ней – глины и песка соответственно:

  • Жирная масса – 1:2;
  • Нормальная масса – 1:1;
  • Тощая масса – 2:1.

Способы приготовления глиняного состава

Как приготовить качественную соединительную массу на основе глины? Существует несколько проверенных способов.

Способ №1

Нужный объем глины замачивается на 24 часа, добавляется вода для получения густой массы. Полученный материал аккуратно процеживается, затем в него добавляется песок и еще раз замешивается. Важно избегать образования глинистых луж, которые можно устранить небольшой порцией вяжущего компонента.

Способ №2

В емкости соединяется шамотный песок и глина в равных пропорциях, добавляется очищенная вода (1/4 часть от объема глины). Все компоненты тщательно перемешиваются до получения однородной массы.

Способ №3

Состав замешивается на основе суглинков. Этот рецепт предусматривает приготовление 10 различных вариантов раствора, из которого выбирается лучший.

Для первого: 10 объемов суглинки, 1 объем песка и 1 объем цемента и т.д. по убыванию объема суглинки. Десять полученных основ помещаются в разные емкости и оставляются на просушку в течение 5-6 дней. По завершению отведенного времени определяется наиболее качественный состав раствора с минимальной степенью усадки и устойчивостью к растрескиванию.

Способ №4

К глине добавляется песок и ¼ воды. Все компоненты перемешиваются для получения густой тягучей массы. Для повышения прочности в подобную смесь рекомендуется добавить каменной соли или цемента. На ведро смеси – до 250 г соли и ¾ литра цемента. Соль предварительно растворяют в воде, а цемент разводят водой до густой консистенции, после чего добавляют в готовую основу.

На основе извести

Для строительства фундамента и печного дымохода рекомендуется использовать состав на основе извести и цемента.

Особое тесто, получаемое путем смешивания негашеной извести и воды в соотношении 3:1. В готовое тесто добавляется просеянный песок через мелкоячеистое сито в соотношении 3:1 – на 3 объема песка 1 объем теста. Готовая масса разбавляется водой до получения густой массы.

Смесь для кладки печи на основе извести получается достаточно пластичной и прочной.

Показатель жирности состава из извести определяется количеством песка. Для чрезмерно жирной смеси требуется 5 объемов песочной составляющей, для нормальной – не более 3 объемов.

Увеличить прочность и водостойкость можно путем добавления цемента. Для приготовления подобного состава необходимо использовать компоненты в таких пропорциях (части):

  • Цемент – 1;
  • Песок – 10;
  • Известковое тесто – 2.

Приготовление раствора имеет такую последовательность действий: цементные и песочные компоненты соединяются в отдельной емкости. Готовое тесто на основе извести разбавляют очищенной водой до получения густой консистенции. В разведенное тесто вводят сыпучие компоненты и перемешивают. Для увеличения вязкости, состав разбавляют водой.

На основе цемента

Какой раствор нужен для обустройства печного фундамента и кладки наружной части дымоходной трубы? Ответ прост – состав на основе цемента, песка и воды. По своей прочности он равен известковому аналогу, но для затвердения требует гораздо больше времени.

Оптимальный состав готовой массы получается в следующих пропорциях – 3:1 (на 3 объема песка 1 объем цемента марки М 300 или 400). Перед смешиванием все компоненты просеиваются через мелкоячеистое сито. В глубокую емкость засыпается просеянный песок, добавляется цемент и перемешиваются до однородной массы. В конце добавляется вода.

Готовую смесь нужно довести до густой и тягучей консистенции. Определить подходящую густоту достаточно просто – состав должен оставаться подвижным, но при этом не стекать с лопаты при ее повороте до 45 градусов.

Чтобы возвести монолитный печник, рекомендуется использовать огнеупорную бетонную смесь в следующих пропорциях (части):

  • Цемент (М 400) – 1;
  • Щебень или гравий – 2;
  • Мелкозернистый песок – 2;
  • Песок из шамота – 0,4.

Чтобы печник имел прочный фундамент, рекомендуется подготовить раствор для кладки, состоящий из крупно фракционного гравия, песка, цемента (пропорции 3:3:1).

Для увеличения прочности можно использовать кварцевую крошку. Огнеупорная бетонная смесь получается крупно фракционной, повышенной плотности и водонепроницаемости.

Для правильного замеса на 25 кг готовой смеси требуется 10 литров воды. Оптимальный способ смешивания – механический при помощи бетономешалки. Готовый состав застывает быстро, поэтому рекомендуется использовать его сразу после приготовления.

Строительство печи имеет свои отличительные особенности в отношении правильного выбора состава и приготовления кладочного раствора. Для разных элементов конструкции используются различные составы.

5.2: Растворы и разведения — Химия LibreTexts

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    98550
    •  Цели обучения
    • Количественно описать концентрации растворов

    Многие люди имеют качественное представление о том, что подразумевается под концентрацией . Любой, кто готовил растворимый кофе или лимонад, знает, что слишком много порошка дает сильно ароматизированный, высококонцентрированный напиток, тогда как слишком мало дает разбавленный раствор, который трудно отличить от воды. В химии концентрация раствора — это количество растворенного вещества , которое содержится в определенном количестве растворителя или раствора. Знание концентрации растворенных веществ важно для контроля стехиометрии реагентов для растворных реакций. Химики используют множество различных методов для определения концентрации, некоторые из которых описаны в этом разделе.

    Молярность

    Наиболее распространенной единицей концентрации является молярность , которая также наиболее полезна для расчетов, связанных со стехиометрией реакций в растворе. Молярность (М) определяется как количество молей растворенного вещества, присутствующего ровно в 1 л раствора. Это эквивалентно количеству миллимолей растворенного вещества, присутствующего ровно в 1 мл раствора:

    \[ молярность = \dfrac{моли\: of\: растворенное вещество}{литры\: of\: раствора} = \dfrac{mmoles \: of\: раствор} {миллилитров\: of\: раствор} \label{4. 5.1} \]

    Таким образом, единицами молярности являются моли на литр раствора (моль/л), сокращенно \(М\). Водный раствор, содержащий 1 моль (342 г) сахарозы в количестве воды, достаточном для получения конечного объема 1,00 л, имеет концентрацию сахарозы 1,00 моль/л или 1,00 М. В химических обозначениях квадратные скобки вокруг названия или формулы растворенное вещество представляет собой молярную концентрацию растворенного вещества. Следовательно,

    \[[\rm{сахароза}] = 1,00\: M \номер \]

    читается как «концентрация сахарозы 1,00 молярная». Отношения между объемом, молярностью и молями могут быть выражены как

    \[ V_L M_{моль/л} = \cancel{L} \left( \dfrac{mol}{\cancel{L}} \right) = моли \label{4.5.2} \]

    или

    \[ V_{мл} M_{ммоль/мл} = \cancel{мл} \left( \dfrac{ммоль} {\cancel{мл}} \right) = ммоль \label{4.5.3} \]

    На рисунке \(\PageIndex{1}\) показано использование уравнений \(\ref{4.5.2}\) и \(\ref{4.5.3}\).

    Рисунок \(\PageIndex{1}\): Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого растворенного вещества

    Пример \(\PageIndex{1}\): Расчет молей по концентрации NaOH

    Рассчитайте количество молей гидроксида натрия (NaOH) в 2,50 л 0,100 М NaOH.

    Дано: идентичность растворенного вещества, объем и молярность раствора

    Запрошено: количество растворенного вещества в молях

    Стратегия:

    Используйте либо уравнение \ref{4.5.2}, либо уравнение \ref{4.5. 3}, в зависимости от единиц измерения, указанных в задаче.

    Решение:

    Поскольку нам дан объем раствора в литрах и задано количество молей вещества, уравнение \ref{4.5.2} более полезно:

    \( моль\: NaOH = V_L M_{моль/л} = (2,50\: \отменить{L}) \влево(\dfrac{0,100\: моль} {\отменить{L}} \вправо) = 0,250\: моль\: NaOH \)

    Упражнение \(\PageIndex{1}\): Расчет молей по концентрации аланина

    Рассчитайте количество миллимолей аланина, биологически важной молекулы, в 27,2 мл 1,53 М аланин.

    Ответить

    41,6 ммоль

    Расчеты с использованием молярности (M): Расчеты с использованием молярности (M), YouTube(opens in new window) [youtu. be]

    Концентрации также часто указываются в пересчете на массу (м/м) или на основе массы на объем (м/об), особенно в клинических лабораториях и инженерных приложениях. Концентрация, выраженная в м/м, равна количеству граммов растворенного вещества на грамм раствора; концентрация на основе m/v представляет собой количество граммов растворенного вещества на миллилитр раствора. Каждое измерение можно выразить в процентах, умножив отношение на 100; результат сообщается как процент масс./масс. или процент масс./об. Концентрации очень разбавленных растворов часто выражаются в частей на миллион ( частей на миллион ), что составляет граммы растворенного вещества на 10 6 г раствора, или частей на миллиард ( частей на миллион ), что составляет граммов растворенного вещества на 10 9 г раствора. решение. Для водных растворов при 20°C 1 ppm соответствует 1 мкг на миллилитр, а 1 ppb соответствует 1 нг на миллилитр. Эти концентрации и их единицы приведены в таблице \(\PageIndex{1}\).

    Таблица \(\PageIndex{1}\): Общие единицы концентрации
    Концентрация Единицы
    м/м г растворенного вещества/г раствора
    т/х г растворенного вещества/мл раствора
    частей на миллион г растворенного вещества/10 6 г раствора
    мкг/мл
    частей на миллиард г растворенного вещества/10 9 г раствора
    нг/мл

    Приготовление растворов

    Для приготовления раствора, содержащего определенную концентрацию вещества, необходимо растворить желаемое количество молей растворенного вещества в достаточном количестве растворителя, чтобы получить желаемый конечный объем раствора. На рисунке \(\PageIndex{1}\) показана эта процедура для раствора дигидрата хлорида кобальта (II) в этаноле. Обратите внимание, что объем растворитель не указан. Поскольку растворенное вещество занимает место в растворе, объем необходимого растворителя почти всегда на меньше, чем на желаемый объем раствора. Например, если желаемый объем равен 1,00 л, было бы неправильно добавлять 1,00 л воды к 342 г сахарозы, поскольку в результате получится более 1,00 л раствора. Как показано на рисунке \(\PageIndex{2}\), для некоторых веществ этот эффект может быть значительным, особенно для концентрированных растворов.

    Рисунок \(\PageIndex{2}\): Приготовление 250 мл раствора (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 в воде. Растворенное вещество занимает место в растворе, поэтому для приготовления 250 мл раствора требуется менее 250 мл воды. 45 мл воды остается в мерном цилиндре даже после добавления до метки мерной колбы.

    Пример \(\PageIndex{2}\)

    Раствор содержит 10,0 г дигидрата хлорида кобальта(II), CoCl 2 • 2H 2 O, в этаноле, достаточном для получения ровно 500 мл раствора. Какова молярная концентрация \(\ce{CoCl2•2h3O}\)?

    Дано: масса растворенного вещества и объем раствора

    Запрошено: концентрация (M)

    Стратегия:

    Чтобы найти число молей \(\ce{CoCl2•2h3O}\), разделите масса соединения по его молярной массе. Рассчитайте молярность раствора, разделив количество молей растворенного вещества на объем раствора в литрах.

    Решение:

    Молярная масса CoCl 2 •2H 2 O составляет 165,87 г/моль. Следовательно,

    \[ моль\: CoCl_2 \cdot 2H_2O = \left( \dfrac{10,0 \: \cancel{g}} {165,87\: \cancel{g} /mol} \right) = 0,0603\: моль \номер \]

    Объем раствора в литрах равен

    \[ объем = 500\: \cancel{мл} \left( \dfrac{1\: L} {1000\: \cancel{мл}} \right) = 0,500\: L \nonumber \]

    Молярность — это количество молей растворенного вещества на литр раствора, поэтому молярность раствора равна

    \[ молярность = \dfrac{0,0603\: моль} {0,500\: L} = 0,121\: M = CoCl_2 \cdot H_2O \номер\]

    Упражнение \(\PageIndex{2}\)

    Раствор, показанный на рисунке \(\PageIndex{2}\), содержит 90,0 г (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 дюймов достаточное количество воды, чтобы получить окончательный объем ровно 250 мл. Какова молярная концентрация дихромата аммония?

    Ответить

    \[(NH_4)_2Cr_2O_7 = 1,43\: М \номер\]

    Чтобы приготовить определенный объем раствора, который содержит указанную концентрацию растворенного вещества, нам сначала необходимо рассчитать количество молей растворенного вещества в желаемом объеме раствора, используя соотношение, показанное в уравнении \(\ref{4.5.2 }\). Затем мы переводим количество молей растворенного вещества в соответствующую массу необходимого растворенного вещества. Эта процедура проиллюстрирована в примере \(\PageIndex{3}\).

    Пример \(\PageIndex{3}\): Раствор D5W

    Так называемый раствор D5W, используемый для внутривенного замещения жидкостей организма, содержит 0,310 М глюкозы. (D5W представляет собой примерно 5% раствор декстрозы [медицинское название глюкозы] в воде.) Рассчитайте массу глюкозы, необходимую для приготовления пакета D5W объемом 500 мл. Глюкоза имеет молярную массу 180,16 г/моль.

    Дано: молярность, объем и молярная масса растворенного вещества

    Запрошено: масса растворенного вещества

    Стратегия:
    1. Рассчитайте количество молей глюкозы, содержащихся в указанном объеме раствора, умножив объем раствора на его молярность.
    2. Получите необходимую массу глюкозы, умножив число молей соединения на его молярную массу.
    Решение:

    A Сначала нужно вычислить количество молей глюкозы, содержащихся в 500 мл 0,310 М раствора:

    \( V_L M_{моль/л} = моль \)

    \( 500\: \cancel{mL} \left( \dfrac{1\: \cancel{L}} {1000\: \cancel{mL}} \right) \left( \dfrac{0.310\ : моль\: глюкоза} {1\: \cancel{L}} \right) = 0,155\: моль\: глюкоза \)

    B Затем мы преобразуем количество молей глюкозы в требуемую массу глюкоза:

    \( масса \: of \: глюкоза = 0,155 \: \cancel{mol\: глюкоза} \left( \dfrac{180,16 \: g\: глюкоза} {1\: \cancel{mol\: глюкоза }} \right) = 27,9 \: g \: глюкоза \)

    Упражнение \(\PageIndex{3}\)

    Другим раствором, обычно используемым для внутривенных инъекций, является физиологический раствор, 0,16 М раствор хлорида натрия в воде. Рассчитайте массу хлорида натрия, необходимую для приготовления 250 мл физиологического раствора.

    Ответить

    2,3 г NaCl

    Раствор нужной концентрации также можно приготовить путем разбавления небольшого объема более концентрированного раствора дополнительным растворителем. Исходный раствор представляет собой коммерчески приготовленный раствор известной концентрации и часто используется для этой цели. Разбавление маточного раствора предпочтительнее, потому что альтернативный метод, взвешивающий крошечные количества растворенного вещества, трудно выполнить с высокой степенью точности. Разбавление также используется для приготовления растворов из веществ, которые продаются в виде концентрированных водных растворов, таких как сильные кислоты.

    Процедура приготовления раствора известной концентрации из маточного раствора показана на рисунке \(\PageIndex{3}\). Это требует расчета количества молей растворенного вещества, желаемого в конечном объеме более разбавленного раствора, а затем расчета объема исходного раствора, содержащего это количество растворенного вещества. Помните, что разбавление заданного количества основного раствора растворителем , а не изменяет число молей присутствующего растворенного вещества. Таким образом, соотношение между объемом и концентрацией исходного раствора и объемом и концентрацией желаемого разбавленного раствора равно 9.0036

    \[(V_s)(M_s) = моли\: of\: растворенное вещество = (V_d)(M_d)\метка{4.5.4} \]

    , где индексы s и d указывают запас и разбавленные растворы соответственно. Пример \(\PageIndex{4}\) демонстрирует расчеты, связанные с разбавлением концентрированного маточного раствора.

    Рисунок \(\PageIndex{3}\): Приготовление раствора известной концентрации путем разбавления маточного раствора. (a) Объем ( V s ), содержащий требуемые моли растворенного вещества (M s ) измеряется в исходном растворе известной концентрации. (b) Измеренный объем маточного раствора переносят во вторую мерную колбу. (c) Измеренный объем во второй колбе затем разбавляют растворителем до метки объема ].

    Пример \(\PageIndex{4}\)

    Какой объем исходного раствора глюкозы 3,00 М необходим для приготовления 2500 мл раствора D5W в примере \(\PageIndex{3}\)?

    Дано: объем и молярность разбавленного раствора

    Запрошено: объем исходного раствора раствор по его молярности.

  • Чтобы определить необходимый объем исходного раствора, разделите число молей глюкозы на молярность исходного раствора.
    • Решение:

    A Раствор D5W в примере 4.5.3 представлял собой 0,310 М глюкозу. Начнем с использования уравнения 4.5.4 для расчета количества молей глюкозы, содержащихся в 2500 мл раствора:

    \[ моль\: глюкоза = 2500\: \cancel{мл} \left( \dfrac{1\: \cancel{L}} {1000\: \cancel{мл}} \right) \left( \dfrac{0,310\: моль\: глюкоза} {1\: \cancel{L}} \right) = 0 .775\: моль\: глюкоза \номер \]

    B Теперь мы должны определить объем 3,00 М маточного раствора, содержащего такое количество глюкозы:

    \[объем\: из\: запас\: раствор = 0,775\: \отменить{моль\: глюкоза} \влево( \dfrac{1\: л} {3,00\: \отменить{моль\ : глюкоза}} \справа) = 0,258\: л\: или\: 258\: мл \не число \]

    При определении необходимого объема исходного раствора мы должны были разделить желаемое число молей глюкозы по концентрации исходного раствора для получения соответствующих единиц. Кроме того, количество молей растворенного вещества в 258 мл исходного раствора такое же, как количество молей в 2500 мл более разбавленного раствора; изменилось только количество растворителя . Полученный нами ответ имеет смысл: разбавление исходного раствора примерно в десять раз увеличивает его объем примерно в 10 раз (258 мл → 2500 мл). Следовательно, концентрация растворенного вещества должна уменьшиться примерно в 10 раз, как это и происходит (3,00 М → 0,310 М).

    Мы также могли решить эту задачу за один шаг, решив уравнение 4.5.4 для V s и подставив соответствующие значения:

    \[ V_s = \dfrac{( V_d )(M_d )}{M_s } = \dfrac{(2.500\: L)(0.310\: \cancel{M})} {3.00\: \cancel{M}} = 0.258\: L \nonumber \]

    Как мы уже отмечали, часто существует более одного правильного способа решения проблемы.

    Упражнение \(\PageIndex{4}\)

    Какой объем исходного раствора 5,0 М NaCl необходим для приготовления 500 мл физиологического раствора (0,16 М NaCl)?

    Ответить

    16 мл

    Концентрация ионов в растворе

    В примере \(\PageIndex{2}\) концентрация раствора, содержащего 90,00 г бихромата аммония в конечном объеме 250 мл, рассчитана как 1,43 М. Рассмотрим подробнее именно то, что это означает. Дихромат аммония представляет собой ионное соединение, содержащее два NH 9{2-} (aq)\label{4.5.5} \]

    Таким образом, 1 моль формульных единиц дихромата аммония растворяется в воде с образованием 1 моля Cr 2 O 7 2 − анионов и 2 моль катионов NH 4 + (см. рисунок \(\PageIndex{4}\)).

    Рисунок \(\PageIndex{4}\): Растворение 1 моль ионного соединения. В этом случае при растворении 1 моля (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 получается раствор, содержащий 1 моль Cr 2 O 7 2 − ионов и 2 моль NH 4 + ионов. (Молекулы воды для ясности не показаны на молекулярном изображении раствора.) 1 моль дихромата аммония показан в мерной колбе объемом 1 л. Полученная мерная колба справа содержит 1 литр раствора после растворения в воде. Порошкообразная форма бихромата аммония также включена в схему.

    При проведении химической реакции с использованием раствора соли, такой как дихромат аммония, важно знать концентрацию каждого иона, присутствующего в растворе. Если раствор содержит 1,43 М (NH 4 ) 2 CR 2 O 7 , затем концентрация CR 2 O 7 2 — также должен быть 1,43 M, потому что есть один CR 9019 . 9015 9015 9015 9015 9015 9015 9015

    9015

    9015

    . 2 − ион на формульную единицу. Однако на формульную единицу приходится два иона NH 4 + , поэтому концентрация ионов NH 4 + составляет 2 × 1,43 М = 2,86 М. Поскольку каждая формульная единица (NH 4 ) 2 CR 2 O 7 . Производит три ионов при растворенных в воде (2NH 4 + + 1CR 2 O 7 2 2 o 7 2 or or or or or or y 7 75) 4 or ). в растворе 3 × 1,43 M = 4,29 M.

    Концентрация ионов в растворе из растворимой соли: концентрация ионов в растворе из растворимой соли, YouTube (opens in new window) [youtu.be]

    Пример \(\PageIndex{5}\)

    Каковы концентрации всех видов, полученных из растворенных веществ в этих водных растворах?

    1. 0,21 М NaOH
    2. 3,7 М (CH 3 ) 2 CHOH
    3. 0,032 М In(№ 3 ) 3

    Дано: молярность

    Запрошено: концентрации

    Стратегия:

    A Классифицируйте каждое соединение как сильный электролит или неэлектролит.

    B Если соединение является неэлектролитом, его концентрация равна молярности раствора. Если соединение является сильным электролитом, определяют количество каждого иона, содержащегося в одной формульной единице. — (водн.) \)

    B Поскольку каждая формульная единица NaOH производит один ион Na + и один ион OH — , концентрация каждого иона такая же, как концентрация NaOH: [Na + ] = 0,21 М и [ ОН — ] = 0,21 М.

  • A Формула (CH 3 ) 2 CHOH представляет собой 2-пропанол (изопропиловый спирт) и содержит группу –OH, поэтому это спирт. Напомним из раздела 4.1, что спирты представляют собой ковалентные соединения, которые растворяются в воде с образованием растворов нейтральных молекул. Таким образом, спирты являются неэлектролитами.
    9- (водн.) \)

    B Одна формула единицы в IN (№ 3 ) 3 производит один в 3 + Ион и три № 3 — Ион. 3 раствор содержит 0,032 м в 3 + и 3 × 0,032 м = 0,096 м № 3 — — это, [в 3 + ] = 0,032 м. − ] = 0,096 М.

    • Упражнение \(\PageIndex{5}\)

    Каковы концентрации всех видов, полученных из растворенных веществ в этих водных растворах?

    1. 0,0012 М Ba(OH) 2
    2. 0,17 М Na 2 SO 4
    3. 0,50 М (CH 3 ) 2 CO, широко известный как ацетон

    Резюме

    Концентрации растворов обычно выражаются в молях и могут быть приготовлены путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе или разбавления маточного раствора.

    • определение молярности: \[ молярность = \dfrac{моли\: из\: растворенного вещества}{литры\: из\: раствора} = \dfrac{ммоль\: из\: растворенного вещества} {миллилитры\: из \: решение} \номер \]
    • связь между объемом, молярностью и молями : \[ V_L M_{моль/л} = \cancel{L} \left( \dfrac{mol}{\cancel{L}} \right) = моли \nonumber \ ]
    • связь между объемом и концентрацией основного и разбавленного растворов : \[(V_s)(M_s) = моли\: of\: растворенное вещество = (V_d)(M_d) \номер\]

    Концентрация вещества представляет собой количество растворенного вещества, присутствующего в данном количестве раствора. Концентрации обычно выражают в терминах молярности , определяемой как число молей растворенного вещества в 1 л раствора. Растворы известной концентрации можно приготовить либо растворением известной массы растворенного вещества в растворителе и разбавлением до желаемого конечного объема, либо разбавлением соответствующего объема более концентрированного раствора (исходный раствор 9).0033 ) до желаемого конечного объема.

    Авторы и авторство

    5.2: Solutions and Dilutions распространяется по незадекларированной лицензии, автором, ремиксом и/или куратором является LibreTexts.

    1. Наверх
      • Была ли эта статья полезной?
      1. Тип артикула
        Раздел или Страница
        Показать страницу TOC
        № на стр.
      2. Теги
          На этой странице нет тегов.

      2.5: Подготовка растворов — Химия LibreTexts

      1. Последнее обновление
      2. Сохранить как PDF
    3. Идентификатор страницы
      127138
      • Дэвид Харви
      • Университет ДеПау

      Приготовление раствора известной концентрации, пожалуй, самое распространенное занятие в любой аналитической лаборатории. Метод измерения растворенного вещества и растворителя зависит от желаемой концентрации и от того, насколько точно необходимо знать концентрацию раствора. Пипетки и мерные колбы используются, когда нам нужно знать точную концентрацию раствора; градуированные цилиндры, мензурки и/или бутыли с реагентами достаточны, когда концентрация должна быть только приблизительной. В этом разделе описаны два метода приготовления растворов.

      Приготовление основных растворов

      Основной раствор готовят путем взвешивания соответствующей части чистого твердого вещества или путем отмеривания соответствующего объема чистой жидкости, помещения его в подходящую колбу и разбавления до известного объема. . То, как именно измеряется реагент, зависит от желаемой единицы концентрации. Например, для приготовления раствора с известной молярностью отвешивают соответствующую массу реагента, растворяют его в порции растворителя и доводят до нужного объема. Чтобы приготовить раствор, в котором концентрация растворенного вещества является объемным процентом, вы отмеряете соответствующий объем растворенного вещества и добавляете достаточное количество растворителя, чтобы получить желаемый общий объем.

      Пример 2.5.1

      Опишите, как приготовить следующие три раствора: (a) 500 мл примерно 0,20 М NaOH с использованием твердого NaOH; (b) 1 л 150,0 ppm Cu 2 + с использованием металлической меди; и (c) 2 л 4% по объему уксусной кислоты с использованием концентрированной ледяной уксусной кислоты (99,8% по весу уксусной кислоты).

      Раствор

      (a) Поскольку желаемая концентрация известна с точностью до двух значащих цифр, нам не нужно точно измерять массу NaOH или объем раствора. Желаемая масса NaOH равна

      \[\frac {0,20 \text{ моль NaOH}} {\text{L}} \times \frac {40,0 \text{г NaOH}} {\text{моль NaOH}} \times 0,50 \text{L} = 4,0 \text{ г NaOH} \номер\]

      Для приготовления раствора поместите 4,0 грамма NaOH, взвешенных с точностью до десятых долей грамма, в бутылку или химический стакан и добавьте примерно 500 мл воды.

      (b) Поскольку искомая концентрация Cu 2 + задается четырьмя значащими цифрами, мы должны точно измерить массу металлической Cu и объем конечного раствора. Желаемая масса металлической меди

      \[\frac {150,0 \text{мг Cu}} {\text{L}} \times 1,000 \text{ M } \times \frac {1 \text{г}} {1000 \text{мг}} = 0,1500 \text{г Cu} \номер\]

      Для приготовления раствора отмерьте ровно 0,1500 г меди в небольшой химический стакан и растворите его, используя небольшую порцию концентрированной HNO 3 . Для обеспечения полного переноса Cu 2 + из стакана в мерную колбу — то, что мы называем количественным переносом — несколько раз промыть химический стакан небольшими порциями воды, добавляя при каждой промывке мерную колбу. . Наконец, добавьте еще воды до калибровочной отметки на мерной колбе.

      (c) Концентрация этого раствора является приблизительной, поэтому нет необходимости точно измерять объемы, а также нет необходимости учитывать тот факт, что ледяная уксусная кислота представляет собой немного менее 100% уксусной кислоты по весу (это приблизительно 99,8% вес./вес. ). Необходимый объем ледяной уксусной кислоты

      \[\frac {4 \text{ мл } \ce{Ch4COOH}} {100 \text{ мл}} \times 2000 \text{ мл} = 80 \text{ мл } \ce{Ch4COOH} \nonumber\]

      Чтобы приготовить раствор, используйте градуированный цилиндр, чтобы перенести 80 мл ледяной уксусной кислоты в контейнер, вмещающий примерно 2 л, и добавить достаточное количество воды, чтобы довести раствор до желаемого объема.

      Упражнение 2.5.1

      Предоставьте инструкции по приготовлению 500 мл 0,1250 М KBrO 3 .

      Ответить

      Приготовление 500 мл 0,1250 М KBrO 3 требуется

      \[0,5000 \text{ L} \times \frac {0,1250 \text{ моль } \ce{KBrO3}} {\text{L}} \times \frac {167,00 \text{ г } \ce{KBrO3}} {\text{моль} \ce{KBrO3}} = 10,44 \text{г} \ce{KBrO3} \nonumber\]

      Поскольку концентрация имеет четыре значащих цифры, мы должны приготовить раствор, используя мерную посуду. Поместите 10,44 г образца KBrO 3 в мерную колбу вместимостью 500 мл и частично заполнить водой. Встряхните, чтобы растворить KBrO 3 , а затем разбавьте водой до калибровочной метки на колбе.

      Приготовление растворов путем разбавления

      Растворы часто готовят путем разбавления более концентрированного маточного раствора. Известный объем маточного раствора переносят в новую емкость и доводят до нового объема. Поскольку общее количество растворенного вещества до и после разбавления одинаково, мы знаем, что

      \[C_o \times V_o = C_d \times V_d \label{2.1}\]

      где \(C_o\) — концентрация исходного раствора, \(V_o\) — объем разбавляемого исходного раствора, \( C_d\) — концентрация разбавленного раствора, а \(V_d\) — объем разбавленного раствора. Опять же, тип стеклянной посуды, используемой для измерения \(V_o\) и \(V_d\), зависит от того, насколько точно нам нужно знать концентрацию раствора.

      Обратите внимание, что уравнение \ref{2.1} применяется только к тем единицам концентрации, которые выражены в терминах объема раствора, включая молярность, формальность, нормальность, объемные проценты и весовые проценты по объему. Это также относится к массовым процентам, частям на миллион и частям на миллиард, если плотность раствора составляет 1,00 г/мл. Мы не можем использовать уравнение \ref{2.1}, если мы выражаем концентрацию с точки зрения моляльности, так как это основано на массе растворителя, а не на объеме раствора. См. Родрикес-Лопес, М.; Карраскильо, А. J. Chem. Образовательный 2005 , 82 , 1327-1328 для дальнейшего обсуждения.

      Пример 2.5.2

      Лабораторная процедура требует 250 мл примерно 0,10 М раствора NH 3 . Опишите, как вы приготовите этот раствор, используя исходный раствор концентрированного NH 3 (14,8 М).

      Раствор

      Подстановка известных объемов в уравнение \ref{2.1}

      \[14,8 \text{ M} \times V_o = 0,10 \text{ M} \times 250 \text{ мл} \nonumber\]

      и решение для \(V_o\) дает 1,7 мл. Поскольку мы готовим раствор с концентрацией приблизительно 0,10 М NH 3 , мы можем использовать градуированный цилиндр для измерения 1,7 мл концентрированного NH 3 , перенести NH 3 в химический стакан и добавить достаточное количество воды, чтобы получить общий объем около 250 мл.

      Хотя обычно мы выражаем молярность как моль/л, мы можем выразить объемы в мл, если сделаем это как для \(V_o\) , так и для \(V_d\).

      Упражнение 2.5.2

      Для приготовления стандартного раствора Zn 2 + образец цинковой проволоки массой 1,004 г растворяют в минимальном количестве HCl и доводят до метки в мерной колбе вместимостью 500 мл. Если вы разбавите 2000 мл этого исходного раствора до 250,0 мл, какова будет концентрация Zn 2 + в мкг/мл в вашем стандартном растворе?

      Ответить

      Первый раствор представляет собой маточный раствор, который мы затем разбавляем для приготовления стандартного раствора. Концентрация Zn 9{2+}}} {\text{мл}} \times 2,000 \text{мл} = C_d \times 250,0 \text{мл} \nonumber\]

      , где C d — концентрация стандартного раствора. Решение дает концентрацию 16,06 мкг Zn 2 + /мл.

      Как показано в следующем примере, мы можем использовать уравнение \ref{2.1} для расчета исходной концентрации раствора, используя его известную концентрацию после разбавления.

      Пример 2.5.3

      Образец руды был проанализирован на Cu 2 + следующим образом. Навеску руды массой 1,25 г растворяли в кислоте и доводили до нужного объема в мерной колбе вместимостью 250 мл. 20 мл полученного раствора пипеткой переносили в мерную колбу вместимостью 50 мл и доводили до метки. Анализ этого раствора дает концентрацию Cu 2 + 4,62 мкг/мл. Какова массовая доля меди в исходной руде?

      Решение 9{2+}} \номер\]

      Эта страница под заголовком 2.5: Preparing Solutions распространяется по лицензии CC BY-NC-SA, автором, ремиксом и/или куратором этой страницы является Дэвид Харви.

      1. Наверх
        • Была ли эта статья полезной?
        1. Тип изделия
          Раздел или страница
          Автор
          Дэвид Харви
          Тип страницы
          Аналитическая химия
          Лицензия
          CC BY-NC-SA
          Показать страницу TOC
          № на стр.