ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Растворимость веществ из "Практикум по общей химии Издание 5" Растворы. Процессы, протекающие при растворении. Растворение и кристаллизация как обратимый процесс. Насыщенный и пересыщенный раствор. Растворимость и коэффициент растворимости. Кривые растворимости. Тепловые эффекты растворения. [c.90] При растворении твердого вещества в определенном количестве растворителя растворимость вещества при данных условиях (температуре и давлении) ограничена. При избытке твердого вещества образуется насыщенный раствор—система, состоящая из двух компонентов, в которой между жидкой фазой (раствор) и твердой фазой (растворяемое вещество) устанавливается подвижное равновесие. [c.90] Концентрация насыщенного раствора при данных условиях есть величина постоянная, характерная для каждого вещества. [c.90] Нередко выражают растворимость в процентах, т. е. числом весовых частей вещества л 100 вес. ч. насыщенного раствора. [c.91] Практически растворимость жидких и твердых веществ зависит от температуры, так как их объем заметно не изменяется от давления. Эта зависимость может быть выражена графически в виде кривой растворимости (рис. 38), для построения которой на оси абсцисс откладывают температуру, а на оси ординат— растворимость. [c.91] По кривой растворимости можно графически определить растворимость вещества при различных температурах, производить расчеты, необходимые для осуществления процесса перекристаллизации, с помощью которого проводят очистку твердых веществ. [c.91] Пример. Требуется перекристаллизовать 1 кг медного купороса (в расчете на безводную соль). Вычислить, в каком количестве воды его следует растворить и каков будет выход перекристаллизованной соли, если растворение производить при 100 °С, а затем раствор охладить до 15 °С. [c.91] Растворимость в 100 г воды при 100 °С выразится ординатой j=73,6, а при 15 °С—ординатой у =20,5. [c.91] Таким образом, выход перекристаллизованной соли составит 72,2%. [c.92] Кристаллизация веществ, растворимость которых уменьшается в зависимости от температуры, может быть достигнута в ре-зутьтате понижения температуры насыщенного раствора (перекристаллизация). При медленном понижении температуры вещество кристаллизуется в виде крупных кристаллов, а при быстром охлаждении образуются мелкие кристаллы. Мелкие кристаллы являются более чистым продуктом, свободным от примесей, тогда как рост крупных кристаллов сопровождается захватыванием незначительных количеств маточного раствора, содержащего примеси других веществ. Для получения химически чистого вещества перекристаллизацию производят (иногда несколько раз) при резком понижении температуры раствора и энергичном перемешивании его. Чаще всего насыщение проводят при температуре кипения растворителя для охлаждения растворов применяют лед, снег или холодную воду. [c.92] Насыщенный при 100 °С водный раствор часто требуется отфильтровывать от различных механических примесей (пыль, муть и пр.), для чего используют специальные воронки для горячего фильтрования. Если фильтровать обычным способом, то вследствие резкого охлаждения раствора в воронке происходит кристаллизация вещества, поры фильтра забиваются, что приводит к снижению скорости фильтрования, а главное—к потере части вещества. [c.92] Воронку для горячего фильтрования (рис. 39) обычно изготовляют из медного сплава она имеет двойные стенки и боковой отросток (при электрическом обогреве боковой отросток не нужен). В пространство между стенками заливают через верхнее отверстие воду. Боковой отросток нагревают пламенем горелки. В воронку вставляют обычную стеклянную воронку с короткой трубкой и с простым бумажным фильтром. [c.93] Перекристаллизованное вещество отделяют от маточного раствора фильтрованием под уменьшенным давлением, так как при обычном фильтровании на поверхности кристаллов остается много маточного раствора (продукт будет загрязнен примесями) и кристаллы приходится долго высушивать. [c.93] Взвесить фарфоровую чашку с точностью до 0,01 г. [c.96] В маленький стаканчик налить 10 мл воды, всыпать 1—2 г мелкоистертой соли, вставить его в проволочное кольцо и опустить в большой стакан с водой (рис. 42). Нагреть или охладить большой стакан до заданной температуры и затем отрегулировать пламя горелки так, чтобы температура воды в стакане не изменялась. [c.96] Если через некоторое время все вещество растворится, добавить новую порцию, и так до тех пор, пока часть твердой солн не будет оставаться нерастворенной. Необходимо все время следить за температурой и перемешивать раствор. При установившейся температуре насыщение раствора следует проводить 20— 25 мин. [c.96] Из стаканчика вынуть термометр и мешалку. Насыщенному раствору дать отстояться и быстро слить жидкость с кристаллов во взвешенную чашку. Чашку с раствором взвесить. [c.96] Поставить чашку на кольцо с сеткой и, нагревая, выпаривать всю жидкость досуха. Под конец выпаривание вести на возможно маленьком пламени, чтобы избежать разбрызгивания раствора с потерей вещества. Затем чашку поставить на 20— 25 мин в сушильный шкаф (рис. 43), нагретый до 115 °С. [c.96] Чашку с сухим остатком охладить в эксикаторе и взвесить. Провести повторно высушивание остатка и взвешивание чашки (до постоянной величины ).. [c.96] Поданным опыта определить массу раствора, находившегося в чашке, а затем массу сухой соли в нем рассчитать коэффициент растворимости и процентную концентрацию раствора. [c.96] Вернуться к основной статье