Relazzjoni mxarrba - parti 1

Il-komposti inorganiċi ġeneralment mhumiex assoċjati mal-umdità, filwaqt li l-komposti organiċi huma viċi versa. Wara kollox, tal-ewwel huma blat niexef, u tal-aħħar ġejjin minn organiżmi ħajjin akkwatiċi. Madankollu, assoċjazzjonijiet mifruxa ftit għandhom x'jaqsmu mar-realtà. F'dan il-każ, huwa simili: l-ilma jista 'jingħafas mill-ġebel, u l-komposti organiċi jistgħu jkunu niexfa ħafna.

L-ilma huwa sustanza kullimkien fid-Dinja, u mhux sorprendenti li jista 'jinstab f'komposti kimiċi oħra wkoll. Xi drabi hija konnessa b'mod dgħajjef magħhom, magħluqa fihom, timmanifesta ruħha f'forma moħbija jew tibni b'mod miftuħ struttura ta 'kristalli.

L-ewwel affarijiet l-ewwel. Fil-bidu…

…umdità

Ħafna komposti kimiċi għandhom it-tendenza li jassorbu l-ilma mill-ambjent tagħhom - pereżempju, il-melħ tal-mejda magħruf, li ħafna drabi jinġabar flimkien fl-atmosfera steamy u umda tal-kċina. Sustanzi bħal dawn huma igroskopiċi u l-umdità li jikkawżaw ilma igroskopiku. Madankollu, il-melħ tal-mejda jeħtieġ umdità relattiva għolja biżżejjed (ara l-kaxxa: Kemm hemm ilma fl-arja?) biex jorbot il-fwar tal-ilma. Sadanittant, fid-deżert hemm sustanzi li jistgħu jassorbu l-ilma mill-ambjent.

Kemm hemm ilma fl-arja?

Umdità assoluta huwa l-ammont ta' fwar ta' l-ilma li jinsab f'volum ta' unità ta' arja f'temperatura partikolari. Per eżempju, f'0 ° С f'1 m³ Fl-arja jista 'jkun hemm massimu (sabiex ma jkunx hemm kondensazzjoni) ta' madwar 5 g ta 'ilma, f'20 ° C - madwar 17 g ta' ilma, u f'40 ° C - aktar minn 50 g. F'kċina sħuna jew kamra tal-banju, dan huwa għalhekk pjuttost imxarrab.

Umdita relattiva huwa l-proporzjon ta' l-ammont ta' fwar ta' l-ilma għal kull unità ta' volum ta' arja għall-ammont massimu f'temperatura partikolari (espress bħala perċentwal).

L-esperiment li jmiss se jeħtieġ sodju NaOH jew potassju idrossidu KOH. Poġġi pillola komposta (kif jinbiegħu) fuq ħġieġa tal-arloġġ u ħalliha fl-arja għal xi żmien. Dalwaqt tinduna li l-lozenge jibda jitgħatta bi qtar ta 'likwidu, u mbagħad jinfirex. Dan huwa l-effett ta 'l-igroskopiċità ta' NaOH jew KOH. Billi tpoġġi l-kampjuni fi kmamar differenti tad-dar, tista 'tqabbel l-umdità relattiva ta' dawn il-postijiet (1).

1. Preċipitazzjoni ta 'NaOH fuq ħġieġa ta' l-arloġġ (xellug) u l-istess preċipitat wara ftit sigħat fl-arja (lemin).

2. Dessikatur tal-laboratorju b'ġel tas-silikonju (ritratt: Wikimedia/Hgrobe)

Il-kimiċi, u mhux huma biss, isolvu l-problema tal-kontenut ta 'umdità ta' sustanza. Ilma igroskopiku hija kontaminazzjoni spjaċevoli minn kompost kimiku, u l-kontenut tiegħu, barra minn hekk, huwa instabbli. Dan il-fatt jagħmilha diffiċli biex tiżen l-ammont ta 'reaġent meħtieġ għar-reazzjoni. Is-soluzzjoni, ovvjament, hija li tinxef is-sustanza. Fuq skala industrijali, dan jiġri f'kmamar imsaħħna, jiġifieri f'verżjoni mkabbra ta 'forn tad-dar.

Fil-laboratorji, minbarra dryers elettriċi (għal darb'oħra, fran), eżikatorju (ukoll għall-ħażna ta' reaġenti diġà mnixxfa). Dawn huma reċipjenti tal-ħġieġ, magħluqin sewwa, li fil-qiegħ tagħhom hemm sustanza igroskopika ħafna (2). Ix-xogħol tiegħu huwa li jassorbi l-umdità mill-kompost imnixxef u jżomm l-umdità ġewwa d-dessikatur baxx.

Eżempji ta' dessikanti: Imluħa Anhydrous CaCl.₂ i MgSO₄, ossidu tal-fosfru (V) P₄O₁₀ u kalċju CaO u ġel tas-silika (ġel tas-silika). Issib ukoll dan ta' l-aħħar fil-forma ta' qratas dessikant imqiegħda f'ippakkjar industrijali u ta' l-ikel (3).

3. Ġell tas-silikonju biex jipproteġi l-ikel u l-prodotti industrijali mill-umdità.

Ħafna dehumidifiers jistgħu jiġu riġenerati jekk jassorbu wisq ilma - sempliċement isaħħnuhom.

Hemm ukoll kontaminazzjoni kimika. ilma bbottiljat. Jippenetra fil-kristalli matul it-tkabbir mgħaġġel tagħhom u joħloq spazji mimlija bis-soluzzjoni li minnha ffurmat il-kristall, imdawwar b'solidu. Tista 'teħles mill-bżieżaq likwidi fil-kristall billi tħoll il-kompost u tirrikristallizzah, iżda din id-darba taħt kundizzjonijiet li jnaqqsu t-tkabbir tal-kristall. Imbagħad il-molekuli se jissetiljaw "b'mod pulit" fil-kannizzata tal-kristall, u ma jħallu l-ebda vojt.

ilma moħbi

F'xi komposti, l-ilma jeżisti f'forma moħbija, iżda l-kimiku jista 'jiġbedha minnhom. Jista 'jiġi preżunt li inti se tirrilaxxa l-ilma minn kwalunkwe kompost ta' ossiġnu-idroġenu taħt il-kundizzjonijiet it-tajba. Int se tagħmilha tagħti l-ilma billi ssaħħan jew bl-azzjoni ta 'sustanza oħra li tassorbi l-ilma bil-qawwa. Ilma f'relazzjoni bħal din ilma kostituzzjonali. Ipprova ż-żewġ metodi ta' deidrazzjoni kimika.

4. Il-fwar tal-ilma jikkondensa fit-tubu tat-test meta l-kimiċi jiġu deidrati.

Ferra ftit baking soda fit-tubu tat-test, i.e. bikarbonat tas-sodju NaHCO.₃. Tista 'tikseb fil-ħanut tal-grocer, u huwa użat fil-kċina, per eżempju. bħala aġent tal-ħmira għall-ħami (iżda għandu wkoll ħafna użi oħra).

Poġġi t-tubu tat-test fil-fjamma tal-berner f'angolu ta' madwar 45° bil-ftuħ tal-ħruġ iħares lejk. Dan huwa wieħed mill-prinċipji tal-iġjene u s-sigurtà tal-laboratorju - dan huwa kif tipproteġi lilek innifsek f'każ ta 'rilaxx f'daqqa ta' sustanza msaħħna minn tubu tat-test.

It-tisħin mhux neċessarjament qawwi, ir-reazzjoni tibda f'60 ° C (berner ta 'spirtu methylated jew saħansitra xemgħa huwa biżżejjed). Żomm għajnejk fuq il-quċċata tal-bastiment. Jekk it-tubu huwa twil biżżejjed, il-qtar tal-likwidu jibda jinġabar fl-iżbokk (4). Jekk ma tarahomx, poġġi ħġieġa kiesħa tal-arloġġ fuq l-iżbokk tat-tubu tat-test - fwar tal-ilma rilaxxat waqt id-dekompożizzjoni tal-baking soda jikkondensa fuqha (is-simbolu D fuq il-vleġġa jindika t-tisħin tas-sustanza):

5. Il-pajp iswed joħroġ mit-tazza.

It-tieni prodott gassuż, dijossidu tal-karbonju, jista 'jiġi skopert bl-użu ta' ilma tal-ġir, i.e. soluzzjoni saturata idrossidu tal-kalċju bi (ON)₂. It-turbidità tagħha kkawżata mill-preċipitazzjoni tal-karbonat tal-kalċju hija indikattiva tal-preżenza ta 'CO₂. Huwa biżżejjed li tieħu qatra tas-soluzzjoni fuq baguette u poġġiha fit-tarf tat-tubu tat-test. Jekk m'għandekx idrossidu tal-kalċju, agħmel ilma tal-ġir billi żżid soluzzjoni ta 'NaOH ma' kwalunkwe soluzzjoni tal-melħ tal-kalċju li jinħall fl-ilma.

Fl-esperiment li jmiss, se tuża r-reaġent tal-kċina li jmiss - zokkor ordinarju, jiġifieri, sukrożju C.₁₂H2₂O₁₁. Ikollok bżonn ukoll soluzzjoni kkonċentrata ta 'aċidu sulfuriku H₂SO₄.

Immedjatament infakkarkom fir-regoli biex taħdem ma 'dan ir-reaġent perikoluż: huma meħtieġa ingwanti tal-gomma u gogils, u l-esperiment jitwettaq fuq trej tal-plastik jew wrap tal-plastik.

Ferra’ z-zokkor ġo beaker żgħir nofs daqs kemm ikun mimli r-reċipjent. Issa ferra soluzzjoni ta 'aċidu sulfuriku f'ammont ugwali għal nofs iz-zokkor imferra. Ħawwad il-kontenut b'virga tal-ħġieġ sabiex l-aċidu jitqassam b'mod uniformi fil-volum kollu. Xejn ma jiġri għal xi żmien, iżda f'daqqa waħda iz-zokkor jibda jiskura, imbagħad isir iswed, u finalment jibda "jħalli" il-bastiment.

Massa sewda poruża, li m’għadhiex tidher qisha zokkor abjad, titkaxkar mill-ħġieġ bħal serp minn qoffa tal-fakiri. Il-ħaġa sħiħa tisħon, sħab tal-fwar tal-ilma jidher u anke jinstema’ siffir (dan huwa wkoll fwar tal-ilma li joħroġ mix-xquq).

L-esperjenza hija attraenti, mill-kategorija tal-hekk imsejħa. pajpijiet kimiċi (5). L-igroskopiċità ta' soluzzjoni kkonċentrata ta' H hija responsabbli għall-effetti osservati.₂SO₄. Huwa tant kbir li l-ilma jidħol fis-soluzzjoni minn sustanzi oħra, f'dan il-każ is-sukrożju:

Ir-residwi tad-deidrazzjoni taz-zokkor huma saturati bil-fwar tal-ilma (ftakar li meta tħallat H₂SO₄ ħafna sħana tiġi rilaxxata bl-ilma), li tikkawża żieda sinifikanti fil-volum tagħhom u l-effett li tneħħi l-massa mill-ħġieġ.

Maqbuda fi kristall

6. Tisħin tas-sulfat tar-ram kristallin (II) f'tubu tat-test. Id-deidrazzjoni parzjali tal-kompost hija viżibbli.

U tip ieħor ta 'ilma li jinsab fil-kimiċi. Din id-darba jidher b'mod espliċitu (b'differenza mill-ilma kostituzzjonali), u l-ammont tiegħu huwa definit b'mod strett (u mhux arbitrarju, bħal fil-każ ta 'ilma igroskopiku). Dan ilma tal-kristallizzazzjonidak li jagħti l-kulur lill-kristalli - meta jitneħħew, jiddiżintegraw fi trab amorfu (li se tara b'mod sperimentali, kif jixraq lil kimiku).

Ħażna kristalli blu ta' sulfat tar-ram (II) idratat CuSO₄× 5ч₂Oh, wieħed mir-reaġenti tal-laboratorju l-aktar popolari. Ferra ammont żgħir ta 'kristalli żgħar f'tubu tat-test jew evaporatur (it-tieni metodu huwa aħjar, iżda fil-każ ta' ammont żgħir tal-kompost, jista 'jintuża wkoll tubu tat-test; aktar dwar dak f'xahar). Bil-mod ibda ssaħħan fuq il-fjamma tal-berner (lampa tal-alkoħol żnaturat tkun biżżejjed).

Spiss ħawwad it-tubu 'l bogħod minnek, jew ħawwad il-baguette fl-evaporatur imqiegħed fil-manku tat-tripod (ma jxaqlebx fuq il-platti). Hekk kif togħla t-temperatura, il-kulur tal-melħ jibda jgħib, sakemm fl-aħħar isir kważi abjad. F'dan il-każ, qtar ta 'likwidu jinġabar fil-parti ta' fuq tat-tubu tat-test. Dan huwa l-ilma mneħħi mill-kristalli tal-melħ (it-tisħin tagħhom f'evaporatur jiżvela l-ilma billi tpoġġi ħġieġa kiesħa tal-arloġġ fuq il-bastiment), li sadattant iddiżintegrat fi trab (6). Id-deidrazzjoni tal-kompost isseħħ fi stadji:

Żieda oħra fit-temperatura 'l fuq minn 650 ° C tikkawża dekompożizzjoni tal-melħ anidru. Trab abjad CuSO anidru₄ aħżen f'kontenitur bil-kamin sewwa (tista 'tpoġġi borża li tassorbi l-umdità fiha).

Tista' tistaqsi: kif nafu li d-deidrazzjoni sseħħ kif deskritt mill-ekwazzjonijiet? Jew għaliex ir-relazzjonijiet isegwu dan il-mudell? Int se taħdem biex tiddetermina l-ammont ta 'ilma f'dan il-melħ ix-xahar id-dieħel, issa se nwieġeb l-ewwel mistoqsija. Il-metodu li bih nistgħu nosservaw il-bidla fil-massa ta 'sustanza b'temperatura dejjem tiżdied jissejjaħ analiżi termogravimetrika. Is-sustanza tat-test titqiegħed fuq pallet, l-hekk imsejjaħ bilanċ termali, u msaħħna, waqt li taqra l-bidliet fil-piż.

Naturalment, illum it-thermobalances jirreġistraw id-dejta nfushom, fl-istess ħin jiġbdu l-graff korrispondenti (7). Il-forma tal-kurva tal-graff turi f'liema temperatura tiġri "xi ħaġa", pereżempju, sustanza volatili tiġi rilaxxata mill-kompost (telf ta 'piż) jew tgħaqqad ma' gass fl-arja (imbagħad il-massa tiżdied). Il-bidla fil-massa tippermettilek tiddetermina liema u f'liema kwantità naqset jew żdiedet.

7. Grafika tal-kurva termogravimetrika tas-sulfat tar-ram kristallin (II).

CuSO idratat₄ għandu kważi l-istess kulur bħas-soluzzjoni akwea tiegħu. Din mhix koinċidenza. Cu jone f'soluzzjoni₂+ hija mdawra b’sitt molekuli tal-ilma, u fil-kristall - b’erbgħa, li tinsab fil-kantunieri tal-kwadru, li ċ-ċentru tagħha huwa. Fuq u taħt il-jone tal-metall hemm anjoni tas-sulfat, li kull wieħed minnhom "jservi" żewġ katjoni adjaċenti (għalhekk l-istokijometrija hija korretta). Imma fejn hi l-ħames molekula tal-ilma? Hija tinsab bejn wieħed mill-joni tas-sulfat u molekula ta 'l-ilma f'ċinturin li jdawwar il-jone tar-ram (II).

U għal darb'oħra, il-qarrej kurżiv jistaqsi: kif taf dan? Din id-darba minn stampi ta 'kristalli miksuba billi jiġu irradjati bir-raġġi-X. Madankollu, li tispjega għaliex kompost anidru huwa abjad u kompost idrat huwa blu hija kimika avvanzata. Wasal iż-żmien li tistudja.

Ara wkoll: