Hubungan udan - part 1
Senyawa anorganik biasane ora ana hubungane karo kelembapan, dene senyawa organik kosok balene. Sawise kabeh, mantan watu garing, lan sing terakhir asale saka organisme urip akuatik. Nanging, asosiasi sing nyebar ora ana hubungane karo kasunyatan. Ing kasus iki, padha: banyu bisa squeezed metu saka watu, lan senyawa organik bisa garing banget.
Banyu minangka zat sing ana ing endi-endi ing Bumi, lan ora nggumunake yen uga bisa ditemokake ing senyawa kimia liyane. Kadhangkala ana hubungane karo wong-wong mau, ditutupi ing jerone, katon ing wangun laten utawa kanthi terbuka mbangun struktur kristal.
Pisanan dhisik. Ing awal…
… Kelembapan
Akeh senyawa kimia sing cenderung nyerep banyu saka lingkungane - contone, uyah meja sing kondhang, sing asring nglumpukake ing swasana pawon sing uwabe lan lembab. Bahan kasebut hygroscopic lan kelembapan sing disebabake banyu higroskopis. Nanging, uyah meja mbutuhake kelembapan relatif sing cukup dhuwur (ndeleng kothak: Pira banyu ing udara?) Kanggo ngiket uap banyu. Dene ing ara-ara samun ana zat kang bisa nyerep banyu saka lingkungan.
Pira banyu ing udhara?
Kelembapan mutlak yaiku jumlah uap banyu sing ana ing volume unit udara ing suhu tartamtu. Contone, ing 0 ° C ing 1 m3 Ing udhara bisa ana maksimal (supaya ora ana kondensasi) kira-kira 5 g banyu, ing 20 ° C - kira-kira 17 g banyu, lan ing 40 ° C - luwih saka 50 g. Ing pawon sing anget utawa jedhing, mulane iki cukup udan.
Kelembapan relatif yaiku rasio jumlah uap banyu per unit volume udara nganti jumlah maksimal ing suhu tartamtu (ditulis minangka persentase).
Eksperimen sabanjure mbutuhake sodium NaOH utawa kalium hidroksida KOH. Selehake tablet majemuk (minangka lagi didol) ing kaca arloji lan ninggalake ing udhara kanggo sawetara wektu. Rauh sampeyan bakal sok dong mirsani sing lozenge wiwit ditutupi karo irungnya saka Cairan, lan banjur nyebar. Iki minangka efek higroskopisitas NaOH utawa KOH. Kanthi nyelehake conto ing macem-macem ruangan ing omah, sampeyan bisa mbandhingake kelembapan relatif ing papan kasebut (1).
1. Precipitation saka NaOH ing kaca watch (kiwa) lan precipitate padha sawise sawetara jam ing udhara (tengen).
2. Desikator laboratorium kanthi gel silikon (foto: Wikimedia/Hgrobe)
Ahli kimia, lan ora mung wong-wong mau, ngatasi masalah isi kelembapan sawijining zat. Banyu higroskopis iku kontaminasi sing ora nyenengake dening senyawa kimia, lan isine, luwih-luwih, ora stabil. Kasunyatan iki ndadekake angel kanggo nimbang jumlah reagen sing dibutuhake kanggo reaksi kasebut. Solusi, mesthi, kanggo garing zat. Ing skala industri, iki kedadeyan ing kamar sing digawe panas, yaiku, ing versi oven sing luwih gedhe.
Ing laboratorium, saliyane pengering listrik (maneh, oven), exykatory (uga kanggo panyimpenan reagen sing wis garing). Iki minangka prau kaca, ditutup kanthi rapet, ing sisih ngisor ana zat sing higroskopis (2). Tugase yaiku nyerep kelembapan saka senyawa sing garing lan njaga kelembapan ing jero desikator.
Conto desiccants: uyah CaCl anhidrat.2 ing MgSO4, fosfor (V) oksida P4O10 lan kalsium CaO lan silika gel (silika gel). Sampeyan uga bakal nemokake sing terakhir ing bentuk sachet desiccant sing diselehake ing kemasan industri lan panganan (3).
3. Gel silikon kanggo nglindhungi panganan lan produk industri saka kelembapan.
Akeh dehumidifiers bisa diregenerasi yen nyerep banyu akeh banget - mung anget.
Ana uga kontaminasi kimia. banyu botol. Iku penetrates menyang kristal sak wutah kanthi cepet lan nggawe spasi kapenuhan solusi saka kang kristal kawangun, diubengi dening ngalangi. Sampeyan bisa nyisihaken gelembung Cairan ing kristal kanthi dissolving senyawa lan recrystallizing iku, nanging wektu iki ing kahanan sing alon wutah saka kristal. Banjur molekul bakal "rapi" dumunung ing kisi kristal, ora ninggalake kesenjangan.
banyu didhelikake
Ing sawetara senyawa, banyu ana ing wangun laten, nanging ahli kimia bisa ngekstrak saka bahan kasebut. Bisa dianggep yen sampeyan bakal ngeculake banyu saka senyawa oksigen-hidrogen ing kahanan sing bener. Sampeyan bakal nyerahake banyu kanthi dadi panas utawa kanthi tumindak zat liya sing nyerep banyu kanthi kuat. Banyu ing sesambetan kuwi banyu konstitusional. Coba loro cara dehidrasi kimia.
4. Uap banyu kondensasi ing tabung uji nalika bahan kimia dehidrasi.
Tuangake sawetara soda manggang menyang tabung uji, yaiku. natrium bikarbonat NaHCO.3. Sampeyan bisa tuku ing toko, lan digunakake ing pawon, contone. minangka agen ragi kanggo manggang (nanging uga akeh kegunaan liyane).
Selehake tabung uji ing geni burner kanthi sudut kira-kira 45 ° kanthi bukaan metu madhep sampeyan. Iki minangka salah sawijining prinsip kebersihan lan keamanan laboratorium - iki cara sampeyan nglindhungi dhewe yen ana bahan sing digawe panas saka tabung uji.
Pemanasan ora kudu kuwat, reaksi bakal diwiwiti ing 60 ° C (pembakar roh methylated utawa malah lilin cukup). Tansah mripat ing ndhuwur prau. Yen tabung cukup dawa, irungnya saka Cairan bakal miwiti kanggo ngumpulake ing stopkontak (4). Yen sampeyan ora ndeleng, nyelehake kaca jam tangan sing adhem ing stopkontak tabung uji - uap banyu sing dibebasake sajrone dekomposisi soda manggang dikondensasi (simbol D ing ndhuwur panah nuduhake pemanasan bahan kasebut):
5. Selang ireng metu saka cangkir.
Produk gas kapindho, karbon dioksida, bisa dideteksi nggunakake banyu jeruk, yaiku. solusi jenuh kalsium hidroksida Sa (ON)2. Kekeruhan sing disebabake dening udan kalsium karbonat nuduhake anané CO2. Iku cukup kanggo njupuk tetes solusi ing baguette lan nyelehake ing mburi tabung test. Yen sampeyan ora duwe kalsium hidroksida, gawe banyu jeruk kanthi nambahake larutan NaOH menyang larutan uyah kalsium sing larut ing banyu.
Ing eksperimen sabanjure, sampeyan bakal nggunakake reagen pawon sabanjure - gula biasa, yaiku sukrosa C.12H22O11. Sampeyan uga mbutuhake solusi konsentrasi asam sulfat H2SO4.
Aku langsung ngelingake sampeyan aturan kanggo nggarap reagen mbebayani iki: sarung tangan karet lan kacamata dibutuhake, lan eksperimen ditindakake ing tray plastik utawa bungkus plastik.
Tuang gula menyang beaker cilik setengah saka wadhah diisi. Saiki tuangake larutan asam sulfat kanthi jumlah sing padha karo setengah gula sing diwutahake. Nglakoake isi karo rod kaca supaya asam disebarake kanthi merata ing saindhenging volume. Ora ana sing kedadeyan, nanging dumadakan gula wiwit dadi peteng, banjur dadi ireng, lan pungkasane wiwit "ninggalake" prau.
Massa ireng keropos, ora katon kaya gula putih maneh, nyusup metu saka kaca kaya ula saka kranjang fakir. Kabeh dadi panas, mendhung uap banyu katon lan malah keprungu swara (iki uga uap banyu sing metu saka retakan).
Pengalaman iku atraktif, saka kategori sing disebut. selang kimia (5). Higroskopisitas larutan H sing konsentrasi tanggung jawab kanggo efek sing diamati.2SO4. Gedhe banget yen banyu mlebu ing larutan saka zat liya, ing kasus iki sukrosa:
Sisa dehidrasi gula jenuh karo uap banyu (elinga yen nalika nyampur H2SO4 akeh panas dibebasake karo banyu), sing nyebabake kenaikan volume sing signifikan lan efek ngangkat massa saka kaca.
Kepepet ing kristal
6. Pemanasan kristal tembaga sulfat (II) ing tabung uji. Dehidrasi parsial senyawa kasebut katon.
Lan jinis banyu liyane sing ana ing bahan kimia. Wektu iki katon kanthi jelas (ora kaya banyu konstitusional), lan jumlahe ditetepake kanthi ketat (lan ora sewenang-wenang, kaya ing kasus banyu higroskopis). Iki banyu kristalisasiapa menehi werna kanggo kristal - nalika dibusak, padha disintegrate menyang wêdakakêna amorf (sing bakal weruh eksperimen, minangka befits kimiawan).
Simpenan ing kristal biru saka tembaga(II) sulfat terhidrasi CuSO4× 5 ч2Oh, salah sawijining reagen laboratorium sing paling populer. Tuangake kristal cilik cilik menyang tabung uji utawa evaporator (cara liya luwih apik, nanging ing kasus senyawa sing sithik, tabung uji uga bisa digunakake; luwih akeh ing sasi). Alon-alon miwiti panas liwat geni burner (lampu alkohol denatured bakal cukup).
Goyangake tabung kanthi asring adoh saka sampeyan, utawa aduk baguette ing evaporator sing dilebokake ing gagang tripod (aja nyandhak barang gelas). Nalika suhu mundhak, werna uyah wiwit luntur, nganti pungkasane meh putih. Ing kasus iki, tetes cairan ngumpulake ing sisih ndhuwur tabung uji. Iki minangka banyu sing dibuwang saka kristal uyah (dipanasake ing evaporator bakal mbukak banyu kanthi nyelehake kaca jam tangan sing adhem ing wadhah kasebut), sing wis bubar dadi bubuk (6). Dehidrasi senyawa kasebut dumadi ing tahapan:
Tambah maneh suhu ing ndhuwur 650 ° C nyebabake dekomposisi uyah anhidrat. bubuk putih CuSO anhidrat4 simpen ing wadhah sing kenceng (sampeyan bisa nyelehake tas sing nyerep kelembapan).
Sampeyan bisa uga takon: kepiye kita ngerti yen dehidrasi kedadeyan kaya sing diterangake ing persamaan? Utawa kenapa hubungan ngetutake pola iki? Sampeyan bakal bisa nemtokake jumlah banyu ing uyah iki wulan ngarep, saiki aku bakal mangsuli pitakon pisanan. Cara sing bisa ndeleng owah-owahan massa zat kanthi suhu sing tambah diarani analisis thermogravimetric. Zat tes diselehake ing palet, sing diarani keseimbangan termal, lan digawe panas, maca owah-owahan bobot.
Mesthi, dina iki thermobalance ngrekam data dhewe, ing wektu sing padha nggambar grafik sing cocog (7). Bentuk kurva grafik nuduhake ing suhu apa "soko" kelakon, contone, zat molah malih dirilis saka senyawa (mundhut bobot) utawa digabungake karo gas ing udhara (banjur massa mundhak). Owah-owahan ing massa ngidini sampeyan nemtokake apa lan ing jumlah apa wis suda utawa tambah.
7. Grafik kurva termogravimetri saka kristal tembaga(II) sulfat.
Dihidrasi CuSO4 warnane meh padha karo larutan banyu. Iki dudu kebetulan. Cu ion ing solusi2+ diubengi dening enem molekul banyu, lan ing kristal - papat, dumunung ing sudhut alun, kang tengah. Ndhuwur lan ngisor ion logam ana anion sulfat, sing saben-saben "nglayani" rong kation jejer (dadi stoikiometri bener). Nanging ing ngendi molekul banyu kaping lima? Dumunung ing antarane siji ion sulfat lan molekul banyu ing sabuk sing ngubengi ion tembaga (II).
Lan maneh, maca sing kepengin weruh bakal takon: kepiye sampeyan ngerti iki? Wektu iki saka gambar kristal dijupuk dening irradiating karo sinar-X. Nanging, njelasake kenapa senyawa anhidrat putih lan senyawa terhidrasi biru minangka kimia canggih. Wis wayahe dheweke sinau.
Deleng uga:
