Nam munosabatlar - 1-qism

Noorganik birikmalar odatda namlik bilan bog'liq emas, organik birikmalar esa aksincha. Axir, birinchisi quruq jinslar, ikkinchisi esa suvdagi tirik organizmlardan keladi. Biroq, keng tarqalgan birlashmalarning haqiqatga deyarli aloqasi yo'q. Bunday holda, shunga o'xshash: suv toshlardan siqib chiqarilishi mumkin, organik birikmalar esa juda quruq bo'lishi mumkin.

Suv Yerda hamma joyda mavjud bo'lgan moddadir va uni boshqa kimyoviy birikmalarda ham uchratish mumkinligi ajablanarli emas. Ba'zan u ular bilan erkin bog'lanadi, ular ichiga o'raladi, yashirin shaklda namoyon bo'ladi yoki kristallarning tuzilishini ochiq shaklda yaratadi.

Birinchi narsalar. Boshida…

…namlik

Ko'pgina kimyoviy birikmalar atrof-muhitdan suvni o'zlashtirishga moyildirlar - masalan, oshxonaning bug'li va nam atmosferasida tez-tez to'planib turadigan taniqli osh tuzi. Bunday moddalar gigroskopik va ular keltirib chiqaradigan namlikdir gigroskopik suv. Biroq, stol tuzi suv bug'ini bog'lash uchun etarlicha yuqori nisbiy namlikni talab qiladi (qutiga qarang: Havoda qancha suv bor?). Ayni paytda, cho'lda atrof-muhitdan suvni o'ziga singdira oladigan moddalar mavjud.

Havoda qancha suv bor?

Mutlaq namlik - ma'lum bir haroratda havoning birlik hajmidagi suv bug'ining miqdori. Masalan, 0°S da 1 m³ Havoda maksimal (kondensatsiya bo'lmasligi uchun) taxminan 5 g suv, 20 ° C da - taxminan 17 g suv va 40 ° C da - 50 g dan ortiq bo'lishi mumkin.Iliq oshxonada yoki hammom, shuning uchun bu juda nam.

Nisbiy namlik havo hajmining birligiga to'g'ri keladigan suv bug'ining miqdorini ma'lum haroratdagi maksimal miqdorga nisbati (foizda ifodalangan).

Keyingi tajriba uchun natriy NaOH yoki kaliy gidroksid KOH kerak bo'ladi. Murakkab planshetni (ular sotiladi) soat oynasiga qo'ying va bir muddat havoda qoldiring. Tez orada siz pastil suyuqlik tomchilari bilan qoplana boshlaganini va keyin tarqalayotganini sezasiz. Bu NaOH yoki KOH ning gigroskopikligining ta'siri. Namunalarni uyning turli xonalariga joylashtirish orqali siz bu joylarning nisbiy namligini solishtirishingiz mumkin (1).

1. NaOH ning soat oynasida cho'kishi (chapda) va havoda bir necha soatdan keyin bir xil cho'kma (o'ngda).

2. Silikon gelli laboratoriya quritgichi (foto: Wikimedia/Hgrobe)

Kimyogarlar, va nafaqat ular, moddaning namligi muammosini hal qilishadi. Gigroskopik suv bu kimyoviy birikma bilan yoqimsiz ifloslanishdir va uning tarkibi, bundan tashqari, beqaror. Bu fakt reaksiya uchun zarur bo'lgan reaktiv miqdorini tortishni qiyinlashtiradi. Yechim, albatta, moddani quritishdir. Sanoat miqyosida bu isitiladigan kameralarda, ya'ni uy pechining kattalashtirilgan versiyasida sodir bo'ladi.

Laboratoriyalarda elektr quritgichlardan tashqari (yana pechlar) eksklyuziv (shuningdek, allaqachon quritilgan reagentlarni saqlash uchun). Bu shisha idishlar, mahkam yopilgan, pastki qismida yuqori gigroskopik modda mavjud (2). Uning vazifasi quritilgan birikmadan namlikni yutish va eksikator ichidagi namlikni past darajada ushlab turishdir.

Quritish vositalariga misollar: Suvsiz CaCl tuzlari.₂ Men MgSO₄, fosfor (V) oksidlari P₄O₁₀ va kaltsiy CaO va silika jeli (silikagel). Ikkinchisini sanoat va oziq-ovqat qadoqlariga joylashtirilgan qurituvchi paketlar shaklida ham topasiz (3).

3. Oziq-ovqat va sanoat mahsulotlarini namlikdan himoya qilish uchun silikon jel.

Ko'pgina namlagichlar juda ko'p suvni o'zlashtirsa, qayta tiklanishi mumkin - ularni faqat isitib oling.

Kimyoviy ifloslanish ham mavjud. shisha suv. U kristalllarning tez o'sishi vaqtida ularning ichiga kirib boradi va kristall hosil bo'lgan eritma bilan to'ldirilgan bo'shliqlarni hosil qiladi, qattiq jism bilan o'ralgan. Siz kristalldagi suyuqlik pufakchalaridan birikmani eritib, qayta kristallash orqali qutulishingiz mumkin, ammo bu safar kristallning o'sishini sekinlashtiradigan sharoitlarda. Keyin molekulalar hech qanday bo'shliq qoldirmasdan, kristall panjaraga "toza" joylashadi.

yashirin suv

Ba'zi birikmalarda suv yashirin shaklda mavjud, ammo kimyogar uni ulardan ajratib olishga qodir. To'g'ri sharoitlarda siz har qanday kislorod-vodorod birikmasidan suvni chiqarib yuborasiz deb taxmin qilish mumkin. Siz uni isitish orqali yoki suvni kuchli singdiruvchi boshqa moddaning ta'sirida suvdan voz kechishga majbur qilasiz. Bunday munosabatlarda suv konstitutsiyaviy suv. Ikkala kimyoviy suvsizlantirish usulini ham sinab ko'ring.

4. Kimyoviy moddalar suvsizlanganda probirkada suv bug'i kondensatsiyalanadi.

Probirkaga ozgina pishirish soda tushiring, ya'ni. natriy bikarbonat NaHCOXNUMX.₃. Siz uni oziq-ovqat do'konida olishingiz mumkin va u, masalan, oshxonada ishlatiladi. pishirish uchun xamirturush sifatida (lekin boshqa ko'plab maqsadlarda ham mavjud).

Probirkani yondirgichning alangasiga taxminan 45° burchak ostida, chiqish teshigi sizga qaragan holda joylashtiring. Bu laboratoriya gigienasi va xavfsizligi tamoyillaridan biridir - probirkadan qizdirilgan modda to'satdan chiqib ketganda o'zingizni shunday himoya qilasiz.

Isitish kuchli bo'lishi shart emas, reaktsiya 60 ° C da boshlanadi (metillangan spirt yoki hatto sham kifoya qiladi). Idishning yuqori qismini kuzatib boring. Agar naycha etarlicha uzun bo'lsa, suyuqlik tomchilari chiqish joyida to'plana boshlaydi (4). Agar siz ularni ko'rmasangiz, probirkaning chiqishi ustiga sovuq soat stakanini qo'ying - pishirish soda parchalanishi paytida ajralib chiqadigan suv bug'i uning ustiga kondensatsiyalanadi (strelka ustidagi D belgisi moddaning qizib ketishini bildiradi):

5. Kosadan qora shlang chiqadi.

Ikkinchi gazsimon mahsulot, karbonat angidrid, ohak suvi yordamida aniqlanishi mumkin, ya'ni. to'yingan eritma kaltsiy gidroksidi Sa (ON)₂. Uning kaltsiy karbonatning cho'kishi natijasida hosil bo'lgan loyqaligi CO ning mavjudligidan dalolat beradi.₂. Baget ustidagi eritmadan bir tomchi olib, probirkaning uchiga qo'yish kifoya. Agar sizda kaltsiy gidroksid bo'lmasa, har qanday suvda eriydigan kaltsiy tuzi eritmasiga NaOH eritmasini qo'shib, ohak suvini tayyorlang.

Keyingi tajribada siz navbatdagi oshxona reagentidan foydalanasiz - oddiy shakar, ya'ni saxaroza S.₁₂H2₂O₁₁. Shuningdek, sizga sulfat kislota H ning konsentrlangan eritmasi kerak bo'ladi₂SO₄.

Men darhol sizga ushbu xavfli reagent bilan ishlash qoidalarini eslatib o'taman: rezina qo'lqop va ko'zoynak talab qilinadi va tajriba plastik patnis yoki plastmassa plyonkada amalga oshiriladi.

Idish to'ldirilganining yarmiga teng kichik stakanga shakar tushiring. Endi quyilgan shakarning yarmiga teng miqdorda sulfat kislota eritmasiga quying. Tarkibni shisha tayoq bilan aralashtiring, shunda kislota butun hajm bo'ylab teng taqsimlanadi. Bir muncha vaqt hech narsa sodir bo'lmaydi, lekin to'satdan shakar qorayishni boshlaydi, keyin qora rangga aylanadi va nihoyat, idishni "tark qilishni" boshlaydi.

Oppoq qandga o‘xshamaydigan g‘ovak qora massa stakandan fakirlar savatidan chiqqan ilondek sudralib chiqadi. Hamma narsa isinadi, suv bug'lari bulutlari ko'rinadi va hatto hushtak eshitiladi (bu ham yoriqlardan chiqadigan suv bug'idir).

Tajriba jozibador, deb atalmish toifasidan. kimyoviy shlanglar (5). H ning konsentrlangan eritmasining gigroskopikligi kuzatilgan ta'sirlar uchun javobgardir.₂SO₄. U shunchalik kattaki, suv eritmaga boshqa moddalardan kiradi, bu holda saxaroza:

Shakar suvsizlanishining qoldiqlari suv bug'lari bilan to'yingan (esda tutingki, konsentrlangan H ni aralashtirishda.₂SO₄ suv bilan juda ko'p issiqlik chiqariladi), bu ularning hajmining sezilarli darajada oshishiga va shishadan massani ko'tarish effektiga olib keladi.

Kristalga qamalgan

6. Probirkada kristall mis sulfat (II)ni qizdirish. Murakkabning qisman suvsizlanishi ko'rinadi.

Va kimyoviy moddalar tarkibidagi boshqa turdagi suv. Bu safar u aniq ko'rinadi (konstitutsiyaviy suvdan farqli o'laroq) va uning miqdori qat'iy belgilangan (va gigroskopik suvda bo'lgani kabi, o'zboshimchalik bilan emas). Bu kristallanish suvikristallarga rang beradigan narsa - olib tashlangandan so'ng ular amorf kukunga parchalanadi (siz buni kimyogarga yarasha tajribada ko'rasiz).

Gidratlangan mis (II) sulfat CuSO ning ko'k kristallarini to'plang₄×5ch₂Oh, eng mashhur laboratoriya reagentlaridan biri. Probirka yoki evaporatatorga oz miqdorda mayda kristall quying (ikkinchi usul yaxshi, lekin aralashmaning oz miqdorida probirkadan ham foydalanish mumkin; bu haqda bir oyda ko'proq). Olovli olovda sekin isitishni boshlang (denatüratsiyalangan spirtli chiroq etarli bo'ladi).

Naychani sizdan uzoqroqda tez-tez silkitib turing yoki bagetni tripod tutqichiga o'rnatilgan evaporatatorda aralashtiring (shisha idishlarga egmang). Harorat ko'tarilgach, tuzning rangi so'na boshlaydi, oxir-oqibat u deyarli oq rangga aylanadi. Bunday holda, suyuqlik tomchilari probirkaning yuqori qismida to'planadi. Bu tuz kristallaridan chiqarilgan suvdir (ularni evaporatatorda isitish idishning ustiga sovuq soat stakanini qo'yish orqali suvni ochadi), bu orada kukunga (6) parchalanadi. Murakkabning suvsizlanishi bosqichlarda sodir bo'ladi:

650 ° C dan yuqori haroratning yanada oshishi suvsiz tuzning parchalanishiga olib keladi. Oq kukun suvsiz CuSO₄ mahkam vidalanadigan idishda saqlang (uning ichiga namlikni yutuvchi sumka qo'yishingiz mumkin).

Siz so'rashingiz mumkin: suvsizlanish tenglamalarda tasvirlanganidek sodir bo'lishini qanday bilamiz? Yoki nega munosabatlar bu naqshga amal qiladi? Siz keyingi oyda bu tuzdagi suv miqdorini aniqlash ustida ishlaysiz, endi men birinchi savolga javob beraman. Haroratning oshishi bilan moddaning massasining o'zgarishini kuzatishimiz mumkin bo'lgan usul deyiladi termogravimetrik tahlil. Sinov moddasi issiqlik balansi deb ataladigan taglikka joylashtiriladi va og'irlik o'zgarishlarini o'qigan holda isitiladi.

Albatta, bugungi kunda termobalanslar ma'lumotlarni o'zlari yozib oladilar, shu bilan birga tegishli grafikni (7) chizadilar. Grafikning egri chizig'ining shakli qaysi haroratda "bir narsa" sodir bo'lishini ko'rsatadi, masalan, birikmadan uchuvchi modda ajralib chiqadi (vazn yo'qotish) yoki u havodagi gaz bilan birlashadi (keyin massa ortadi). Massaning o'zgarishi nima va qanday miqdorda kamaygan yoki ko'payganligini aniqlash imkonini beradi.

7. Kristal mis (II) sulfatning termogravimetrik egri chizig'i grafigi.

Gidratlangan CuSO₄ uning suvli eritmasi bilan deyarli bir xil rangga ega. Bu tasodif emas. Eritmadagi Cu ioni₂+ oltita suv molekulasi bilan o'ralgan, kristalda esa - to'rtta, kvadratning burchaklarida, uning markazida joylashgan. Metall ionining tepasida va pastida sulfat anionlari joylashgan bo'lib, ularning har biri ikkita qo'shni kationga "xizmat qiladi" (shuning uchun stoxiometriya to'g'ri). Ammo beshinchi suv molekulasi qayerda? U mis (II) ionini o'rab turgan kamardagi sulfat ionlaridan biri va suv molekulasi o'rtasida joylashgan.

Va yana qiziquvchan o'quvchi so'raydi: buni qanday bilasiz? Bu safar kristallarning rentgen nurlari bilan nurlanishi natijasida olingan tasvirlardan. Biroq, nima uchun suvsiz birikma oq va gidratlangan birikma ko'k ekanligini tushuntirish ilg'or kimyodir. Uning o'qish vaqti keldi.

Shuningdek qarang: