Нымдуу мамиле - 1-бөлүк

Органикалык эмес бирикмелер, адатта, нымдуулук менен байланышпайт, ал эми органикалык бирикмелер тескерисинче. Анткени, биринчиси кургак тектер, экинчиси суудагы тирүү организмдерден келип чыккан. Бирок, кеңири жайылган бирикмелердин реалдуулук менен эч кандай байланышы жок. Бул учурда, ал окшош: суу таштан сыгып, ал эми органикалык бирикмелер абдан кургак болушу мүмкүн.

Суу жер бетинде бардык жерде кездешүүчү зат жана анын башка химиялык кошулмаларда да кездешүүсү таң калыштуу эмес. Кээде алар менен эркин байланышып, алардын ичине камалып, жашыруун түрдө көрүнөт же кристаллдардын түзүмүн ачык түзөт.

Биринчи нерселер биринчи. Башында…

...ным

Көптөгөн химиялык кошулмалар айлана-чөйрөдөн сууну өзүнө сиңирип алышат - мисалы, ашкананын буулуу жана нымдуу атмосферасында көбүнчө биригип турган белгилүү аш тузу. Мындай заттар гигроскопиялык жана алар алып келген нымдуулук гигроскопиялык суу. Бирок, ашкана тузу суу буусун байланыштыруу үчүн жетиштүү жогорку салыштырмалуу нымдуулукту талап кылат (кутучаны караңыз: абада канча суу бар?). Ошол эле учурда чөлдө айлана-чөйрөдөн сууну сиңире турган заттар бар.

Абада канча суу бар?

абсолюттук нымдуулук берилген температурада абанын бирдик көлөмүндө камтылган суу буусунун өлчөмү болуп саналат. Мисалы, 0°С 1 м³ Абада максималдуу (конденсация болбошу үчүн) болжол менен 5 г суу болушу мүмкүн, 20 ° C - 17 г суу жана 40 ° C - 50 г. Жылуу ашканада же даараткана, ошондуктан бул абдан нымдуу.

салыштырмалуу нымдуулук абанын көлөмүнүн бирдигине суунун буусунун өлчөмүнүн берилген температурадагы максималдуу өлчөмүнө болгон катышы (процент менен көрсөтүлөт).

Кийинки эксперимент натрий NaOH же калий гидроксиди KOH талап кылат. Комплекстүү таблетканы (алар сатылгандай) саат айнегине коюп, абада бир азга калтырыңыз. Көп өтпөй сиз лосенж суюктуктун тамчылары менен капталып, андан кийин жайылып баштаганын байкайсыз. Бул NaOH же KOH гигроскопиялык таасири. Үлгүлөрдү үйдүн ар кайсы бөлмөлөрүнө жайгаштыруу менен бул жерлердин салыштырмалуу нымдуулугун салыштырууга болот (1).

1. Саат айнегиндеги NaOH тундурмасы (солдо) жана ошол эле чөкмө абада бир нече сааттан кийин (оңдо).

2. Силикон гели бар лабораториялык эксикатор (сүрөт: Wikimedia/Hgrobe)

Заттын нымдуулугунун проблемасын алар гана эмес, химиктер чечет. Гигроскопиялык суу бул химиялык кошулма менен жагымсыз булгануу жана анын мазмуну, андан тышкары, туруксуз. Бул факт реакцияга керектелүүчү реагенттин өлчөмүн өлчөөнү кыйындатат. Чечим, албетте, затты кургатуу болуп саналат. Өнөр жайлык масштабда бул жылытылган камераларда, башкача айтканда, үй мешинин чоңойтулган версиясында болот.

Лабораторияларда электр кургаткычтардан тышкары (кайрадан мештер) exykatory (ошондой эле кургатылган реагенттерди сактоо үчүн). Бул айнек идиштер, бекем жабылган, түбүндө өтө гигроскопиялык зат бар (2). Анын милдети кургатылган кошулмадагы нымдуулукту сиңирип алуу жана эксикатордун ичиндеги нымдуулукту төмөн кармап туруу болуп саналат.

Кургаткычтардын мисалдары: Суусуз CaCl туздары.₂ I MgSO₄, фосфор (V) оксиддери П₄O₁₀ жана кальций СаО жана силикагель (силикагель). Акыркысын өнөр жай жана тамак-аш таңгактарына салынган кургаткыч баштыктар түрүндө да таба аласыз (3).

3. Тамак-аш жана өнөр жай продукцияларын нымдуулуктан коргоо үчүн силикон гели.

Көптөгөн нымдандыргычтар өтө көп сууну сиңирип алса, аларды кайра калыбына келтирүүгө болот - жөн гана жылытыңыз.

Ошондой эле химиялык булгануу бар. бөтөлкөдөгү суу. Ал кристаллдарга алардын тез өсүү учурунда кирип, катуу зат менен курчалган кристалл пайда болгон эритме менен толтурулган боштуктарды түзөт. Сиз кристаллдагы суюк көбүкчөлөрдөн кошулманы эритип, кайра кристаллдаштыруу аркылуу арылта аласыз, бирок бул жолу кристаллдын өсүшүн жайлаткан шарттарда. Ошондо молекулалар эч кандай боштук калтырбай, кристалл торчосуна “тыкан” жайгашат.

жашыруун суу

Кээ бир кошулмаларда суу жашыруун түрдө болот, бирок химик алардан аны бөлүп ала алат. Сиз туура шарттарда каалаган кычкылтек-сутек кошулмасынан сууну чыгарасыз деп божомолдоого болот. Сиз аны ысытуу аркылуу же сууну күчтүү сиңирген башка заттын аракети менен суудан баш тартасыз. Мындай мамиледе суу конституциялык суу. Химиялык кургатуу ыкмаларын тең колдонуп көрүңүз.

4. Химиялык заттар суусузданганда пробиркада суу буусу конденсацияланат.

Пробиркага бир аз сода куюп, б.а. натрий гидрокарбонаты NaHCO.₃. Сиз аны азык-түлүк дүкөнүнөн ала аласыз жана ал, мисалы, ашканада колдонулат. бышыруу үчүн ачытуучу агент катары (бирок башка көптөгөн максаттары бар).

Пробирканы оттуктун жалынына болжол менен 45° бурч кылып, чыгуу тешиги сизге каратып кой. Бул лабораториялык гигиена жана коопсуздук принциптеринин бири – пробиркадан ысытылган зат капыстан чыгып кеткенде өзүңүздү ушинтип коргойсуз.

Жылытуу сөзсүз түрдө күчтүү эмес, реакция 60 ° C температурада башталат (метил спиртин күйгүзүүчү же шам жетиштүү). Идиштин үстү жагына көз салыңыз. Эгерде түтүк жетиштүү узун болсо, суюктуктун тамчылары чыгуучу жерге (4) чогула баштайт. Эгерде сиз аларды көрбөсөңүз, пробирканын чыга турган жеринин үстүнө муздак саат стаканын коюңуз – анда тамак содасы ыдыраганда бөлүнүп чыккан суу буусу конденсацияланат (жебенин үстүндөгү D белгиси заттын ысыгандыгын билдирет):

5. Айнектен кара түтүк чыгат.

Экинчи газ түрүндөгү продуктуну, көмүр кычкыл газын акиташ суусу аркылуу аныктоого болот, б.а. каныккан чечим кальций гидроксиди Sa (ON)₂. Кальций карбонатынын тумшугунан улам анын булганышы СО бар экенин көрсөтүп турат.₂. Багеткага эритмеден бир тамчы алып, пробирканын учуна коюу жетиштүү. Эгер сизде кальций гидроксиди жок болсо, анда сууда эрүүчү кальций тузунун эритмесине NaOH эритмесин кошуп, акиташ суусун жасаңыз.

Кийинки экспериментте сиз кийинки ашкана реактивин - кадимки кантты, башкача айтканда, сахарозаны С колдоносуз.₁₂H2₂O₁₁. Ошондой эле күкүрт кислотасынын Н концентрацияланган эритмеси керек болот₂SO₄.

Мен дароо бул коркунучтуу реагент менен иштөө эрежелерин эскертем: резина колкап жана көз айнек талап кылынат, ал эми эксперимент желим лоток же полиэтилен пленкасында жүргүзүлөт.

Кичинекей стаканга кантты идишке толтурулгандын жарымына барабар куябыз. Эми куюлган канттын жарымына барабар көлөмдө күкүрт кислотасынын эритмесин куябыз. Кислота көлөмү боюнча бирдей бөлүштүрүлүшү үчүн мазмунун айнек таякча менен аралаштырыңыз. Бир азга чейин эч нерсе болбойт, бирок күтүлбөгөн жерден кант карарып, анан карарып, акыры идиштен «кете» баштайт.

Айнектен ак кантка окшобой калган тешиктүү кара масса факирлердин себетинен жыландай сойлоп чыгат. Баардык нерсе жылыйт, суу буусунун булуттары көрүнүп, атүгүл ышкырык угулат (бул да жаракалардан чыккан суу буусу).

Тажрыйба жагымдуу, деп аталган категориядан. химиялык шлангдар (5). Н концентрацияланган эритменин гигроскопиялуулугу байкалган эффекттерге жооп берет.₂SO₄. Ал ушунчалык чоң болгондуктан, эритмеге башка заттардан суу кирет, бул учурда сахароза:

Канттын дегидратациясынын калдыктары суу буусу менен каныккан (концентрацияланган Н.₂SO₄ суу менен көп жылуулук бөлүнүп чыгат), бул алардын көлөмүн жана айнектен массаны көтөрүү эффектин олуттуу көбөйтүүгө алып келет.

Кристаллга камалган

6. Пробиркада кристаллдык жез сульфатын (II) ысытуу. Кошумчанын жарым-жартылай суусузданышы көрүнүп турат.

Ал эми химиялык заттардын курамындагы суунун дагы бир түрү. Бул жолу ал ачык көрүнүп турат (конституциялык суудан айырмаланып), анын көлөмү катуу аныкталган (гигроскопиялык суудагыдай өз алдынча эмес). Бул кристаллдашуу суусукристаллдарга эмне түс берет - алар алынып салынганда аморфтук порошок болуп ыдырайт (сен аны экспериментте көрөсүң, химикке ылайыктуу).

Гидратталган жездин (II) сульфат CuSO нун көк кристаллдарына кампа₄×5с₂О, эң популярдуу лабораториялык реактивдердин бири. Пробиркага же бууланткычка бир аз өлчөмдө майда кристаллдарды куюңуз (экинчи ыкма жакшыраак, бирок кошулма аз өлчөмдө болсо, пробирканы да колдонсо болот; бир айда көбүрөөк). Отургычтын жалынын үстүнө акырын ысыта баштаңыз (денатуратталган спирт шамы жетиштүү болот).

Түтүктү бат-баттан чайкап туруңуз, же багетаны штатив туткасына орнотулган бууланткычта аралаштырыңыз (айнектен эңкейбеңиз). Температура жогорулаган сайын туздун өңү өчө баштайт, акыры дээрлик ак болуп калат. Бул учурда суюктуктун тамчылары пробирканын үстүнкү бөлүгүнө чогулат. Бул туз кристаллдарынан алынган суу (бууландыргычта ысытуу идиштин үстүнө муздак саат стаканын коюу аркылуу сууну ачып берет), ал ошол эле учурда порошок (6) болуп ыдырап кеткен. кошулма суусуздануу этап менен ишке ашат:

Температуранын дагы 650°Сден жогору көтөрүлүшү суусуз туздун ыдырашына алып келет. Ак порошок суусуз CuSO₄ бекем буратылган идишке сактаңыз (ага ным сиңирүүчү баштык салсаңыз болот).

Сиз сурасаңыз болот: суусуздануу теңдемелерде сүрөттөлгөндөй болоорун кайдан билебиз? Же эмне үчүн мамилелер ушул үлгүгө туура келет? Сиз келерки айда бул туздун суунун көлөмүн аныктоонун үстүндө иштейсиз, азыр биринчи суроого жооп берем. Температуранын жогорулашы менен заттын массасынын өзгөрүшүн байкоого боло турган ыкма деп аталат термогравиметриялык анализ. Сыноочу зат поддонго жайгаштырылат, деп аталган жылуулук балансы жана жылытылат, салмагы өзгөрүүлөрдү окуу.

Албетте, бүгүнкү күндө термобаланстар маалыматтарды өздөрү жазып, ошол эле учурда тиешелүү графикти (7) тартышат. Графиктин ийри сызыгынын формасы кандай температурада "бир нерсе" болоорун көрсөтөт, мисалы, кошундудан учуучу зат бөлүнүп чыгат (салмакты жоготот) же ал абадагы газ менен биригет (андан кийин масса көбөйөт). Массанын өзгөрүшү эмненин жана кандай өлчөмдө азайгандыгын же көбөйгөнүн аныктоого мүмкүндүк берет.

7. Кристаллдык жез(II) сульфатынын термогравиметриялык ийри сызыгынын графиги.

Гидратталган CuSO₄ анын суудагы эритмеси менен дээрлик бирдей түскө ээ. Бул кокусунан эле болгон жок. эритмедеги Cu ион₂+ алты суу молекуласы менен курчалган, ал эми кристаллда - төрт, ал борбору болгон аянттын бурчтарында жатат. Металл ионунун үстүндө жана ылдый жагында сульфат аниондору жайгашкан, алардын ар бири эки коңшу катионду «кызмат кылат» (ошондуктан стехиометрия туура). Бирок бешинчи суу молекуласы кайда? Ал сульфат иондорунун бири менен жез (II) ионун курчап турган тилкедеги суу молекуласынын ортосунда жатат.

Жана дагы, кызыккан окурман: муну кайдан билесиз? Бул жолу рентген нурлары менен нурлантуу жолу менен алынган кристаллдардын сүрөттөрүнөн. Бирок, эмне үчүн суусуз кошулма ак, ал эми гидратталган кошулма көк экенин түшүндүрүү өнүккөн химия. Анын окууга убактысы келди.

Ошондой эле, караныз: