Marrëdhënia e lagësht - pjesa 1

Komponimet inorganike zakonisht nuk shoqërohen me lagështi, ndërsa përbërjet organike janë anasjelltas. Në fund të fundit, të parët janë shkëmbinj të thatë, dhe të dytët vijnë nga organizma të gjallë ujorë. Megjithatë, shoqatat e përhapura kanë pak të bëjnë me realitetin. Në këtë rast, është e ngjashme: uji mund të shtrydhet nga gurët, dhe përbërjet organike mund të jenë shumë të thata.

Uji është një substancë e përhapur kudo në Tokë dhe nuk është për t'u habitur që mund të gjendet edhe në përbërje të tjera kimike. Ndonjëherë lidhet lirshëm me ta, mbyllet brenda tyre, manifestohet në një formë latente ose haptazi ndërton strukturën e kristaleve.

Gjërat e para në fillim. Ne fillim…

… Lagështi

Shumë komponime kimike priren të thithin ujin nga mjedisi i tyre - për shembull, kripa e njohur e tryezës, e cila shpesh grumbullohet së bashku në atmosferën me avull dhe të lagësht të kuzhinës. Substancat e tilla janë higroskopike dhe lagështia që ato shkaktojnë ujë higroskopik. Megjithatë, kripa e tryezës kërkon një lagështi relative mjaft të lartë (shih kutinë: Sa ujë ka në ajër?) për të lidhur avujt e ujit. Ndërkohë, në shkretëtirë ka substanca që mund të thithin ujin nga mjedisi.

Sa ujë ka në ajër?

Lagështia absolute është sasia e avullit të ujit që përmbahet në një njësi të vëllimit të ajrit në një temperaturë të caktuar. Për shembull, në 0°С në 1 m³ Në ajër mund të ketë një maksimum (në mënyrë që të mos ketë kondensim) prej rreth 5 g ujë, në 20 ° C - rreth 17 g ujë, dhe në 40 ° C - më shumë se 50 g. Në një kuzhinë të ngrohtë ose banjo, prandaj kjo është mjaft e lagësht.

Lageshtia relative është raporti i sasisë së avullit të ujit për njësi vëllimi të ajrit me sasinë maksimale në një temperaturë të caktuar (i shprehur në përqindje).

Eksperimenti tjetër do të kërkojë NaOH natriumi ose hidroksid kaliumi KOH. Vendosni një tabletë të përbërë (siç shiten) në një gotë ore dhe lëreni në ajër për pak kohë. Së shpejti do të vini re se pastileja fillon të mbulohet me pika lëngu dhe më pas të përhapet. Ky është efekti i higroskopisë së NaOH ose KOH. Duke vendosur mostrat në dhoma të ndryshme të shtëpisë, mund të krahasoni lagështinë relative të këtyre vendeve (1).

1. Precipitimi i NaOH në një gotë ore (majtas) dhe precipitimi i njëjtë pas disa orësh në ajër (djathtas).

2. Tharëse laboratorike me xhel silikoni (foto: Wikimedia/Hgrobe)

Kimistët, dhe jo vetëm ata, zgjidhin problemin e përmbajtjes së lagështisë së një lënde. Ujë higroskopik është një kontaminim i pakëndshëm nga një përbërje kimike, dhe përmbajtja e tij, për më tepër, është e paqëndrueshme. Ky fakt e bën të vështirë peshimin e sasisë së reagentit të kërkuar për reaksionin. Zgjidhja, natyrisht, është tharja e substancës. Në një shkallë industriale, kjo ndodh në dhomat e nxehta, domethënë në një version të zgjeruar të një furre shtëpiake.

Në laboratorë, përveç tharëseve elektrike (përsëri, furrat), eksykator (edhe për ruajtjen e reagentëve tashmë të tharë). Këto janë enë qelqi, të mbyllura fort, në fund të të cilave ka një substancë shumë higroskopike (2). Detyra e tij është të thithë lagështinë nga përbërësi i tharë dhe të mbajë të ulët lagështinë brenda tharësit.

Shembuj të tharësve: Kripërat anhydrous CaCl.₂ Unë MgSO₄, oksidet e fosforit (V) P₄O₁₀ dhe kalcium CaO dhe xhel silicë (silica gel). Këtë të fundit do ta gjeni edhe në formën e thaseve tharëse të vendosura në ambalazhe industriale dhe ushqimore (3).

3. Xhel silikoni për të mbrojtur ushqimet dhe produktet industriale nga lagështia.

Shumë dehumidifikues mund të rigjenerohen nëse thithin shumë ujë - thjesht ngrohini.

Ka edhe ndotje kimike. ujë në shishe. Ai depërton në kristale gjatë rritjes së shpejtë të tyre dhe krijon hapësira të mbushura me tretësirën nga e cila është formuar kristali, i rrethuar nga një lëndë e ngurtë. Ju mund të hiqni qafe flluska të lëngshme në kristal duke e tretur përbërjen dhe duke e rikristalizuar atë, por këtë herë në kushte që ngadalësojnë rritjen e kristalit. Pastaj molekulat do të vendosen "mjeshtërisht" në rrjetën kristalore, duke mos lënë boshllëqe.

ujë të fshehur

Në disa përbërje, uji ekziston në një formë latente, por kimisti është në gjendje ta nxjerrë atë prej tyre. Mund të supozohet se do të lëshoni ujë nga çdo përbërës oksigjen-hidrogjen në kushtet e duhura. Ju do ta bëni atë të heqë dorë nga uji duke u ngrohur ose nga veprimi i një lënde tjetër që e përthith fuqishëm ujin. Uji në një marrëdhënie të tillë ujit kushtetues. Provoni të dyja metodat e dehidrimit kimik.

4. Avujt e ujit kondensohen në epruvetën gjatë dehidrimit të kimikateve.

Hidhni pak sodë buke në provëz, d.m.th. bikarbonat natriumi NaHCO.₃. Mund ta merrni në dyqan ushqimor dhe përdoret për shembull në kuzhinë. si një agjent tharëse për pjekje (por ka edhe shumë përdorime të tjera).

Vendoseni epruvetën në flakën e djegësit në një kënd prej afërsisht 45° me hapjen e daljes përballë jush. Ky është një nga parimet e higjienës dhe sigurisë laboratorike - kështu mbroni veten në rast të një lëshimi të papritur të një lënde të nxehtë nga një epruvetë.

Ngrohja nuk është domosdoshmërisht e fortë, reagimi do të fillojë në 60 ° C (mjafton një djegës metili i alkoolit ose edhe një qiri). Mbani një sy në majë të anijes. Nëse tubi është mjaft i gjatë, pikat e lëngut do të fillojnë të mblidhen në dalje (4). Nëse nuk i shihni, vendosni një gotë orë të ftohtë mbi daljen e epruvetës - avulli i ujit i lëshuar gjatë dekompozimit të sodës së bukës kondensohet mbi të (simboli D mbi shigjetën tregon ngrohjen e substancës):

5. Zorra e zezë del nga xhami.

Produkti i dytë i gaztë, dioksidi i karbonit, mund të zbulohet duke përdorur ujin gëlqeror, d.m.th. tretësirë ​​e ngopur hidroksid kalciumi Sa (ON)₂. Turbullira e saj e shkaktuar nga reshjet e karbonatit të kalciumit është tregues i pranisë së CO₂. Mjafton të merrni një pikë të tretësirës në një baguette dhe ta vendosni në fund të epruvetës. Nëse nuk keni hidroksid kalciumi, bëni ujë gëlqereje duke shtuar një zgjidhje NaOH në çdo solucion të kripës së kalciumit të tretshëm në ujë.

Në eksperimentin tjetër, do të përdorni reagentin tjetër të kuzhinës - sheqerin e rregullt, domethënë saharozën C.₁₂H2₂O₁₁. Ju gjithashtu do të keni nevojë për një zgjidhje të koncentruar të acidit sulfurik H₂SO₄.

Ju kujtoj menjëherë rregullat për të punuar me këtë reagent të rrezikshëm: kërkohen doreza gome dhe syze, dhe eksperimenti kryhet në një tabaka plastike ose mbështjellës plastik.

Hidhni sheqer në një gotë të vogël sa gjysma e enës është mbushur. Tani derdhni një zgjidhje të acidit sulfurik në një sasi të barabartë me gjysmën e sheqerit të derdhur. Përziejeni përmbajtjen me një shufër qelqi në mënyrë që acidi të shpërndahet në mënyrë të barabartë në të gjithë vëllimin. Asgjë nuk ndodh për një kohë, por befas sheqeri fillon të errësohet, më pas bëhet i zi dhe në fund fillon të "lërë" enë.

Një masë e zezë poroze, që nuk duket më si sheqeri i bardhë, zvarritet nga gota si një gjarpër nga një shportë fakirësh. E gjithë gjëja ngrohet, retë e avullit të ujit duken dhe madje dëgjohet një fërshëllimë (ky është edhe avulli i ujit që ikën nga të çarat).

Përvoja është tërheqëse, nga kategoria e të ashtuquajturve. zorrë kimike (5). Higroskopia e një solucioni të koncentruar të H është përgjegjëse për efektet e vëzhguara.₂SO₄. Është aq i madh sa uji hyn në tretësirë ​​nga substanca të tjera, në këtë rast saharoza:

Mbetjet e dehidrimit të sheqerit janë të ngopura me avujt e ujit (mos harroni se kur përzieni H të koncentruar₂SO₄ shumë nxehtësi lirohet me ujë), gjë që shkakton një rritje të konsiderueshme të vëllimit të tyre dhe efektin e heqjes së masës nga xhami.

I bllokuar në një kristal

6. Ngrohja e sulfatit kristalor të bakrit (II) në një provëz. Dehidratimi i pjesshëm i përbërjes është i dukshëm.

Dhe një lloj tjetër uji që përmbahet në kimikate. Këtë herë ai shfaqet në mënyrë eksplicite (ndryshe nga uji kushtetues), dhe sasia e tij është e përcaktuar rreptësisht (dhe jo arbitrare, si në rastin e ujit higroskopik). Kjo uji i kristalizimitajo që u jep ngjyrë kristaleve - kur hiqen, ato shpërbëhen në një pluhur amorf (që do ta shihni eksperimentalisht, siç i ka hije një kimisti).

Mblidhni me kristale blu të sulfatit të bakrit (II) të hidratuar CuSO₄× 5 orë₂Oh, një nga reagentët laboratorikë më të njohur. Hidhni një sasi të vogël kristalesh të vogla në një provëz ose avullues (metoda e dytë është më e mirë, por në rastin e një sasie të vogël të përbërjes, mund të përdoret edhe një epruvetë; më shumë për këtë në një muaj). Filloni të ngrohni butësisht mbi flakën e djegësit (një llambë alkooli e denatyruar do të mjaftojë).

Shkundni tubin shpesh larg jush ose përzieni bagetën në avulluesin e vendosur në dorezën e trekëmbëshit (mos u përkulni mbi enët e qelqit). Me rritjen e temperaturës, ngjyra e kripës fillon të zbehet, derisa në fund ajo bëhet pothuajse e bardhë. Në këtë rast, pikat e lëngut mblidhen në pjesën e sipërme të epruvetës. Ky është uji i hequr nga kristalet e kripës (ngrohja e tyre në një avullues do të zbulojë ujin duke vendosur një gotë orë të ftohtë mbi enë), e cila ndërkohë është shpërbërë në një pluhur (6). Dehidratimi i përbërjes ndodh në faza:

Një rritje e mëtejshme e temperaturës mbi 650°C shkakton dekompozimin e kripës anhidër. Pluhur i bardhë anhidrik CuSO₄ ruajeni në një enë të vidhosur fort (mund të vendosni një qese që thith lagështinë në të).

Ju mund të pyesni: si e dimë që dehidrimi ndodh siç përshkruhet nga ekuacionet? Ose pse marrëdhëniet ndjekin këtë model? Ju do të punoni në përcaktimin e sasisë së ujit në këtë kripë muajin tjetër, tani unë do t'i përgjigjem pyetjes së parë. Metoda me të cilën mund të vëzhgojmë ndryshimin e masës së një lënde me rritjen e temperaturës quhet analiza termogravimetrike. Substanca e provës vendoset në një paletë, i ashtuquajturi ekuilibër termik, dhe nxehet, duke lexuar ndryshimet e peshës.

Sigurisht, sot termobalancat regjistrojnë vetë të dhënat, duke nxjerrë në të njëjtën kohë grafikun përkatës (7). Forma e kurbës së grafikut tregon se në cilën temperaturë ndodh "diçka", për shembull, një substancë e paqëndrueshme lirohet nga përbërja (humbje peshe) ose bashkohet me një gaz në ajër (pastaj masa rritet). Ndryshimi në masë ju lejon të përcaktoni se çfarë dhe në çfarë sasie është ulur ose rritur.

7. Grafiku i lakores termogravimetrike të sulfatit kristalor të bakrit(II).

CuSO i hidratuar₄ ka pothuajse të njëjtën ngjyrë me tretësirën ujore të saj. Kjo nuk është rastësi. Jon Cu në tretësirë₂+ është i rrethuar nga gjashtë molekula uji, dhe në kristal - nga katër, të shtrirë në qoshet e sheshit, qendra e të cilit është. Mbi dhe poshtë jonit metalik ndodhen anionet sulfate, secila prej të cilave "shërben" dy katione ngjitur (pra stoikiometria është e saktë). Por ku është molekula e pestë e ujit? Ai shtrihet midis njërit prej joneve sulfate dhe një molekule uji në një rrip që rrethon jonin e bakrit (II).

Dhe përsëri, lexuesi kureshtar do të pyesë: nga e dini këtë? Këtë herë nga imazhet e kristaleve të marra nga rrezatimi i tyre me rreze X. Megjithatë, shpjegimi pse një përbërje anhidër është e bardhë dhe një përbërje e hidratuar është blu është kimi e avancuar. Është koha që ajo të studiojë.

Shih gjithashtu: