КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ СОЛЕЙ ИЗ РАСТВОРОВ

Лабораторная работа №1

Цель работы: изучить процесс кристаллизации из раствора соли.

Оборудование и материалы: для проведения работы необходимо иметь биологический микроскоп; соли Pb(NO3)2, К2Сr2О7, NH4Cl, NaCl; пробирки; спиртовку; пипетку; циркуль и линейку.

Кристаллизация солей из растворов

Одной из важнейших химических операций является выделение осадков солей из их растворов. Процесс выделения из жидкого раствора твердой фазы (осадка) называется осаждением.

Рис. 1. Строение затверде- вающей капли раствора соли KH₄Cl

По внешнему виду осадки могут быть очень разнообразными: творожистые (AgCl), студенистые (Al(OH)₃), хлопьевидные (As₂S₃), желатинообразные (H₂SiO₃) и т.п. Однако классификация осадков по их внешнему виду не научна и носит случайный характер, так как одно и то же вещество в зависимости от условий осаждения может образовывать осадки различного вида.

Все осадки разделяют по их структуре на два типа: кристаллические и аморфные. Кристаллическая структура осадков внешне отличается от аморфной тем, что каждое кристаллическое соединение выпадает, как правило, в определенной присущей ему кристаллической форме, хорошо различимой под микроскопом. Форма крупных кристаллов видна даже невооруженным глазом. При дроблении кристаллов осколки сохраняют ту же структуру.

Внутренняя структура кристаллов характеризуется тем, что молекулы или атомы данного соединения расположены в определенном порядке и образуют кристаллическую решетку.

Кристаллические осадки в процессе их образования сравнительно быстро оседают и легко отделяются при фильтровании.

Осадки аморфной структуры не обнаруживают под микроскопом частиц определенной формы, так как при аморфном строении вещества его молекулы расположены беспорядочно и не образуют кристаллической решетки. Аморфные осадки трудно поддаются отделению и промыванию.

Процесс кристаллизации соли. Так же, как и при затвердевании металлического слитка, в процессе кристаллизации капли раствора соли наблюдаются три структурные зоны (рис.1). Зона 1 состоит из тонкого слоя мелких дендритов, образующихся у краев капли. Зона 2 характеризуется образованием крупных удлиненных дендритов. Зона 3 состоит из дендритов, имеющих различную ориентировку.

Биологический микроскоп

Оптическая схема биологического микроскопа. Лучи 1 (рис. 2) от естественного или искусственного источника света, отразившись от зеркала 2, проходят через рассматриваемый объект 3 (в данной работе каплю раствора соли), помещенный на плоское стекло 4, затем через объектив 5 и через окуляр 6 попадают в глаз наблюдателя.

Конструкция биологического микроскопа. Плита 1 микро-

скопа (рис. 3) соединена с колонкой 3 шарниром 2, что позволяет наклонять верхнюю часть микроскопа для более удобного наблюдения при работе сидя. Тубус 7, в верхнюю часть которого вставляют окуляр 6, а в нижнюю ввинчивают объектив 8,

может передвигаться вверх и вниз вращением винта 5. Для точной наводки на фокус служит микрометрический винт 4. На предметный столик 9 помещают плоское стекло 10 с исследуемым объектом. В нижней части микроскопа установлено зеркало 11.

Задание

1. Изучить устройство биологического микроскопа и работу на нем.

2. Начертить и описать оптическую схему биологического микроскопа.

3. Просмотреть на биологическом микроскопе процесс кристаллизации капли раствора соли.

4. Описать процесс кристаллизации соли.

5. Зарисовать строение затвердевающей капли раствора соли с соответствующими пояснениями.

6. Написать отчет по работе в соответствии с п.п. 2, 4 и 5 задания.

Приготовление раствора соли.

Для получения пересыщенного раствора одну из солей ратуре 70-80 °С. В работе используют горячий раствор соли.

Подготовка и наблюдение процесса кристаллизации

Из раствора соли на биологическом микроскопе

1. В верхнюю часть тубуса 7 (см. рис. 3) установить окуляр 6, а в нижнюю – объектив 8. Увеличение не должно быть более 100. 2. Зеркало 11 микроскопа направить в сторону естественного или искусственного… 3. Вращением зеркала 11, смотря при этом одним глазом в окуляр 6, достичь нормального прохождения световых лучей…

Контрольные вопросы

1. Что называется осаждением?

2. На какие типы делятся осадки?

3. Из каких зон состоит закристаллизовавшаяся соль?

Лабораторная работа №2

МАКРОСКОПИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИКВАЦИИ СЕРЫ ПО СЕЧЕНИЮ

Лабораторная работа №3

МИКРОСТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ (МИКРОАНАЛИЗ)

Оптическая система и увеличение микроскопа

также несколько корректирующих линз, предназначенных для устранения нежелательных эффектов - хроматической и сферической аберраций, возникающих при… Хроматическая аберрация обусловлена неодинаковым преломлением в линзе лучей… Сферическая аберрация обусловлена различным преломлением лучей по краям линзы и в ее центре, и поэтому лучи не…

Осветительная система микроскопа

Большинство исследований на оптических микроскопах проводятся с помощью светлопольного освещения. Если есть необходимость дополнительного повышения… При косом освещении изображение создается в основном косыми лучами, не… При темнопольном освещении свет не проходит через

Лабораторная работа №4

ТВЕРДОСТЬ МЕТАЛЛОВ

Цель работы: изучить метод определения твердости по Роквеллу. Оборудование и материалы: прибор ТК-2, образцы черных и цветных металлов.

Задание

1. Изучить теоретическую часть работы.

2. Изучить принцип работы прибора ТК-2.

3. Произвести измерение твердости на приборе ТК-2.

Содержание отчета

1. Основные теоретические сведения о методах испытания твердости и схемы измерения твердости.

2. Условия и результаты измерения твердости на приборе ТК-2.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается принцип измерения твердости?

2. Расскажите об устройстве прибора твердости ТК-2.

3. Как измеряется твердость по методу Роквелла?

4. Расскажите о методике измерения твердости по Роквеллу по шкалам А, В, С.

Лабораторная работа №5

ИСПЫТАНИЕ НА РАСТЯЖЕНИЕ

Задание

1.Изучить порядок подготовки образца для испытания на растяжение; устройство разрывной испытательной машины; порядок проведения испытания.

2. Провести испытание на растяжение образцов стали.

3. Изучить методику определения по диаграмме растяжения, автоматически вычерченной на машине при испытании, нагрузок пределов пропорциональности и текучести; методику определения удлинения и сужения.

4. Определить предел пропорциональности s_пц, предел текучести – физический s_т или условный s_0,2, предел прочности s_в, относительное удлинение d и относительное сужение y.

5. Написать отчет по работе.

Цель работы

Ознакомиться с проведением испытания на растяжение и определением показателей прочности и пластичности.

Приборы, материалы и инструмент

Для проведения работы необходимо иметь разрывную испытательную машину, образцы для испытания на растяжение; штангенциркуль; микрометр 0-25 мм; линейку с делениями; бумагу для записи диаграммы.

Подготовка образцов для испытания

или плоские образцы. По ГОСТ 1497 – 73 рекомендуется применять цилиндрические образцы диаметром 3 мм и более и плоские толщиной 0,5 мм и более. На рабочей части образцов не должно быть следов механической обработки, забоин… Чтобы после испытания определить удлинение, измеряют начальную расчетную длину l0 образца с точностью до 0,1 мм.…

Методика определения по диаграмме растяжения предела пропорциональности, предела прочности и текучести

Рис. 1. Диаграмма растяжения мягкой стали

Методика определения удлинения

И поперечного сужения

Определение удлинения. Для определения длины расчетной части образца после разрыва lк обе части образца после разрыва плотно прикладывают одну к…

Контрольные вопросы

1. Что является пределом пропорциональности?

2. Что принимается в качестве условного предела текучести?

3. Как определяется условный предел текучести?

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Богомолова Н.А. Практическая металлография. М.: Высшая школа, 1987, 283 с.

2. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение. М.: Металлургия, 1984, 383 с.

3. Геллер Ю.А., Рахштадт А.Г. Материаловедение (методы анализа, лабораторные работы и задачи). М.: Металлургия, 1984. с. 137-147.

4. Григорович В.К. Твердость и микротвердость металлов. М.: Наука, 1976. 230 с.