Розчини. Загальні властивості розчинів
Основні теоретичні питання.
Визначення та класифікація розчинів (за фазовим станом, за кількістю розчиненої речовини); компоненти, які утворюють розчин; механізм процесу розчинення; сольвати, гідрати; розчини неелектролітів; формулювання та математичний вираз законів Рауля і Вант-Гоффа. Залежність розчинності речовин від температури.
Мета роботи: дослідити процеси розчинення рідких, твердих, газоподібних речовин. Встановити залежність розчинності речовин від температури. Вивчити зміну температури при розчиненні речовин.
Обладнання і реактиви: кристалічні речовини: йод, NH4NO3 або NaNO3, NaОН та NaСІ; розчини бензолу, спирту, гліцерину; дистильована вода; пробірки, штатив з лапкою, газовий пальник, щипці, термометр.
Хід роботи
Дослід 1. Зміна температури при розчиненні речовин.
У три пробірки налити до 1/3 об’єму дистильованої води і виміряти її температуру. У першу пробірку всипати на кінці шпателю (біля 1 г) кристаликів амоній нітрату, розчинити його при перемішуванні і виміряти температуру. У другу та третю пробірки додати 1-2 шматочки лугу та кристалики кухонної солі відповідно і після розчинення виміряти температуру утворених розчинів.
Записати спостереження. Зробити висновок, якими тепловими ефектами може супроводжуватись процес розчинення.
Дослід 2. Залежність розчинності солей від температури.
Налити у пробірку 0,5 мл розчину плюмбум(ІІ) нітрату і додати кілька крапель розчину калій йодиду. Спостерігати утворення осаду та відмітити його колір. Долити в пробірку дистильовану воду (1/2 об’єму) і обережно нагріти. Коли вся сіль розчиниться, охолодити пробірку під проточною водою. Відмітити утворення кристалів Pbl2 з перенасиченого розчину.
Зробити висновок про залежність розчинності твердих речовин від температури. Дати визначення насиченим і ненасиченим розчинам.
Дослід 3. Утворення сольватів.
Молекулярний йод має фіолетове забарвлення, яке зберігається у неполярних розчинниках. Якщо при розчиненні утворюються сольвати йоду з розчинником, забарвлення змінюється.
У дві пробірки покласти шпателем по кристалику йоду. У першу пробірку налити 1 мл етанолу, у другу – 1 мл бензолу. Перемішати вміст пробірок скляною паличкою. Відмітити забарвлення одержаних розчинів. Зробити висновок, у якій з пробірок утворився сольват йоду.
Дослід 4. Розчинність рідини у воді.
У дві пробірки налити приблизно по 1 мл дистильованої води і обережно додати рівні об’єми: у першу – бензолу, у другу – гліцерину. Відмітити розшарування рідин у пробірках. Перемішати вміст пробірок скляною паличкою і записати спостереження. Зробити висновок про розчинність рідин у воді.
Дослід 5. Розчинність повітря у теплій і холодній воді.
Для досліду взяти штатив з лапкою, ексикатор, велику пробірку. Заповнити ексикатор і пробірку водопровідною водою. Закрити отвір пробірки пальцем, перегорнути її і занурити в ексикатор з водою. Закріпити пробірку лапкою. Обережно нагрівати пробірку вздовж усієї довжини газовим пальником. Відмітити утворення бульбашок газу у верхній частині пробірки і їх рух донизу, а також витіснення води з пробірки. Пояснити спостереження. Зробити висновок про залежність розчинності газів від температури.
Контрольні питання.
1. Пояснити, що називають розчином, розчинником, розчиненою речовиною. Від яких факторів і як залежить розчинність твердих, рідких і газоподібних речовин? Для яких цілей газовані напої перед вживанням охолоджують?
2. 140 г калій дихромату розчинили при 800С у 200 мл води. Після кристалізації при 00С одержали 110 г чистої солі. Який практичний вихід продукту (%)? (За таблицею розчинності у 1 л води при 00С може розчинитись 50 г дихромату.)
3. При розчиненні 8 г нафталіну у 250 г бензолу, температура кипіння останнього підвищилась на 0,640. Визначити молекулярну масу нафталіну. Ебуліоскопічна константа бензолу дорівнює 2,560.
4. При 00С осмотичний тиск розчину цукру С12Н22О11 дорівнює 3,55∙105 Па. Яка маса цукру міститься в 1 л цього розчину? R = 8,314 Дж/К∙моль.
5. При розчиненні 5 г речовини в 200 г води утворюється розчин, який не проводить електричний струм і замерзає при -1,550С. Визначте молярну масу розчиненої речовини. Кріоскопічна константа води дорівнює 1,860.