2 Экспериментальная часть

В качестве неизвестной соли будет использована соль в виде так называемого кристаллогидрата - химического соединения, содержащего в твердом состоянии кристаллизационную воду. Например, – пентагидрат сульфата меди (II). Известно, что кристаллогидраты при нагревании теряют кристаллизационную воду, переходя в безводные соли, например

Пользуясь этим, можно определить процентное содержание воды в кристаллогидрате, а отсюда, зная формулу безводной соли, рассчитать число молекул кристаллизационной воды, присоединяющихся к одной молекуле безводной соли.

Для работы берут кристаллогидрат одной из следующих солей: CuCl₂; CuSO₄; NiSO₄; Na₂CO₃; CaCO₃. Получив соль у преподавателя, и установив ее химический состав, приступают к определению количественного состава соли.

1) Для определения массового состава кристаллогидрата на предварительно выверенных технохимических весах взвешивают с точностью до 0,01 г тигель.

2) Затем, взяв его тигельными щипцами, ставят тигель на электрическую плитку для прокаливания. Через 10-15 мин тигель переносят в эксикатор.

Эксикатор служит для охлаждения предметов в атмосфере, лишенной влаги. В нижней части эксикатора находятся вещества, поглощающие влагу (конц. H₂SO₄; CaCl₂; P₂O₅ и т.д.).

3) После первого взвешивания необходимо повторить прокаливание тигля в течение 3-5 мин (брать тигель только щипцами!) и после охлаждения тигля в эксикаторе снова его взвесить.

Если результаты первого и второго взвешиваний совпадают, считается, что тигель прокалён до «постоянной массы».

В случае расхождения данных первого и второго взвешивания прокаливание повторяют еще раз. Так поступают до тех пор, пока два раза не будет получен одинаковый результат. Описанный здесь прием – проведение обработки до постоянной массы, находит широкое применение в самых различных химических исследованиях.

4) Следующий этап работы заключается в том, что в прокаленный тигель аккуратно и осторожно (не просыпая мимо!) насыпают около 2,00 г кристаллогидрата (примерно).

5) Взвешивают на весах с точностью до 0,01 г и ставят тигель с исследуемым веществом для прокаливания сначала на край, а затем по мере прокаливания, передвигают на середину электрической плитки. По мере удаления влаги цвет кристаллогидрата будет изменяться. Изменение цвета необходимо отметить в рабочей тетради.

Прокаливание проводится до тех пор, пока цвет соли не станет однородным.

6) После этого тигель охлаждается в эксикаторе и взвешивается. Операцию прокаливания и взвешивания проводят до «постоянной массы» по методике, описанной выше. Результаты взвешивания записывают в таблицу 1.

Таблица 1 – Результаты экспериментальных данных

№ п/п	Масса, г					Цвет
№ п/п	тигля	тигля с солью	соли в виде кристаллогидрата	безводной соли	воды	Цвет
Первое взвешивание	25,97	28,40	2,43	–	–	зеленый
Второе взвешивание	25,97	27,31	–	1,34	1,09	коричневый, ближе к желтому
Третье взвешивание	–	27,31	–	1,34	1,09	светло-желтый

По окончании опыта (достижения постоянной массы) проводят необходимые расчеты и находят формулу кристаллогидрата. Для установления формулы кристаллогидрата поступают следующим образом.

Пример. Требуется определить формулу кристаллогидрата сульфата никеля.

Решение . 1) Записываем формулу кристаллогидрата в следующем виде:

Составляем уравнение:

где – масса безводного сульфата никеля, г;

– масса испарившейся воды, г;

– молекулярные массы соединений.

3) В уравнение подставляем значения массы безводной соли и массы воды из таблицы 1 и рассчитываем значения x и y:

Для получения целых чисел делим оба значения на наименьшее, т.е. на 0,0087, и получаем

4) Полученную формулу кристаллогидрата записываем в виде .

Для расчета погрешности эксперимента полученное значение сравниваем с истинной формулой кристаллогидрата (даётся преподавателем) в соответствии с формулой

 = ,