Yaş münasibətlər - 1 hissə

Qeyri-üzvi birləşmələr adətən nəmlə əlaqəli deyil, üzvi birləşmələr isə əksinədir. Axı, birincilər quru süxurlardır, ikincilər isə suda yaşayan canlı orqanizmlərdən gəlir. Bununla belə, geniş yayılmış birləşmələrin reallıqla heç bir əlaqəsi yoxdur. Bu vəziyyətdə oxşardır: su daşlardan sıxışdırıla bilər və üzvi birləşmələr çox quru ola bilər.

Su Yer üzündə hər yerdə olan bir maddədir və onun digər kimyəvi birləşmələrdə də tapılması təəccüblü deyil. Bəzən o, onlarla sərbəst şəkildə bağlıdır, onların içərisində qapalı olur, gizli formada özünü göstərir və ya açıq şəkildə kristalların quruluşunu qurur.

İlk şeylər. Başlanğıcda…

…nəmlik

Bir çox kimyəvi birləşmələr ətraf mühitdən suyu udmağa meyllidir - məsələn, mətbəxin buxarlı və rütubətli atmosferində tez-tez birləşən məşhur süfrə duzu. Belə maddələr higroskopikdir və onların yaratdığı nəmdir hiqroskopik su. Bununla belə, süfrə duzu su buxarını bağlamaq üçün kifayət qədər yüksək nisbi rütubət tələb edir (qutuya bax: Havada nə qədər su var?). Bu arada, səhrada ətraf mühitdən suyu udmaq qabiliyyətinə malik maddələr var.

Havada nə qədər su var?

Mütləq rütubət müəyyən bir temperaturda havanın vahid həcmində olan su buxarının miqdarıdır. Məsələn, 0 m-də 1°С-də³ Havada maksimum (kondensasiya olmaması üçün) təxminən 5 q su, 20 ° C-də - təxminən 17 q su və 40 ° C-də - 50 q-dan çox ola bilər.İsti mətbəxdə və ya vanna otağı, bu səbəbdən kifayət qədər nəmdir.

Nisbi Rütubət havanın vahid həcminə düşən su buxarının miqdarının verilmiş temperaturda maksimum miqdarına nisbətidir (faizlə ifadə olunur).

Növbəti təcrübə üçün natrium NaOH və ya kalium hidroksid KOH tələb olunacaq. Mürəkkəb tableti (satıldığı kimi) saat şüşəsinə qoyun və bir müddət havada saxlayın. Tezliklə siz pastilin maye damcıları ilə örtülməyə başladığını və sonra yayıldığını görəcəksiniz. Bu, NaOH və ya KOH-un hiqroskopikliyinin təsiridir. Nümunələri evin müxtəlif otaqlarına yerləşdirməklə siz bu yerlərin nisbi rütubətini müqayisə edə bilərsiniz (1).

1. NaOH-un saat şüşəsində çökməsi (solda) və eyni çöküntünün bir neçə saatdan sonra havada (sağda).

2. Silikon gelli laboratoriya desikatoru (foto: Wikimedia/Hgrobe)

Kimyaçılar və təkcə onlar deyil, bir maddənin nəmliyi problemini həll edirlər. Hiqroskopik su kimyəvi birləşmə ilə xoşagəlməz bir çirklənmədir və tərkibi, üstəlik, qeyri-sabitdir. Bu fakt reaksiya üçün lazım olan reagentin miqdarını çəkməyi çətinləşdirir. Həll yolu, əlbəttə ki, maddəni qurutmaqdır. Sənaye miqyasında bu, qızdırılan kameralarda, yəni ev sobasının böyüdülmüş versiyasında olur.

Laboratoriyalarda elektrik quruducularından əlavə (yenə də sobalar) exykatory (həmçinin artıq qurudulmuş reagentlərin saxlanması üçün). Bunlar sıx bağlanmış şüşə qablardır, dibində yüksək hiqroskopik maddə var (2). Onun işi qurudulmuş birləşmədən nəm çəkmək və desikatorun içərisində rütubəti aşağı səviyyədə saxlamaqdır.

Quruducuların nümunələri: Susuz CaCl duzları.₂ Mən MgSO₄, fosfor oksidləri (V) P₄O₁₀ və kalsium CaO və silisium gel (silikagel). Sonuncunu sənaye və qida qablaşdırmasına yerləşdirilən quruducu paketlər şəklində də tapa bilərsiniz (3).

3. Qida və sənaye məhsullarını nəmdən qorumaq üçün silikon gel.

Bir çox nəmləndiricilər həddindən artıq su qəbul edərsə, bərpa oluna bilər - sadəcə onları qızdırın.

Kimyəvi çirklənmə də var. şüşə su. Kristalların sürətli böyüməsi zamanı onların içərisinə nüfuz edir və kristalın əmələ gəldiyi məhlulla dolu boşluqlar yaradır, bərk cisimlə əhatə olunur. Siz birləşməni həll etməklə və yenidən kristallaşdırmaqla kristaldakı maye qabarcıqlardan xilas ola bilərsiniz, lakin bu dəfə kristalın böyüməsini yavaşlatan şəraitdə. Sonra molekullar heç bir boşluq qoymadan kristal qəfəsdə "səliqəli" yerləşəcəklər.

gizli su

Bəzi birləşmələrdə su gizli formada mövcuddur, lakin kimyaçı onu onlardan çıxara bilir. Düzgün şəraitdə istənilən oksigen-hidrogen birləşməsindən su buraxacağınızı güman etmək olar. Siz onu qızdırmaqla və ya suyu güclü şəkildə udan başqa bir maddənin hərəkəti ilə sudan imtina edəcəksiniz. Belə bir əlaqədə su konstitusiya suyu. Hər iki kimyəvi susuzlaşdırma üsulunu sınayın.

4. Kimyəvi maddələr susuzlaşdırıldıqda sınaq borusunda su buxarı kondensasiya olunur.

Test borusuna bir az çörək soda tökün, yəni. natrium bikarbonat NaHCO.₃. Siz onu ərzaq mağazasında əldə edə bilərsiniz və o, məsələn, mətbəxdə istifadə olunur. çörəkçilik üçün mayalandırıcı kimi (lakin bir çox başqa istifadələri də var).

Sınaq borusunu burnerin alovuna təxminən 45° bucaq altında çıxış ağzı sizə baxacaq şəkildə yerləşdirin. Bu, laboratoriya gigiyenasının və təhlükəsizliyinin prinsiplərindən biridir - sınaq borusundan qızdırılan maddənin qəfil buraxılması halında özünüzü belə qoruyursunuz.

İstilik mütləq güclü deyil, reaksiya 60 ° C-də başlayacaq (metil spirti yandırıcı və ya hətta bir şam kifayətdir). Gəminin üst tərəfinə diqqət yetirin. Boru kifayət qədər uzun olarsa, maye damcıları çıxışda (4) yığılmağa başlayacaq. Əgər onları görmürsünüzsə, sınaq borusu çıxışının üstünə soyuq bir saat şüşəsi qoyun - çörək sodasının parçalanması zamanı çıxan su buxarı onun üzərində kondensasiya olunur (oxun üstündəki D simvolu maddənin qızmasını göstərir):

5. Şüşədən qara şlanq çıxır.

İkinci qaz məhsulu, karbon dioksid, əhəng suyu istifadə edərək aşkar edilə bilər, yəni. doymuş məhlul kalsium hidroksid ilə (ON)₂. Kalsium karbonatın çökməsi nəticəsində yaranan bulanıqlığı CO-nun mövcudluğunu göstərir.₂. Bagetin üzərinə məhluldan bir damla götürüb sınaq borusunun ucuna qoymaq kifayətdir. Əgər kalsium hidroksidiniz yoxdursa, hər hansı suda həll olunan kalsium duzu məhluluna NaOH məhlulu əlavə edərək əhəng suyu hazırlayın.

Növbəti təcrübədə növbəti mətbəx reagentindən - adi şəkərdən, yəni saxaroza C-dən istifadə edəcəksiniz.₁₂H2₂O₁₁. Sizə həmçinin sulfat turşusunun H konsentratlı məhluluna ehtiyacınız olacaq₂SO₄.

Dərhal sizə bu təhlükəli reagentlə işləmə qaydalarını xatırladıram: rezin əlcəklər və gözlüklər tələb olunur və təcrübə plastik qabda və ya plastik sarğıda aparılır.

Kiçik bir stəkana qabın doldurulduğu qədər şəkər tökün. İndi tökülmüş şəkərin yarısına bərabər miqdarda sulfat turşusunun bir həllinə tökün. Tərkibini bir şüşə çubuqla qarışdırın ki, turşu bütün həcmdə bərabər paylansın. Bir müddət heç nə baş vermir, amma birdən şəkər qaralmağa başlayır, sonra qara olur və nəhayət, gəmini "tərk etməyə" başlayır.

Artıq ağ şəkərə bənzəməyən məsaməli qara kütlə fakir səbətindən ilan kimi stəkandan sürünərək çıxır. Hər şey istiləşir, su buxarı buludları görünür və hətta bir fısıltı eşidilir (bu da çatlardan qaçan su buxarıdır).

Təcrübə, sözdə kateqoriyadan cəlbedicidir. kimyəvi şlanqlar (5). Konsentratlaşdırılmış H məhlulunun hiqroskopikliyi müşahidə edilən təsirlərdən məsuldur.₂SO₄. O qədər böyükdür ki, su digər maddələrdən məhlula daxil olur, bu halda saxaroza:

Şəkər dehidrasiyasının qalıqları su buxarı ilə doyur (yadda saxlayın ki, konsentrat H₂SO₄ su ilə çox istilik ayrılır), bu, onların həcminin əhəmiyyətli dərəcədə artmasına və kütlənin şüşədən qaldırılmasının təsirinə səbəb olur.

Bir kristalda tələyə salındı

6. Kristal mis sulfatın (II) sınaq borusunda qızdırılması. Qarışığın qismən susuzlaşması görünür.

Və kimyəvi maddələrin tərkibində olan başqa bir su növü. Bu dəfə o, açıq şəkildə görünür (konstitusiya suyundan fərqli olaraq) və onun miqdarı ciddi şəkildə müəyyən edilir (hiqroskopik suda olduğu kimi özbaşına deyil). Bu kristallaşma suyukristallara rəng verən nədir - çıxarıldıqda amorf toz halına gəlirlər (siz bunu eksperimental olaraq görəcəksiniz, kimyaçıya yaraşır).

Nəmlənmiş mis (II) sulfat CuSO-nun mavi kristallarında ehtiyat toplayın₄×5 kanal₂Oh, ən məşhur laboratoriya reagentlərindən biridir. Sınaq borusuna və ya buxarlandırıcıya az miqdarda kiçik kristallar tökün (ikinci üsul daha yaxşıdır, lakin az miqdarda birləşmə halında, bir sınaq borusu da istifadə edilə bilər; bir ay ərzində daha çox). Brülörün alovunu yumşaq bir şəkildə qızdırmağa başlayın (denatürləşdirilmiş spirt lampası kifayət edəcəkdir).

Borunu tez-tez sizdən uzaqda silkələyin və ya bagetini ştativ tutacaqda yerləşdirilmiş buxarlandırıcıda qarışdırın (şüşə qabın üzərinə əyilməyin). Temperatur yüksəldikcə duzun rəngi solmağa başlayır, nəhayət, demək olar ki, ağ olur. Bu zaman maye damcıları sınaq borusunun yuxarı hissəsində toplanır. Bu, duz kristallarından çıxarılan sudur (onları buxarlandırıcıda qızdırmaq, qabın üzərinə soyuq saat şüşəsi qoyaraq suyu aşkar edəcək), bu vaxt toz halında parçalanmışdır (6). Birləşmənin susuzlaşması mərhələlərlə baş verir:

650°C-dən yuxarı temperaturun daha da artması susuz duzun parçalanmasına səbəb olur. Ağ toz susuz CuSO₄ sıx vidalanmış qabda saxlayın (içinə nəm uducu çanta qoya bilərsiniz).

Soruşa bilərsiniz: tənliklərdə təsvir olunduğu kimi susuzlaşdırmanın baş verdiyini necə bilirik? Və ya münasibətlər niyə bu nümunəyə uyğundur? Gələn ay bu duzda suyun miqdarını müəyyənləşdirəcəksiniz, indi birinci suala cavab verim. Artan temperaturla bir maddənin kütləsinin dəyişməsini müşahidə edə biləcəyimiz üsul deyilir termogravimetrik analiz. Test maddəsi, istilik balansı adlanan bir paletə yerləşdirilir və çəki dəyişikliklərini oxuyaraq qızdırılır.

Əlbəttə ki, bu gün termobalanslar məlumatları özləri qeyd edirlər, eyni zamanda müvafiq qrafiki çəkirlər (7). Qrafikin əyrisinin forması hansı temperaturda "nəyinsə" baş verdiyini göstərir, məsələn, birləşmədən uçucu maddə ayrılır (çəki itirir) və ya havada bir qazla birləşir (sonra kütlə artır). Kütlənin dəyişməsi nəyin və hansı miqdarda azaldığını və ya artdığını müəyyən etməyə imkan verir.

7. Kristal mis (II) sulfatın termoqravimetrik əyrisinin qrafiki.

Nəmlənmiş CuSO₄ onun sulu məhlulu ilə demək olar ki, eyni rəngə malikdir. Bu təsadüf deyil. Məhlulda Cu ionu₂+ altı su molekulu ilə, kristalda isə mərkəzi olan kvadratın künclərində yerləşən dörd ilə əhatə olunmuşdur. Metal ionunun üstündə və altında sulfat anionları var, onların hər biri iki qonşu kationa “xidmət edir” (deməli, stoxiometriya düzgündür). Bəs beşinci su molekulu haradadır? O, mis (II) ionunu əhatə edən kəmərdə sulfat ionlarından biri ilə su molekulu arasında yerləşir.

Və yenə də maraqlanan oxucu soruşacaq: bunu haradan bilirsən? Bu dəfə kristalların rentgen şüaları ilə şüalanması nəticəsində əldə edilən təsvirlərdən. Bununla belə, susuz birləşmənin niyə ağ, nəmlənmiş birləşmənin mavi olduğunu izah etmək qabaqcıl kimyadır. Onun təhsil alma vaxtıdır.

Həmçinin baxın: