Эксперт

Сергей

Задать вопрос

Мы готовы помочь Вам.

Растворы. Процесс растворения. Растворимость.

1. Тепловые эффекты, вызываемые растворением солей
По данным таблицы 1 постройте кривые растворимости для систем: нитрат аммония ‑ вода, сульфат натрия ‑ вода. На основании анализа графиков сделайте выводы об устойчивости гидратов, предскажите знаки и относительные значения тепловых эффектов (ΔН) растворения NH₄NO₃, Na₂SO₄, Na₂SO₄·10H₂O.
Налейте в пробирку 3‑4 мл воды, измерьте ее температуру и добавьте 2 стеклянные ложечки нитрата аммония. Опустите термометр на дно раствора и по изменению температуры определите знак ΔН_раст. соли. Аналогичные опыты повторите с Na₂SO₄ и Na₂SO₄·10H₂O.
Чем объясняется изменение энтальпии в случае образования раствора? Дайте объяснение различию в тепловых эффектах растворения безводного сульфата натрия и его кристаллогидрата. Почему процесс растворения кристаллогидратов чаще всего сопровождается поглощением тепла?

Таблица 1. Растворимость в воде некоторых солей в зависимости от температуры

2. Влияние температуры на растворимость солей
а) Алюмокалиевые квасцы. В пробирку с 3мл воды поместите 2 г алюмокалиевых квасцов KAl(SO₄)₂ ·12H₂O. Растворяются ли квасцы в этом объеме воды при комнатной температуре (сделайте расчет)? Если нет, то нагрейте содержимое пробирки почти до кипения. Что наблюдается? Дайте раствору остыть. Что происходит при этом?
б) Хлорид натрия. Выполните точно такой же опыт с хлоридом натрия. Но в этом случае горячий прозрачный раствор нужно перелить в другую сухую заранее прогретую пробирку. Что наблюдается при охлаждении раствора? По данным, приведенным в таблице, выполните необходимые расчеты и обоснуйте результаты наблюдений. Почему во втором опыте горячий раствор переливается в новую пробирку?
в) Ацетат кальция. В сухую пробирку налейте 2‑3 мл насыщенного раствора ацетата кальция и нагрейте его, не доводя до кипения. Что наблюдается? Охладите пробирку сначала на воздухе, а затем под струей холодной воды. (Чего следует ожидать, до каких пор следует охлаждать раствор?). (Опыт 2в выполняется демонстрационно).
Пользуясь таблицей 1, постройте графики кривых растворимости в координатах «растворимость ‑ температура». Считая, что ΔН_раст. и ΔS_раст. не зависят от температуры, сделайте выводы о роли энтальпийного и энтропийного факторов в процессах растворения данных солей. (В том числе сравните знаки и абсолютные значения ΔН_раст. и ΔS_раст. солей. В каком случае изменение температуры должно сильней влиять на ΔG_раст.?)

3. Влияние «третьего» вещества на растворимость солей
В две сухие пробирки налейте насыщенный (лучше свежеприготовленный) раствор хлорида натрия и добавьте в одну из них раствор концентрированной соляной кислоты, а в другую – этиловый спирт. Чем можно объяснить эффект «высаливания» в каждом случае?

4. Приготовление пересыщенного раствора
Положите несколько кристаллов Na₂S₂O₃·5H₂O в сухую пробирку и медленно нагрейте. Что происходит? Составьте уравнение протекающей реакции. Закрыв пробирку ватой, дайте ей охладиться до комнатной температуры. После охлаждения пробирку резко встряхните или внесите в раствор маленький кристаллик исходного вещества. Опишите наблюдаемое явление.
Дайте термодинамическое и кинетическое объяснение процессам, инициируемым на последнем этапе опыта.

5. Изменение температуры замерзания и кипения растворов
а) Две пробирки, одна из которых наполовину заполнена дистиллированной водой, а вторая – 10%‑ным раствором хлорида натрия, поместите в стакан с охладительной смесью (лед с поваренной солью). Отметьте температуру замерзания воды и раствора хлорида натрия.
б) Пробирку с дистиллированной водой, закрепленную в штативе, нагрейте до кипения и измерьте температуру кипения воды. Уберите спиртовку и внесите в пробирку 1‑2 ложечки сухого хлорида кальция. Вновь доведите раствор до кипения и измерьте температуру кипения раствора.
Как и почему изменяется температура кипения и замерзания растворов в сравнении с чистым растворителем?