Лабораторный опыт №6, страница 105 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Вопросы и задания. §16. Выпаривание и кристаллизация. Глава 2. Экспериментальная работа с веществами - страница 105.

Лабораторный опыт 6

Кристаллизация калийной селитры

Растворите в стакане с горячей (почти кипящей) водой две ложечки калийной селитры, затем охладите раствор, поместив в чашку с холодной водой. Что наблюдаете? Какую форму имеют выделившиеся кристаллы? Вытрите стакан снаружи сухой тряпкой, поставьте его на электроплитку и вновь нагрейте. Перемешивайте раствор стеклянной палочкой. Дождитесь полного растворения кристаллов. Выключите плитку. Не снимая стакан с плитки, дайте ему постепенно охладиться до комнатной температуры. Сравните размер и форму выделившихся кристаллов с кристаллами, полученными при быстром охлаждении.

Этот лабораторный опыт демонстрирует процесс кристаллизации калийной селитры ($KNO_3$) из водного раствора и зависимость размера и формы кристаллов от скорости охлаждения. Растворимость калийной селитры сильно зависит от температуры: она хорошо растворяется в горячей воде и плохо — в холодной.

Растворите в стакане с горячей (почти кипящей) водой две ложечки калийной селитры, затем охладите раствор, поместив в чашку с холодной водой. Что наблюдаете? Какую форму имеют выделившиеся кристаллы?

Решение:
При растворении калийной селитры в горячей воде образуется насыщенный раствор. Когда мы помещаем стакан с этим горячим раствором в холодную воду, происходит быстрое охлаждение. Поскольку растворимость калийной селитры при понижении температуры резко падает, раствор становится пересыщенным. Избыток соли начинает быстро выделяться из раствора в виде твердых кристаллов.

Наблюдается помутнение раствора и быстрое образование большого количества мелких белых кристаллов, которые оседают на дне и стенках стакана. Этот процесс называется кристаллизацией.

При быстром охлаждении образуется множество центров кристаллизации, но у кристаллов мало времени для роста. Поэтому выделившиеся кристаллы калийной селитры будут очень мелкими, игольчатой формы, образуя сплошную массу, похожую на снег или иней. Различить форму отдельных кристаллов невооруженным глазом будет затруднительно.

Ответ: Наблюдается быстрое образование большого количества мелких белых кристаллов. Кристаллы имеют игольчатую форму, но из-за малого размера они выглядят как мелкокристаллический порошок или сплошная масса.

Вытрите стакан снаружи сухой тряпкой, поставьте его на электроплитку и вновь нагрейте. Перемешивайте раствор стеклянной палочкой. Дождитесь полного растворения кристаллов. Выключите плитку. Не снимая стакан с плитки, дайте ему постепенно охладиться до комнатной температуры. Сравните размер и форму выделившихся кристаллов с кристаллами, полученными при быстром охлаждении.

Решение:
При повторном нагревании все выпавшие кристаллы калийной селитры снова растворяются. Когда мы выключаем плитку и оставляем стакан остывать медленно, температура раствора понижается постепенно. В этом случае раствор также становится пересыщенным, но не так резко, как при быстром охлаждении.

При медленном охлаждении образуется гораздо меньше центров кристаллизации. Молекулы вещества успевают присоединяться к уже существующим зародышам кристаллов, обеспечивая их рост. В результате этого процесса образуются более крупные и правильные по форме кристаллы.

При сравнении результатов можно отметить следующее. Во-первых, размер: кристаллы, полученные при медленном охлаждении, будут значительно крупнее кристаллов, полученных при быстром охлаждении. Во-вторых, форма: при медленном охлаждении образуются хорошо сформированные, правильные кристаллы. Для калийной селитры это будут вытянутые призмы или иглы, форма которых будет хорошо различима. В отличие от них, кристаллы, полученные при быстром охлаждении, мелкие и часто сросшиеся в агрегаты.

Ответ: Кристаллы, полученные при медленном охлаждении, значительно крупнее и имеют более правильную и четко выраженную игольчатую или призматическую форму по сравнению с мелкими и сросшимися кристаллами, образовавшимися при быстром охлаждении.