Лабораторная работа №2, страница 22 - гдз по химии 7 класс учебник Оспанова, Аухадиева

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Очистка загрязненной поваренной соли

Реактивы: смесь поваренной соли и речного песка, вода.

Химическая посуда и лабораторное оборудование: химический стакан, штатив, стеклянная палочка, воронка, фильтровальная бумага, коническая колба, спиртовка, фарфоровая чашка, асбестовая сетка, щипцы.

Техника безопасности. Требуется соблюдение правил работы с нагревательными приборами.

Ход работы:

1. Растворение загрязненной поваренной соли (смесь соли с речным песком). В стакан с загрязненной солью налейте примерно 20 мл воды. Чтобы ускорить растворение, содержимое стакана перемешайте стеклянной палочкой (осторожно, не касаясь стенок стакана). Если при этом соль не растворится, добавляйте понемногу воду до тех пор, пока соль не растворится.

2. Фильтрование раствора. Для изготовления фильтра листок фильтровальной бумаги шириной в два раза больше диаметра воронки дважды сложите пополам, примерьте к воронке и отрежьте по дуге так, чтобы край бумаги был на 0,5 см ниже края воронки. Раскрытый фильтр поместите в воронку и смочите водой, расправьте его, чтобы он плотно примыкал к воронке. Воронку вставьте в кольцо штатива или в коническую колбу. Конец ее должен касаться внутренней стенки стакана (конической колбы), в котором собирается отфильтрованный раствор. Мутный раствор налейте на фильтр по стеклянной палочке. В стакан стечет прозрачный фильтрат (рис. 3).

3. Выпаривание раствора. Полученный фильтрат вылейте в фарфоровую чашку и поставьте ее на кольцо штатива. Нагревайте в пламени спиртовки, периодически перемешивая фильтрат до полного испарения воды (рис. 4). Полученную соль сравните с исходной, сделайте вывод.

1. Растворение загрязненной поваренной соли (смесь соли с речным песком).

Данный этап основан на различии в физических свойствах компонентов смеси — их растворимости в воде. Поваренная соль, хлорид натрия ($NaCl$), является ионным соединением, которое хорошо растворяется в полярном растворителе, каким является вода ($H_2O$). При растворении молекулы воды окружают ионы $Na^+$ и $Cl^-$, разрушая кристаллическую решетку соли. Речной песок, состоящий в основном из диоксида кремния ($SiO_2$), имеет атомную кристаллическую решетку и в воде нерастворим. Перемешивание стеклянной палочкой ускоряет процесс растворения соли за счет увеличения поверхности контакта твердого вещества с растворителем. Таким образом, после этого этапа соль переходит в жидкую фазу (в составе раствора), а песок остается в твердой фазе.

Ответ: Цель этапа — перевести один из компонентов смеси (поваренную соль) в растворенное состояние, используя свойство избирательной растворимости, в то время как другой компонент (речной песок) остается в виде твердых частиц. Это подготавливает смесь к следующему этапу разделения.

2. Фильтрование раствора.

Фильтрование — это механический метод разделения гетерогенных смесей, состоящих из жидкости и нерастворимого в ней твердого вещества. В данном случае, это водный раствор соли и твердые частицы песка. Смесь пропускают через пористый материал — фильтровальную бумагу. Поры бумаги достаточно малы, чтобы задержать частицы песка, но достаточно велики, чтобы пропустить молекулы воды и гидратированные ионы соли. Прошедшая через фильтр прозрачная жидкость называется фильтратом (это чистый раствор соли), а оставшееся на фильтре твердое вещество — осадком (это речной песок). Указание смачивать фильтр и обеспечивать контакт кончика воронки со стенкой колбы-приемника направлены на повышение эффективности и аккуратности процесса: смоченный фильтр плотнее прилегает к воронке, а стекание по стенке предотвращает разбрызгивание фильтрата.

Ответ: На этом этапе происходит физическое отделение нерастворимого речного песка от водного раствора соли. В результате получают две разделенные фракции: осадок (песок) на фильтре и фильтрат (раствор соли) в колбе.

3. Выпаривание раствора.

Выпаривание — это метод разделения гомогенных смесей (растворов), основанный на различии температур кипения компонентов. В данном случае разделяют растворитель (воду) и растворенное вещество (соль). Вода имеет температуру кипения $100o C$ при нормальном давлении, в то время как температура плавления поваренной соли составляет $801o C$, а кипения — $1413o C$. При нагревании раствора на спиртовке вода испаряется (превращается в пар), а нелетучая соль остается в фарфоровой чашке. По мере испарения воды концентрация соли в оставшемся растворе растет, и в итоге, после полного испарения воды, соль кристаллизуется, образуя твердый остаток. Сравнивая полученные белые кристаллы соли с исходной сероватой смесью с песком, можно сделать вывод об успешности очистки. Таким образом, последовательность методов, основанных на различных физических свойствах (растворимость, размер частиц, температура кипения), позволяет эффективно разделять смеси.

Ответ: Цель этапа — выделить растворенную соль из воды путем ее испарения. В результате в фарфоровой чашке остается чистая кристаллическая поваренная соль, отделенная как от песка, так и от воды.