Нойтон харилцаа - 1-р хэсэг

Органик бус нэгдлүүд нь ихэвчлэн чийгтэй холбоогүй байдаг бол органик нэгдлүүд нь эсрэгээрээ байдаг. Эцсийн эцэст, эхнийх нь хуурай чулуулаг, сүүлийнх нь усны амьд организмаас гаралтай. Гэсэн хэдий ч өргөн тархсан холбоод нь бодит байдалтай ямар ч холбоогүй юм. Энэ тохиолдолд энэ нь адилхан: усыг чулуунаас шахаж, органик нэгдлүүд нь маш хуурай байж болно.

Ус бол дэлхий дээр хаа сайгүй байдаг бодис бөгөөд бусад химийн нэгдлүүдэд ч байдаг нь гайхмаар зүйл биш юм. Заримдаа энэ нь тэдэнтэй чөлөөтэй холбогдож, дотор нь баригдаж, далд хэлбэрээр илэрдэг эсвэл талстуудын бүтцийг ил тод үүсгэдэг.

Хамгийн түрүүнд хийх зүйлс. Эхэндээ…

…чийг

Олон тооны химийн нэгдлүүд нь хүрээлэн буй орчноосоо ус шингээх хандлагатай байдаг - жишээлбэл, гал тогооны өрөөний уур, чийглэг уур амьсгалд ихэвчлэн бөөгнөрсөн алдартай ширээний давс. Ийм бодисууд нь гигроскопийн шинж чанартай бөгөөд тэдгээрийн үүсгэдэг чийг гигроскопийн ус. Гэсэн хэдий ч хоолны давс нь усны уурыг холбохын тулд хангалттай өндөр харьцангуй чийгшил шаарддаг (хайрцаг: Агаарт хэр их ус байдаг вэ?) . Үүний зэрэгцээ, элсэн цөлд хүрээлэн буй орчны усыг шингээх чадвартай бодисууд байдаг.

Агаарт хэр их ус байдаг вэ?

Үнэмлэхүй чийгшил өгөгдсөн температурт агаарын нэгж эзэлхүүн дэх усны уурын хэмжээ. Жишээлбэл, 0 м-ийн 1°С-д³ Агаарт хамгийн ихдээ (конденсац үүсэхгүй байхын тулд) ойролцоогоор 5 г ус, 20 хэмд - 17 г ус, 40 хэмд - 50 г-аас дээш дулаан гал тогооны өрөөнд эсвэл угаалгын өрөө, энэ нь маш чийглэг байна.

Харьцангуй чийгшил нь агаарын нэгж эзэлхүүн дэх усны уурын хэмжээг тухайн температур дахь хамгийн их хэмжээтэй харьцуулсан харьцаа юм ( хувиар илэрхийлсэн).

Дараагийн туршилтанд натрийн NaOH эсвэл калийн гидроксид KOH шаардлагатай болно. Нийлмэл шахмалыг (зардаг шиг) цагны шилэн дээр тавиад хэсэг хугацаанд агаарт байлгана. Удалгүй та шахмал шингэн дуслаар бүрхэгдэж, дараа нь тарааж эхэлснийг анзаарах болно. Энэ нь NaOH эсвэл KOH-ийн гигроскопийн нөлөө юм. Дээжийг байшингийн янз бүрийн өрөөнд байрлуулснаар эдгээр газруудын харьцангуй чийгшлийг харьцуулж болно (1).

1. Цагны шилэнд NaOH-ийн тунадас (зүүн талд), агаарт хэдхэн цагийн дараа ижил тунадас (баруун талд).

2. Силикон гель бүхий лабораторийн хатаагч (зураг: Wikimedia/Hgrobe)

Зөвхөн тэд төдийгүй химич нар бодисын чийгийн асуудлыг шийддэг. Гигроскопийн ус Энэ нь химийн нэгдлээр тааламжгүй бохирдол бөгөөд түүний агууламж нь тогтворгүй байдаг. Энэ баримт нь урвалд шаардагдах урвалжийн хэмжээг жинлэхэд хэцүү болгодог. Үүний шийдэл нь мэдээжийн хэрэг бодисыг хатаах явдал юм. Аж үйлдвэрийн хэмжээнд энэ нь халаалттай камерт, өөрөөр хэлбэл гэрийн зуухны томруулсан хувилбарт тохиолддог.

Лабораторид цахилгаан хатаагчаас гадна (дахин зуух) эксикатор (мөн аль хэдийн хатаасан урвалжуудыг хадгалахад зориулагдсан). Эдгээр нь нягт хаалттай шилэн савнууд бөгөөд ёроолд нь өндөр гигроскопийн бодис байдаг (2). Үүний үүрэг бол хатаасан нэгдлээс чийгийг шингээж, хатаагч доторх чийгийг бага байлгах явдал юм.

Хатаах бодисын жишээ: Усгүй CaCl давс.₂ Би MgSO₄, фосфор (V) оксид P₄O₁₀ болон кальцийн CaO болон цахиурын гель (цахиурын гель). Та мөн сүүлийнхийг үйлдвэрийн болон хүнсний сав баглаа боодолд байрлуулсан хатаах уут хэлбэрээр олох болно (3).

3. Хүнсний болон үйлдвэрийн бүтээгдэхүүнийг чийгнээс хамгаалах силикон гель.

Хэт их ус шингээж авбал олон чийгшүүлэгчийг сэргээж болно - зүгээр л халаа.

Мөн химийн бохирдол бий. савласан ус. Энэ нь талстуудын хурдацтай өсөлтийн явцад нэвтэрч, уусмалаар дүүрсэн орон зайг бий болгож, талст үүссэн бөгөөд хатуу биетээр хүрээлэгдсэн байдаг. Та болор дахь шингэн бөмбөлөгүүдээс нэгдлийг уусгаж, дахин талстжуулах замаар салгаж болно, гэхдээ энэ удаад болорын өсөлтийг удаашруулдаг нөхцөлд. Дараа нь молекулууд болор торонд "цэвэрхэн" суурьшиж, хоосон зай үлдээхгүй.

далд ус

Зарим нэгдлүүдэд ус нь далд хэлбэрээр байдаг боловч химич үүнийг тэднээс гаргаж авах боломжтой байдаг. Та зөв нөхцөлд хүчилтөрөгч-устөрөгчийн нэгдлээс усыг ялгаруулна гэж үзэж болно. Та үүнийг халаах эсвэл усыг хүчтэй шингээдэг өөр бодисын нөлөөгөөр уснаас гаргах болно. Ийм харилцаанд ус Үндсэн хуулийн ус. Шингэн алдалтын химийн аргыг хоёуланг нь туршиж үзээрэй.

4. Химийн бодисыг усгүйжүүлэх үед туршилтын хоолойд усны уур өтгөрдөг.

Туршилтын хоолойд бага зэрэг жигд натри хийнэ, өөрөөр хэлбэл. натрийн бикарбонат NaHCO.₃. Та үүнийг хүнсний дэлгүүрээс авч болно, жишээлбэл, гал тогооны өрөөнд хэрэглэдэг. жигнэхэд исгэх бодис болгон (гэхдээ бусад олон хэрэглээтэй).

Туршилтын хоолойг шатаагчны дөлөнд ойролцоогоор 45° өнцгөөр гадагшлуулах нүхийг өөр рүүгээ харуулан байрлуулна. Энэ бол лабораторийн эрүүл ахуй, аюулгүй байдлын зарчмуудын нэг юм - туршилтын хоолойноос халсан бодис гэнэт гарах үед өөрийгөө ингэж хамгаалдаг.

Халаалт нь хүчтэй байх албагүй, урвал нь 60 хэмээс эхэлнэ (метилийн спирт эсвэл бүр лаа хангалттай). Савны дээд хэсэгт анхаарлаа хандуулаарай. Хэрэв хоолой хангалттай урт байвал гаралтын хэсэгт шингэний дусал хуримтлагдаж эхэлнэ (4). Хэрэв та тэдгээрийг хараагүй бол туршилтын хоолойн гаралтын дээр хүйтэн цагны шил байрлуулна уу - хүнсний сода задрах явцад ялгарсан усны уур түүн дээр өтгөрдөг (сумны дээрх D тэмдэг нь бодис халж байгааг илтгэнэ):

5. Аяганаас хар хоолой гарч ирдэг.

Хоёр дахь хийн бүтээгдэхүүн болох нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шохойн ус ашиглан илрүүлж болно, i.e. ханасан уусмал кальцийн гидроксид Sa (ON)₂. Кальцийн карбонатын тунадасжилтаас үүссэн булингар нь CO байгаа эсэхийг илтгэнэ.₂. Уусмалыг багет дээр дуслаар авч, туршилтын хоолойн төгсгөлд байрлуулахад хангалттай. Хэрэв танд кальцийн гидроксид байхгүй бол усанд уусдаг кальцийн давсны уусмал дээр NaOH уусмал нэмж шохойн ус хийж болно.

Дараагийн туршилтанд та гал тогооны дараагийн урвалж болох ердийн элсэн чихэр, өөрөөр хэлбэл сахароз С-ийг ашиглана.₁₂H2₂O₁₁. Мөн танд хүхрийн хүчлийн H-ийн төвлөрсөн уусмал хэрэгтэй болно₂SO₄.

Би энэ аюултай урвалжтай ажиллах дүрмийг нэн даруй сануулж байна: резинэн бээлий, нүдний шил шаардлагатай бөгөөд туршилтыг хуванцар тавиур эсвэл хуванцар боолт дээр хийдэг.

Савыг дүүргэсэнтэй тэнцэх хэмжээний хагасыг нь жижиг аяганд элсэн чихэр хийнэ. Одоо цутгасан элсэн чихрийн хагастай тэнцэх хэмжээний хүхрийн хүчлийн уусмалд хийнэ. Шилэн саваагаар агуулгыг нь хутгана, ингэснээр хүчил нь эзлэхүүнийг бүхэлд нь жигд тараана. Хэсэг хугацааны туршид юу ч тохиолддоггүй, гэхдээ гэнэт элсэн чихэр харанхуйлж, дараа нь хар болж, эцэст нь савыг "явуулж" эхэлдэг.

Цагаан элсэн чихэр шиг харагдахаа больсон сүвэрхэг хар масс нь факирын сагснаас могой мэт мөлхөж байна. Бүх зүйл дулаарч, усны уурын үүл харагдаж, тэр ч байтугай исгэрэх чимээ сонсогддог (энэ нь бас хагарлаас гарч буй усны уур юм).

Туршлага нь сонирхол татахуйц, ангилал гэж нэрлэгддэг. химийн хоолой (5). Н-ийн концентрацитай уусмалын гигроскопик байдал нь ажиглагдсан үр нөлөөг хариуцдаг.₂SO₄. Энэ нь маш том тул ус нь бусад бодисоос уусмалд ордог, энэ тохиолдолд сахароз:

Элсэн чихрийн шингэн алдалтын үлдэгдэл нь усны уураар ханасан байдаг (өтгөрүүлсэн H-ийг холихдоо үүнийг санаарай.₂SO₄ усаар их хэмжээний дулаан ялгардаг), энэ нь тэдний эзлэхүүнийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлж, массыг шилнээс өргөхөд хүргэдэг.

Кристалд баригдсан

6. Туршилтын хоолойд талст зэсийн сульфат (II) халаах. Нэгдлийн хэсэгчилсэн шингэн алдалт нь харагдаж байна.

Мөн химийн бодист агуулагдах өөр төрлийн ус. Энэ удаад энэ нь тодорхой харагдаж байна (үндсэн хуулийн уснаас ялгаатай), түүний хэмжээг хатуу тодорхойлсон (гигроскопийн усны хувьд дур зоргоороо биш). Энэ талсжих усталстуудад юу өнгө өгдөг вэ - арилгасны дараа тэдгээр нь аморф нунтаг болж задардаг (үүнийг та химичдэд тохирсон туршилтаар харах болно).

Усжуулсан зэс (II) сульфатын CuSO-ийн цэнхэр талстыг нөөцлөнө₄× 5ч₂Өө, хамгийн алдартай лабораторийн урвалжуудын нэг. Туршилтын хоолой эсвэл ууршуулагч руу бага хэмжээний жижиг талстыг хийнэ (хоёр дахь арга нь илүү сайн, гэхдээ бага хэмжээний нэгдэл байгаа тохиолдолд туршилтын хоолойг бас ашиглаж болно; сарын дараа илүү ихийг хийнэ). Шатаагчны дөл дээр зөөлөн халааж эхэлнэ (денатурат спиртийн чийдэн хангалттай байх болно).

Хоолойг өөрөөсөө хол ойр ойрхон сэгсэрнэ үү, эсвэл гурван хөлийн бариулд байрлуулсан ууршуулагчийн багетыг хутгана (шилэн савыг бүү бөхийлгөөрэй). Температур нэмэгдэхийн хэрээр давсны өнгө нь бүдгэрч, эцэст нь бараг цагаан өнгөтэй болно. Энэ тохиолдолд шингэний дуслууд туршилтын хоолойн дээд хэсэгт хуримтлагдана. Энэ бол давсны талстаас гаргаж авсан ус (ууршуулагчид халаахад савны дээгүүр хүйтэн цагны шил тавих замаар ус гарч ирнэ), тэр хооронд нунтаг (6) болж задарсан байна. Нэгдлийн шингэн алдалт нь үе шаттайгаар явагддаг.

650 хэмээс дээш температурын өсөлт нь усгүй давсны задралыг үүсгэдэг. Цагаан нунтаг усгүй CuSO₄ нягт боолттой саванд хадгална (та дотор нь чийг шингээх уут хийж болно).

Та асууж магадгүй: тэгшитгэлээр тайлбарласны дагуу шингэн алдалт үүсдэг гэдгийг бид яаж мэдэх вэ? Эсвэл яагаад харилцаа ийм хэв маягийг дагаж мөрддөг вэ? Та ирэх сард энэ давсны усны хэмжээг тодорхойлохоор ажиллах болно, одоо би эхний асуултанд хариулах болно. Температур нэмэгдэхийн хэрээр бодисын массын өөрчлөлтийг ажиглах аргыг нэрлэдэг термогравиметрийн шинжилгээ. Туршилтын бодисыг дулааны тэнцвэр гэж нэрлэгддэг тавиур дээр байрлуулж, жингийн өөрчлөлтийг уншиж, халаана.

Мэдээжийн хэрэг, өнөөдөр термобалансууд өгөгдлийг өөрсдөө бүртгэж, нэгэн зэрэг харгалзах графикийг зурдаг (7). Графикийн муруйн хэлбэр нь ямар температурт "ямар нэгэн зүйл" болж байгааг харуулж байна, жишээлбэл, нэгдэлээс дэгдэмхий бодис ялгардаг (жингээ алдах) эсвэл агаарт хийтэй нийлдэг (дараа нь масс нэмэгддэг). Массын өөрчлөлт нь юу, ямар хэмжээгээр буурсан эсвэл нэмэгдсэнийг тодорхойлох боломжийг олгодог.

7. Талст зэс (II) сульфатын термогравиметрийн муруйны график.

Усжуулсан CuSO₄ энэ нь усан уусмалтайгаа бараг ижил өнгөтэй байна. Энэ нь санамсаргүй тохиолдол биш юм. Уусмал дахь Cu ион₂+ нь зургаан усны молекулаар хүрээлэгдсэн бөгөөд болор нь дөрвөн молекулаар хүрээлэгдсэн бөгөөд төв нь байрладаг талбайн буланд байрладаг. Металлын ионы дээр ба доор сульфатын анионууд байдаг бөгөөд тус бүр нь хоёр зэргэлдээх катионуудад "үйлчилдэг" (тиймээс стехиометрийн үзүүлэлт зөв). Харин усны тав дахь молекул хаана байна? Энэ нь зэс (II) ионыг тойрсон туузан дахь сульфатын ионуудын нэг ба усны молекулын хооронд байрладаг.

Сонирхолтой уншигч дахин асуух болно: Та үүнийг яаж мэдэх вэ? Энэ удаад рентген туяагаар цацруулж авсан талстуудын зургуудаас. Гэсэн хэдий ч усгүй нэгдэл яагаад цагаан, усжуулсан нэгдэл цэнхэр өнгөтэй байдгийг тайлбарлах нь химийн дэвшилтэт шинжлэх ухаан юм. Түүний сурах цаг болжээ.

Мөн үзнэ үү: