Кристаллизации воды формула: Во время кристаллизации воды при температуре 0°С выделяется 34кДж теплоты. Определите массу образовавшегося льда(Удельная теплота…

формула / Справочник :: Бингоскул

Что такое кристаллизация в физике: формула

добавить в закладки удалить из закладок

Содержание:

Рассмотрим, в чём заключается физическая суть, условия протекания, особенности процесса кристаллизации. Также разберёмся, как изменяется внутренняя энергия вещества при кристаллизации.

Что такое кристаллизация в физике

Представьте морозный зимний день. Если подышать на стекло c узорами, те растают. Вскоре на этом месте вырастет новый ледяной кристалл. Он начнёт формироваться из уже готового, не полностью растаявшего. В процессе образования появляются ответвления под одним углом. При столкновении друг с другом они образуют так называемые узоры, рисунки.

При понижении температуры жидкости (иногда газа) в определённых условиях она начинает превращаться в твёрдое вещество: вода – в лёд, расплав – в металл. Этот процесс и есть кристаллизация в физике – переход вещества из жидкого (расплав, раствор) или газообразного состояния в твёрдое с образованием кристаллов. Сюда относят преобразование структуры кристаллов: из одной вырисовывается другая. Благодаря её существованию образуются минералы, сплавы металлов, кости и эмаль живых организмов. Химики прибегают к процессу для получения веществ без примесей, отсюда и выражение «кристально чистый».

Для протекания процедуры необходимы центры кристаллизации – зародыши. Ими могут быть как кристаллики вещества, например, нерастаявшие льдинки, так и разнообразные примеси: сажа, пыль. При отсутствии этих центров образуется переохлаждённая жидкость. При переохлаждении вещество может долго находиться в метастабильном состоянии. С достижением определённых условий зародыши или центры появляются спонтанно, и кристаллизация протекает в ускоренном темпе.

Значительно переохлаждённые жидкости называются аморфными: текучесть они теряют, но кристаллическую структуру не приобретают. Это смола, сургуч, воск.

Особенности кристаллизации:

• Начинается после охлаждения жидкой формы вещества до определённой температуры.
• Кристаллы образуются без изменения температуры.
• Кристаллизация протекает при той температуре, что и плавление.

Скорость, степень переохлаждения жидкости и условия роста кристаллов определяют их структуру, форму.

Кристаллы образуются не только из жидкостей, но из газов, например, те же «морозные рисунки» на стекле появляются путём присоединения атомов и молекул воды (паров) из воздуха. Йод при нагревании из твёрдого состояния переходит в газообразное – сублимируется, а при охлаждении, минуя жидкое, кристаллизуется.

Формула процесса

Кристаллизации воды в физике описывается формулой:

Q = λm, где:

• Q – выделившееся при фазовом переходе тепло;
• m – масса или количество вещества;
• λ – его удельная теплота.

Для воды/льда удельная теплота кристаллизации (плавления) =330 (кДж/кг). После подстановки получим выражение: Q = 330m.

В процессе кристаллизации внутренняя энергия вещества снижается за счёт выделения тепловой энергии в окружающую среду в виде скрытой теплоты. Её часть способна превратиться в механическую работу. Например, кристалл во время образования поднимает получаемое вещество над своей массой, на что затрачивается энергия. При создании гипса или льда его частички могут выдавать давление в несколько килограмм. 

Известно, что замерзающая в полной бутылке или банке вода разрывает ёмкость; их разрушает лёд,  образующийся в полостях и трещинах бетонных конструкций.

Поделитесь в социальных сетях:

15 сентября 2021, 09:50

Физика

Could not load xLike class!

Кристаллизация воды: описание процесса, примеры

В обыденной жизни все мы то и дело сталкиваемся с явлениями, сопровождающими процессы перехода веществ из одного агрегатного состояния в другое. И наиболее часто нам приходится наблюдать подобные явления на примере одного из самых распространенных химических соединений – всем хорошо знакомой и привычной воды. Из статьи вы узнаете, как происходит превращение жидкой воды в твердый лед – процесс, называемый кристаллизацией воды – и какими особенностями характеризуется этот переход.

Что такое фазовый переход?

Всем известно, что в природе существует три основных агрегатных состояния (фазы) вещества: твердое, жидкое и газообразное. Часто к ним добавляют и четвертое состояние – плазму (благодаря особенностям, отличающим ее от газов). Однако при переходе от газа к плазме нет характерной резкой границы, и свойства ее определяются не столько взаимоотношением между частицами вещества (молекулами и атомами), сколько состоянием самих атомов.

Кристаллизация и плавление: график изменения агрегатного…

Данная статья рассказывает, что такое кристаллизация и плавление. На примере различных агрегатных…

Все вещества, переходя из одного состояния в другое, при обычных условиях резко, скачкообразно меняют свои свойства (исключение составляют некоторые сверхкритические состояния, но здесь мы их касаться не будем). Такое превращение и есть фазовый переход, точнее, одна из его разновидностей. Происходит оно при определенном сочетании физических параметров (температуры и давления), называемом точкой фазового перехода.

Превращение жидкости в газ — это испарение, обратное явление – конденсация. Переход вещества из твердого состояния в жидкое – плавление, если же процесс идет в противоположном направлении, то он именуется кристаллизацией. Твердое тело может сразу превратиться в газ и, наоборот – в этих случаях говорят о сублимации и десублимации.

Свойства льда: строение, физические свойства льда

Лед – это твердое вещество, находящееся агрегатном состоянии, которому свойственно иметь…

При кристаллизации вода превращается в лед и наглядно демонстрирует, насколько меняются при этом ее физические свойства. Остановимся на некоторых важных подробностях этого явления.

Понятие о кристаллизации

Когда жидкость при охлаждении затвердевает, изменяется характер взаимодействия и расположения частиц вещества. Уменьшается кинетическая энергия беспорядочного теплового движения составляющих его частиц, и они начинают образовывать между собой устойчивые связи. Когда благодаря этим связям молекулы (или атомы) выстраиваются регулярным, упорядоченным образом, формируется кристаллическая структура твердого вещества.

Кристаллизация не охватывает одновременно весь объем охлаждаемой жидкости, а начинается с образования мелких кристалликов. Это так называемые центры кристаллизации. Они разрастаются послойно, ступенчато, путем присоединения все новых молекул или атомов вещества вдоль растущего слоя.

Условия кристаллизации

Кристаллизация требует охлаждения жидкости до некоторой температуры (она же одновременно является и точкой плавления). Так, температура кристаллизации воды при нормальных условиях – 0 °C.

Для каждого вещества кристаллизация характеризуется величиной скрытой теплоты. Это количество энергии, выделяемое при данном процессе (а при обратном – соответственно поглощаемой энергии). Удельная теплота кристаллизации воды – это скрытая теплота, выделяемая одним килограммом воды при 0 °C. Из всех веществ у воды она одна из самых высоких и составляет около 330 кДж/кг. Столь большая величина обусловлена особенностями структуры, определяющими параметры кристаллизации воды. Формулой для расчета скрытой теплоты мы воспользуемся ниже, после рассмотрения этих особенностей.

Для компенсации скрытой теплоты необходимо переохладить жидкость, чтобы начался рост кристаллов. Степень переохлаждения оказывает существенное влияние на количество центров кристаллизации и на скорость их разрастания. Пока протекает процесс, дальнейшее охлаждение температуры вещества не меняет.

Молекула воды

Чтобы полнее представлять себе, каким образом происходит кристаллизация воды, необходимо знать, как устроена молекула этого химического соединения, ведь строение молекулы обусловливает особенности связей, которые она образует.

В молекуле воды объединены один атом кислорода и два атома водорода. Они формируют тупоугольный равнобедренный треугольник, в котором атом кислорода расположен в вершине тупого угла величиной 104,45°. При этом кислород сильно оттягивает электронные облака в свою сторону, так что молекула представляет собой электрический диполь. Заряды в нем распределены по вершинам воображаемой четырехгранной пирамиды – тетраэдра с внутренними углами приблизительно 109°. Вследствие этого молекула может образовывать по четыре водородных (протонных) связи, что, разумеется, влияет на свойства воды.

Особенности структуры жидкой воды и льда

Способность молекулы воды к формированию протонных связей проявляется и в жидком, и в твердом состоянии. Когда вода – жидкость, связи эти достаточно неустойчивы, легко разрушаются, но и постоянно образуются снова. Благодаря их наличию молекулы воды связаны между собой сильнее, чем частицы других жидкостей. Ассоциируясь, они формируют особые структуры – кластеры. По этой причине фазовые точки воды смещены в сторону более высоких температур, ведь для разрушения таких дополнительных ассоциатов тоже нужна энергия. Причем энергия довольно значительная: не будь водородных связей и кластеров, температура кристаллизации воды (а также ее плавления) составила бы –100 °C, а кипения +80 °C.

Строение кластеров идентично строению кристаллического льда. Связываясь каждая с четырьмя соседками, молекулы воды выстраивают ажурную кристаллическую структуру с основой в форме шестиугольника. В отличие от жидкой воды, где микрокристаллы – кластеры – непостоянны и подвижны из-за теплового движения молекул, при образовании льда они перестраиваются устойчивым и регулярным образом. Водородные связи фиксируют взаимное расположение узлов кристаллической решетки, и в результате расстояние между молекулами становится несколько больше, чем в жидкой фазе. Этим обстоятельством объясняется скачок плотности воды при ее кристаллизации – плотность падает с почти 1 г/см³ до примерно 0,92 г/см³.

О скрытой теплоте

Особенности молекулярного строения воды весьма серьезно отражаются на ее свойствах. Это видно, в частности, по большой удельной теплоте кристаллизации воды. Она обусловлена именно наличием протонных связей, отличающим воду от прочих соединений, образующих молекулярные кристаллы. Установлено, что энергия водородной связи в воде составляет около 20 кДж на моль, то есть на 18 г. Значительная часть этих связей устанавливается «в массовом порядке» при замерзании воды – вот откуда берется такая большая отдача энергии.

Приведем несложный расчет. Пусть при кристаллизации воды выделилось 1650 кДж энергии. Это немало: эквивалентную энергию можно получить, например, при взрыве шести гранат-лимонок Ф-1. Подсчитаем массу подвергшейся кристаллизации воды. Формула, связывающая количество скрытой теплоты Q, массу m и удельную теплоту кристаллизации λ, очень проста: Q = – λ * m. Знак минуса означает просто, что тепло отдается физической системой. Подставляя известные величины, получим: m = 1650/330 = 5 (кг). Всего 5 литров нужно, чтобы целых 1650 кДж энергии выделилось при кристаллизации воды! Разумеется, энергия отдается не мгновенно – процесс длится в течение достаточно продолжительного времени, и теплота рассеивается.

Об этом свойстве воды прекрасно знают, например, многие птицы, и используют его, чтобы погреться возле замерзающей воды озер и рек, в таких местах температура воздуха на несколько градусов выше.

Кристаллизация растворов

Вода – замечательный растворитель. Вещества, растворенные в ней, сдвигают точку кристаллизации, как правило, в сторону понижения. Чем выше концентрация раствора, тем при более низкой температуре будет происходить замерзание. Ярким примером служит морская вода, в которой растворено много различных солей. Их концентрация в воде океанов составляет 35 промилле, и кристаллизуется такая вода при –1,9 °C. Соленость воды в разных морях сильно отличается, поэтому и точка замерзания бывает различной. Так, вода Балтики имеет соленость не более 8 промилле, и температура кристаллизации ее близка к 0 °C. Минерализованные грунтовые воды также замерзают при температурах ниже нуля. Следует иметь в виду, что речь всегда идет только о кристаллизации воды: морской лед практически всегда пресный, в крайнем случае слабосоленый.

Водные растворы различных спиртов тоже отличаются пониженной температурой замерзания, причем кристаллизация их протекает не скачкообразно, а с некоторым интервалом температур. Например, 40-процентный спирт начинает замерзать при -22,5 °C, а окончательно кристаллизуется при -29,5 °C.

А вот раствор такой щелочи, как едкий натр NaOH или каустик являет собой интересное исключение: ему свойственна повышенная температура кристаллизации.

Как замерзает чистая вода

В дистиллированной воде кластерная структура нарушена вследствие испарения при дистилляции, и количество водородных связей между молекулами такой воды очень мало. Кроме того, в такой воде отсутствуют примеси типа взвешенных микроскопических пылинок, пузырьков и т. п., представляющих собой дополнительные центры кристаллообразования. По этой причине точка кристаллизации дистиллированной воды понижена до –42 °C.

Можно переохладить дистиллированную воду даже до –70 °C. В подобном состоянии переохлажденная вода способна кристаллизоваться практически мгновенно по всему объему при малейшем сотрясении или попадании ничтожной примеси.

Парадоксальная горячая вода

Удивительный факт – горячая вода переходит в кристаллическое состояние быстрее, чем холодная – получил название «эффекта Мпембы» в честь танзанийского школьника, обнаружившего этот парадокс. Точнее, знали о нем еще в древности, однако, не найдя объяснения, натурфилософы и естествоиспытатели в конце концов перестали обращать внимание на загадочный феномен.

В 1963 году Эрасто Мпемба был удивлен тем, что подогретая смесь для мороженого застывает быстрее, чем холодная. А в 1969 году интригующее явление получило подтверждение уже в физическом эксперименте (кстати, с участием самого Мпембы). Эффект объясняют целым комплексом причин:

• большее количество центров кристаллизации, таких как воздушные пузырьки;
• высокая теплоотдача горячей воды;
• высокий темп испарения, влекущего за собой уменьшение объема жидкости.

Давление как фактор кристаллизации

Взаимосвязь давления и температуры как ключевых величин, влияющих на процесс кристаллизации воды, наглядно отражена на фазовой диаграмме. Из нее видно, что при повышении давления температура фазового перехода воды из жидкого в твердое состояние чрезвычайно медленно понижается. Естественно, справедливо и обратное: чем давление ниже, тем более высокая температура нужна для образования льда, и растет она точно так же медленно. Чтобы добиться условий, при которых вода (не дистиллированная!) способна кристаллизоваться в обычный лед Ih при минимально возможной температуре –22 °C, давление нужно увеличить до 2085 атмосфер.

Максимальная температура кристаллизации соответствует следующему сочетанию условий, называемому тройной точкой воды: 0,006 атмосфер и 0,01 °C. При таких параметрах точки кристаллизации-плавления и конденсации-кипения совпадают, и все три агрегатных состояния воды сосуществуют равновесно (в отсутствие других веществ).

Множество типов льда

В настоящее время известно около 20 модификаций твердотельного состояния воды – от аморфного до льда XVII. Все они, кроме обычного льда Ih, требуют экзотических для Земли условий кристаллизации, и далеко не все стабильны. Только лед Ic очень редко обнаруживается в верхних слоях земной атмосферы, но его формирование связано не с замерзанием воды, так как он образуется из водяных паров при чрезвычайно низких температурах. В Антарктиде был найден лед XI, однако эта модификация – производная обычного льда.

Путем кристаллизации воды при экстремально высоких давлениях можно получить такие модификации льда, как III, V, VI, и с одновременным повышением температуры – лед VII. Вполне вероятно, что какие-либо из них могут образовываться в условиях, необычных для нашей планеты, на других телах Солнечной системы: на Уране, Нептуне или крупных спутниках планет-гигантов. Надо думать, будущие эксперименты и теоретические исследования малоизученных пока свойств этих льдов, а также особенности процессов их кристаллизации, прояснят этот вопрос и откроют еще много нового.

Видео с вопросами

: Расчет процента кристаллизационной воды с учетом массы гидратированной и обезвоженной соли

Образец гидратированной соли массой 0,3548 г сильно нагревали до получения постоянной массы 0,3015 г. Каково процентное содержание кристаллизационной воды в этой гидратированной соли? Дайте ответ с точностью до двух знаков после запятой.

Стенограмма видео

Образец гидратированного
соли сильно нагревали до получения постоянной массы 0,3015 г. Какой процент воды в
кристаллизация в этой гидратированной соли? Дайте ответ с точностью до двух знаков после запятой
места.

Гидратированная соль – это вещество,
содержит кристаллизационную воду. Кристаллизационная вода – это
присутствие молекул воды в структуре кристалла. Например, гидратированная соль
Пентагидрат сульфата меди(II) имеет химическую формулу CuSO4⋅5h3O. В формуле мы видим, что для
на каждую единицу сульфата меди(II) приходится пять молекул воды, связанных с
Это.

Один из способов определения суммы
вода кристаллизации в гидратированной соли заключается в использовании летучей гравиметрии. Испаряющаяся гравиметрия представляет собой массу
метод анализа, использующий тепловую или химическую энергию для разделения веществ в
для измерения масс их компонентов. В вопросе нам говорят, что
гидратированную соль нагревают до достижения постоянной массы. Это можно сделать путем нагревания
гидратированной соли в тигле с помощью горелки Бунзена. При нагревании гидратированной соли
освобождаются молекулы воды. Когда масса образца остановится
меняется, вся вода ушла. Вода, которая была удалена,
кристаллизационная вода, а то, что остается в тигле, называется
безводная соль.

Чтобы найти массу потерянной воды,
возьмем массу образца до нагревания и вычтем массу образца
после нагрева. После подстановки значений
при условии, что в задаче получаем 0,3548 грамма минус 0,3015 грамма. Следовательно, масса потерянной воды
при нагревании составляет 0,0533 грамма.

Далее, чтобы найти процент
воды кристаллизации в гидратированной соли, надо взять массу воды
кристаллизации, то есть массу потерянной воды, и разделить на массу
гидратированное соединение перед нагреванием. Тогда нам нужно умножить на 100
процентов. Разделим 0,0533 грамма, т.е.
масса потерянной воды на 0,3548 грамма, что является массой образца до
отопления и умножить на 100 процентов. Результат примерно 15.0225
процентов.

Наконец, вопрос просит нас
дайте наш ответ с точностью до двух знаков после запятой. Поэтому процент воды
кристаллизации в гидратированной соли составляет 15,02%.

Кристаллизационная вода — GeeksforGeeks

Кристаллизация — это метод выделения твердых веществ из раствора или, другими словами, процедура очистки вещей. Это наиболее распространенный метод очистки морской воды. Некоторые соли имеют в своей кристаллической структуре несколько молекул воды в качестве основного компонента. Вода кристаллизации относится к молекулам воды, которые составляют структуру кристалла. Гидратированные соли — это соли, содержащие воду, вызывающую кристаллизацию. Ниже приводится подробное объяснение кристаллизации воды, гидратированных и безводных солей, а также действия тепла на гидратированные соли.

Что такое кристаллизационная вода?

Кристаллизационная вода относится к молекулам воды, которые составляют структуру кристалла соли. Вода, химически связанная с кристаллической структурой, известна как вода кристаллизации .

Производство кристаллов часто требует использования воды. Фиксированное количество молекул в одной формуле единицы соли называется кристаллизационной водой. Гидраты представляют собой кристаллические соли, содержащие воду в процессе кристаллизации. Вода кристаллизации также известна как вода гидратации или вода кристаллизации.

Как образуется кристаллизационная вода?

Образование чистых кристаллов из водного раствора вызывает кристаллизацию воды. В этих кристаллах отсутствуют примеси. Тепло оказывает сильное воздействие на эти кристаллы. Кристаллизационная вода, также известная как вода гидратации, состоит из молекул воды, находящихся внутри кристаллов. При производстве кристаллов из водных растворов часто присутствует вода. Кристаллизационная вода представляет собой общее количество воды в веществе при определенной температуре и обычно присутствует в определенном соотношении в различных ситуациях. Вода, содержащаяся в кристаллическом каркасе металлического комплекса или соли, которая не связана напрямую с катионом металла, известна как 9.0026 «кристаллизационная вода».  

Многие химические вещества поглощают молекулы воды в свои кристаллические структуры после кристаллизации из воды или водосодержащих растворителей. Нагрев образца обычно может удалить кристаллизационную воду, но кристаллические качества часто теряются. Дигидрат хлорида натрия, например, нестабилен при комнатной температуре. Белки кристаллизуются с большим количеством воды в кристаллической решетке по сравнению с неорганическими солями.

Белки с более чем 50% кристаллизационной воды и пентагидрат сульфата меди с пятью молекулами кристаллизационной воды являются примерами кристаллизационной воды.

Номенклатура кристаллизационной воды

Кристаллизационная вода имеет два названия в зависимости от положения воды в кристаллической структуре:

1. Гидратированное соединение . n H ₂ O – Когда номер молекулы воды добавляется к молекуле воды перед представлением компонента H ₂ O. например CaCl ₂ .2H ₂ O.
2. Гидратированное соединение . (Н ₂ О) _№ – Когда номер молекулы воды добавляется к молекуле воды в нижнем индексе компонента H ₂ O. например ZnCl ₂ (H ₂ O) ₄ .

Кристаллизационная вода Примеры

• Пентагидрат сульфата меди (CuSO ₄ .5H ₂ O) представляет собой ярко-голубой кристаллический пентагидрат меди (2+).
• Сода стиральная (Na ₂ CO ₃ .10H ₂ O) представляет собой неорганический гидрат карбоната натрия и имеет вид белых или бесцветных кристаллов, похожих на соль.
• Гипс (CaSO ₄ .2H ₂ O) представляет собой мягкий сульфатный минерал, состоящий из дигидрата сульфата кальция. Он имеет темный цвет, твердый, похожий на камень.
• Дигидрат хлорида олова (II) (SnCl ₂ .2H ₂ O) представляет собой белое кристаллическое твердое вещество.

Гидратированные соли

Гидратированная соль представляет собой кристаллическую молекулу соли, слабо связанную с небольшим количеством молекул воды. Когда анион кислоты и катион основания соединяются с образованием молекулы кислоты и основания, образуется соль. Ангидрат — это молекула соли, которая не связана ни с какими молекулами воды, а гидратированная соль — это та, которая связана с молекулами воды.

Молекулы воды в гидратированной соли включены в кристаллическую структуру соли. Гидратированная соль — это соль, в которой ионы в ее кристаллической структуре связаны с рядом молекул воды. Эти молекулы воды называются кристаллизационной жидкостью или водой гидратации. Гидратированные соли – это соли, содержащие воду при кристаллизации. Каждая гидратированная соль имеет фиксированное число молекул кристаллизационной воды в своих 9 молекулах.0026 ‘формульная единица’

Ниже приведены некоторые примеры гидратированных солей.

• CuSO ₄ .5H ₂ O кристаллы сульфата меди, содержащие 5 молекул кристаллизационной воды в одной формульной единице. Химическое название пентагидрата сульфата меди.
• Кристаллы сульфата кальция, часто называемые кристаллами гипса, обозначаются как CaSO ₄ .2H ₂ O, поскольку они содержат две молекулы кристаллизационной воды в одной формульной единице. Другое его название – дигидрат сульфата кальция.
• Кристаллы карбоната натрия, также известные как кристаллы промывной соды, записываются как Na ₂ CO ₃ .10H ₂ O, поскольку каждая формульная единица содержит 10 молекул кристаллизационной воды. Он известен как декагидрат карбоната натрия

. Сульфат меди, сульфат кальция и карбонат натрия являются некоторыми из гидратированных солей на основе вышеупомянутых примеров. Гидратированные соли можно найти в различных условиях, в том числе в пресной воде. Соль имеет гибкую кристаллическую структуру, которая позволяет ей легко связываться с молекулами воды и гидратироваться. Хлорид натрия или соль поглощают водяной пар из воздуха или вступают в контакт с жидкой водой. Например, сыпучие химические вещества генерируют молекулы соли, когда соединения в почве или горной породе определенной области растворяются и смешиваются с грунтовыми водами, в конечном итоге гидратируясь вместе с молекулами воды.

Применение гидратированной соли

• Английская соль является наиболее известным применением гидратированной соли в повседневной жизни. Многие из соединений, содержащихся в солях, необходимы человеческому организму. Эти соединения, однако, могут быть трудно усваиваемыми или могут поступать только с пищей. Люди традиционно принимали целебные ванны в регионах, где естественным образом встречаются гидратированные соли, веря, что они обладают целебным действием. Английская соль является примером этого. Несмотря на то, что ее лечебные свойства не доказаны, соль Эпсома имеет коммерческий потенциал в качестве домашнего средства. Другое важное применение гидратированной соли — промышленность.
• Соль, включая гидратированные соли, находит широкое применение в промышленности. Многие отрасли промышленности зависят от гидратированной соли. В химической промышленности соль является основным компонентом более чем половины продуктов. Стекольная, бумажная, резиновая и текстильная промышленность также используют гидратированную соль.
• Соль также используется в качестве соли для смягчения воды как в промышленных, так и в бытовых системах смягчения воды. Кроме того, гидратированная соль широко используется в секторе альтернативной энергетики из-за ее способности поддерживать постоянную температуру в течение длительного периода времени.

Безводные соли

Безводные относятся к веществам, полностью лишенным воды. Безводные соли – это соли, потерявшие кристаллизационную воду. В результате в безводных солях отсутствует кристаллизационная вода. Безводная соль становится гидратированной при введении в нее воды.

Хлорид кальция в безводном состоянии имеет множество применений. Он также может обнаруживать влажность воздуха и пар. Хлорид кальция используется в нескольких проверках промышленной безопасности для измерения эрозии или трещин на дорогах.

В экспериментах удаление влаги важно, потому что это обычно контролирует побочные реакции или другие неожиданные последствия в изучаемых химических веществах. Органические соединения можно сушить осушителями, такими как Na ₂ SO ₄ и MgSO ₄ . Однако когда эти безводные материалы вступают в контакт с водой, вода поглощается, а не просто испаряется. В результате такие осушающие растворы являются неполными, могут оставаться следы воды, и в результате соединения могут считаться загрязненными.

Воздействие тепла на гидратированные соли

Когда гидратированные соли нагревают до высоких температур, они теряют кристаллизационную воду. Гидратированные соли теряют свою правильную форму и цвет при потере кристаллизационной воды и превращаются в бесцветные порошкообразные частицы. Поскольку в безводных солях нет кристаллизационной воды, поэтому, когда вода добавляется к безводной соли, она гидратируется и возвращается к своему первоначальному цвету. Следующий пример поможет прояснить это.

Кристаллы сульфата меди синего цвета. Когда кристаллы сульфата меди нагревают до высокой температуры, они теряют всю свою воду и превращаются в безводный сульфат меди белого цвета.

CUSO ₄ .5H ₂ O → CUSO ₄ + 5H ₂ O
(гидратированный сульфат меди) (Anhydrous Mapper Sulphat При кристаллизации голубые кристаллы сульфата меди становятся белыми при сильном нагревании. Дегидратация кристаллов медного купороса является обратимым процессом. В результате добавление воды к безводному сульфату меди вызывает его гидратацию и окрашивание в синий цвет, что приводит к получению гидратированного сульфата меди.

CUSO ₄ + 5H ₂ O → CUSO ₄ .5H ₂ O
(Anhydrous Mopper Sulphat) (Water). безводный медный купорос, окрашивается в синий цвет. Это свойство безводного сульфата меди используется для обнаружения влаги или воды в жидкости. К белому порошку безводного медного купороса добавляют несколько капель испытуемой жидкости. На наличие влаги или воды в безводном медном купоросе указывает появление синей окраски.

Часто задаваемые вопросы о кристаллизационной воде

Вопрос 1: Какая из следующих солей не содержит кристаллизационной воды? Медный купорос, пищевая сода, стиральная сода и гипс.

Ответ:

Из четырех указанных солей только пищевая сода не содержит кристаллизационной воды, так как ее химическая формула NaHCO ₃ .

Вопрос 2: Назовите соль, которая не содержит кристаллизационной воды.

Ответ:

Существует огромное количество солей, не содержащих кристаллизационной воды, это нитрат натрия (NaNO ₃ ), хлорид калия (KCl), нитрат калия (KNO ₃ ) и др. . 

Вопрос 3: Укажите любые три соединения, содержащие кристаллизационную воду.

Ответ:

Вот список солей, состоящих из кристаллизационной воды:

• Пентагидрат сульфата меди (II) (CuSO ₄ .5H ₂ O), 
• Гексагидрат хлорида кобальта (II) (CoCl ₂ .6H ₂ O), 
• Олова (II) (или олова) 2H ₂ O) и т. д. 

Вопрос 4: Почему соли, содержащие кристаллизационную воду, кажутся совершенно сухими?

Ответ:

Кристаллизационная вода является частью кристаллической структуры воды. Поскольку кристаллизационная вода не является свободной водой, она не смачивает соль. Таким образом, соли, содержащие кристаллизационную воду, оказываются совершенно сухими.

Вопрос 5: Чем полезна кристаллизационная вода для кристаллов солей?

Ответ:

Кристаллизационная вода придает кристаллам солей форму, а в некоторых случаях и цвет. Например, наличие кристаллизационной воды в кристаллах сульфата железа придает им зеленый цвет.

Вопрос 6: Напишите название и формулу соли, содержащей пять молекул кристаллизационной воды.

 Ответ:

Кристаллы сульфата меди включают пять молекул кристаллизационной воды в одной формульной единице. Его формула CuSO ₄ .5H ₂ O.

Вопрос 7: Какого цвета кристаллы FeSO ₄ .7H ₂ O? Что происходит с цветом при нагревании?

Ответ:

FeSO ₄ .