Растворимость медного купороса в воде от температуры

Как быстро вырастить кристаллы медного купороса.

Для этого нужно растворить медный купорос в горячей воде, охладить раствор, опустить в него нитку с затравкой (или просто нитку) и подождать несколько часов. На нитке вырастут кристаллы медного купороса размером до сантиметра, которые будут образовывать большие сростки, словно мидии.
Если вы хотите вырастить большой кристалл, придется поступить совсем по-другому. Сначала нужно приготовить насыщенный раствор соли, в нашем случае — медного купороса. Насыщенным называется раствор, который находится в равновесии с нерастворенным веществом (твердым, жидким или газообразным). Следовательно, насыщенный раствор содержит максимальное количество вещества, которое может раствориться при данной температуре. Чтобы приготовить насыщенный раствор медного купороса, сначала рассчитаем, сколько нужно взять соли.
Растворимость медного купороса при 20°С составляет 35.6 г в 100 г воды. Например, если вы взяли 200 мл воды, значит необходимо 35.6·200/100= 71.2 г CuSO4· 5H2O. А как быть при других температурах? С ростом температуры растворимость сульфата меди сначала увеличивается, потом почти перестает зависеть от температуры [2]. Поэтому, чтобы исключить влияние колебаний температуры в лаборатории, точности взвешивания и других факторов возьмите количество медного купороса, раза в полтора большее расчетного. Например, в нашем случае это 71.2·1.5 ≈ 107 г. Залейте соль водой и оставьте примерно на сутки, время от времени перемешивая. Когда растворение медного купороса прекратится, и наступит равновесие, профильтруйте раствор через неплотную фильтровальную бумагу или вату. Избыток соли останется на фильтре — его можно снова высушить и использовать повторно. Налейте полученный раствор в стакан или банку. Теперь выберите крупный и хорошо сформированный кристаллик и привяжите его к нитке. Кристаллик послужит затравкой. Привяжите второй конец нитки к карандашу или стеклянной палочке и опустите затравку в раствор. Накройте стакан марлей — для защиты от пыли. Все, что остается — ждать. Через несколько дней рост кристалла будет виден визуально, за неделю может вырасти кристалл длинной в 1 см, за три-пять недель — 5 см. Если в стакане образуется осадок мелких кристалликов — перелейте раствор в чистый стакан и перенесите в него кристалл. В ходе нашего эксперимента такую процедуру пришлось проделать несколько раз. Со временем на нитке тоже образуются мелкие кристаллики, которые начинают расти. Избежать этого сложно, можно разве что поднять кристалл повыше, чтобы меньший отрезок нитки контактировал с раствором. Во время эксперимента возникла идея использовать вместо хлопчатобумажной нитки тонкую медную проволочку или капроновую нить, однако на них затравка росла значительно хуже. Эксперимент длится от нескольких недель до одного-двух месяцев.
К сожалению, на воздухе кристаллы медного купороса теряют часть своей воды, при этом происходит их выветривание (разрушение). Чтобы кристаллы медного купороса сохранились дольше, поместите их в плотно закрытую банку и храните в прохладном помещении.
Если в начальной стадии эксперимента у вас растворилась затравка, значит, раствор не был насыщенным. Причин может быть несколько. Во-первых, исходный раствор мог недостаточно долго контактировать с кристаллами и не успел стать насыщенным. Во-вторых, растворимость медного купороса растет с температурой. Если вы приготовите насыщенный раствор и опустите в него кристаллик, а потом в комнате потеплеет, растворимость возрастет, и затравка может раствориться. В любом случае, добавьте в раствор еще несколько ложек купороса, перемешайте его, и дайте постоять (а потом снова профильтруйте).
Выращивание кристаллов требует труда и много терпения, но результат может очень приятно вас удивить.

1. Литературный обзор. Основные сведения о кристаллизации

В природе химически чистой воды нет, так как вода является универсальным растворителем значительного количества веществ. По предположениям, в первичном океане массовая доля солей была около 1%.

Воду, содержащую значительное количество солей кальция и магния, называют жесткой в отличие от мягкой воды, например, дождевой. Жесткая вода дает мало пены с мылом, а на стенках и спирали чайников при её кипячении образуется накипь. Жесткость воды зависит от количества растворенных в ней солей. Многие технологические процессы в разных отраслях промышленности протекают в растворах. Растворимость веществ в воде зависит от температуры. Как правило, растворимость твёрдых веществ в воде увеличивается с повышением температуры. (Приложение 1 рис. 1). Вещество считают хорошо растворимым, если при комнатной температуре в 100 г воды растворяется больше 1 г этого вещества. 1.Совершенно нерастворимых веществ в природе не существует.

1.2. Кристаллизация из водных растворов солей

Кристаллизация – от греческого — лёд – процесс образования кристаллов из газов, расплавов, растворов. 4

Мгновенная кристаллизация вещества происходит из пересыщенного раствора. Пересыщенным называют такой раствор, в котором при данной температуре находится в растворённом состоянии больше вещества, чем в его насыщенном растворе при тех же условиях. 1 Из некоторых веществ легко получить пересыщенные растворы. Например, из медного купороса. Приготовить пересыщенный раствор соли можно следующим способом. При высокой температуре воды (близкой к кипению) приготовить насыщенный раствор соли. 5. Насыщенным называют такой раствор, в котором при данной температуре вещество больше не растворяется 1. Затем избыток соли нужно отфильтровать и медленно охладить при комнатной температуре. Если в такой пересыщенный раствор внести стеклянную палочку, на кончике которой имеется несколько крупинок этой соли, — немедленно начнётся её кристаллизация из раствора. 5.

Если взять каплю насыщенного раствора соли, поместить ее на предметное стекло, поднести к микроскопу, подождать, когда лишняя вода испарится, то можно рассмотреть получившиеся кристаллы.

Наш эксперимент – приготовить водный раствор медного купороса и вырастить из него кристалл, наблюдая за его ростом.

2. Практическая часть. Выращивание кристаллов из водного раствора медного купороса

Медный купорос, которым мы используем для обработки деревьев, имеет химическое название.

2.1. Ознакомление с образцом соли

Результат ознакомления с солями изложен в виде таблицы

Меди (II) сульфат пентагидрат

Кристаллические модификации, цвет растворов и паров:

Формула в виде текста: CuSO4 5H2O

Молекулярная масса (в а. е.м.): 249,68

Температура разложения (в °C): 100

Растворимость (в г/100 г или характеристика):

Вкус, запах, гигроскопичность:

Плотность:

Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К, кДж/моль):

Стандартная энергия Гиббса образования ΔG (298 К, кДж/моль):

Стандартная энтропия образования S (298 К, Дж/моль·K):

Стандартная мольная теплоемкость Cp (298 К, Дж/моль·K):

Применение:

Лекарственное средство: наружное антисептическое, вяжущее и прижигающее средство. При отравлении белым фосфором.

Дополнительная информация:

Механохимически реагирует с желтой кровяной солью с образованием красно-бурого гексацианоферрата меди.

Все материалы взяты из открытых источников

Https://m. ok. ru/group/56847461646379/topic/62233550760747

Https://school-science. ru/17/13/52623

Https://xumuk. ru/spravochnik/707.html