Кристаллогидраты в химии
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Содержание:
Определение
Кристаллогидратами в химии называются кристаллы, содержащие в своем складе молекулы воды, которая к тому же имеет более прочную связь с катионами в кристаллической решетке, нежели связь между анионами и катионами в кристалле безводного вещества. При низкой температуре вода в кристаллогидратах может быть связанной, как с катионами, так и с анионами солей.
Примеры
Ярким примером кристаллогидратов могут быть разные природные минералы, такие как гипс, карналлит. Также к кристаллогидратам можно отнести медный купорос, железный купорос, кристаллическую соду и т. д.
Образование
Предлагаем вам посмотреть интересный химический опыт с белым купоросом, в ходе которого вы сможете увидеть и проследить процесс, как образования кристаллогидрата, так и его разрушения.
Как рассчитать массу кристаллогидрата
Попробуем ответить на этот вопрос на конкретном примере. Представим, что нам нужно вычислить, какая масса воды, присоединяющейся к 33,3 граммам безводного хлорида кальция при образовании его гексагидрата CaCl2 • 6H2O.
Рассчитаем молярные массы хлорида кальция (CaCl2), воды (H2O) и гексагидрата (CaCl2 • 6H2O):
M (CaCl2) = 111 (г/моль).
M (H2O) = 18 (г/моль).
M (CaCl2 • 6H2O) = 111 + 6 • 18 = 219 (г/моль).
Учитывая, что в 1 моль кристаллогидрата (CaCl2 • 6H2O) содержится 1 моль безводного хлорида кальция (CaCl2) и 6 моль воды (H2O), найдем массы данных веществ по формуле, устанавливающей связь между массой и количеством вещества:
M = N • m
формула нахождения массы. Получаем:
m (CaCl2) = 1 моль • 111 г/моль = 111 (г).
m (H2O) = 6 моль • 18 г/моль = 108 (г).
m (CaCl2 • 6H2O) = 1 моль • 219 г/моль = 219 (г).
Учитывая, что 1 моль безводного хлорида кальция (CaCl2) может присоединять 6 моль воды (H2O), вычислим массу присоединяемой воды. Составим пропорцию:
111 г CaCl2 присоединяет 108 г H2O
33,3 г CaCl2 присоединяет x г H2O
Отсюда получаем ответ: х = 32,4 грамма.
Растворение в воде
Растворение кристаллогидратов представляет собой сложный физико-химический процесс. Во время растворения его кристаллическая решетка разрушается, а новообразованные частички растекаются по всему объему раствора. При этом во время растворения кристаллогидратов выделяется тепловая энергия.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.
Растворите кристаллогидрат (СаСl2* 6H2O) в воде. Если что, то это один из вариантов охлаждающей смеси, используемой в лаборатории. А вы пишете о выделении тепла при растворении их. Если хотите акцентировать внимание на тепловом эффекте, то скажите уж: “нередко выделяется”. Хотя при растворении кристаллогидратов уже изначально ослаблен тепловой эффект от гидратации, и поэтому следует ожидать в целом мЕньших тепловых эффектов чем для растворения безводных солей.