Кристалогідрати в хімії
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Зміст:
Визначення
Кристалогідратами в хімії називаються кристали, що містять в своєму складі молекули води, яка до того ж має більш міцний зв’язок з катіонами в кристалічній решітці, ніж зв’язок між аніонами і катіонами в кристалі безводної речовини. При низькій температурі вода в кристалогідратах може бути пов’язаною, як з катіонами, так і з аніонами солей.
Приклади
Яскравим прикладом кристалогідратів можуть бути різні природні мінерали, такі як гіпс, карналіт. Також до кристалогідратів можна віднести мідний купорос, залізний купорос, кристалічну соду, тощо.
Утворення
Пропонуємо вам подивитися цікавий хімічний дослід з білим купоросом, в ході якого ви зможете побачити і простежити процес, як утворення кристалогідрату, так і його руйнування.
Як розрахувати масу
Спробуємо відповісти на це питання на конкретному прикладі. Уявімо, що нам потрібно обчислити, яка маса води, що приєднується до 33,3 грамам безводного хлориду кальцію при утворенні його гексагідрату CaCl2 • 6H2O.
Розрахуємо молярні маси хлориду кальцію (CaCl2), води (H2O) і гексагідрату (CaCl2 • 6H2O):
M (CaCl2) = 111 (г / моль).
M (H2O) = 18 (г / моль).
M (CaCl2 • 6H2O) = 111 + 6 • 18 = 219 (г / моль).
З огляду на те, що в 1 моль кристалогідрату (CaCl2 • 6H2O) міститься 1 моль безводного хлориду кальцію (CaCl2) і 6 моль води (H2O), знайдемо маси даних речовин за формулою, яка встановлює зв’язок між масою і кількістю речовини:
M = N • m
формула знаходження маси. отримуємо:
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).
З огляду на те, що 1 моль безводного хлориду кальцію (CaCl2) може приєднувати 6 моль води (H2O), обчислимо масу води, що приєднується. Складемо пропорцію:
111 г CaCl2 приєднує 108 г H2O
33,3 г CaCl2 приєднує x г H2O
Звідси отримуємо відповідь: х = 32,4 грама.
Розчинення у воді
Розчинення кристалогідратів являє собою складний фізико-хімічний процес. Під час розчинення його кристалічна решітка руйнується, а новоутворені частинки розтікаються по всьому об’єму розчину. При цьому під час розчинення кристалогідратів виділяється теплова енергія.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.