ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΣΤΗ ΔΙΑΛΥΤΟΤΗΤΑ ΟΥΣΙΩΝ

Επιμέλεια:Ιωάννης Γράψας (Χημικός)

Εισαγωγή

 Η δραστηριότητα, όπως περιγράφεται στο σχολικό εργαστηριακό οδηγό, είναι δύσκολο να ολοκληρωθεί στη διάρκεια μιας διδακτικής ώρας. Επιπλέον, η επιλογή της σακχαρόζης, ως της ουσίας της οποίας μελετάται η διαλυτότητα στο νερό, είναι κατά τη γνώμη μας ανεπιτυχής. Για τους λόγους αυτούς, η δραστηριότητα του σχολικού βιβλίου τροποποιήθηκε και προτείνεται να εφαρμοστεί όπως περιγράφεται παρακάτω. Αντί της σακχαρόζης επιλέχθηκε η χρήση ΝΗ₄Cl. Η ουσία αυτή προσφέρεται για τη μελέτη της διαλυτότητάς της, διότι: α) η διαλυτότητα της στο νερό αυξάνει σημαντικά με την αύξηση της θερμοκρασίας, β) τα ιζήματά της διηθούνται εύκολα και γρήγορα και γ) μπορεί να ξηρανθεί με θέρμανση χωρίς να διασπαστεί (προσοχή: με ισχυρή θέρμανση εξαχνώνεται αναδίνοντας ατμούς ΝΗ₄Cl).  

Πορεία

Α. Προσδιορισμός της διαλυτότητας του ΝΗ₄Cl σε θερμοκρασία περιβάλλοντος

1.    Σε γυάλινο χωνί προσαρμόζουμε ηθμό διήθησης και το τοποθετούμε στην κορυφή δοκιμαστικού σωλήνα.

2.    Ζυγίζουμε περίπου 6 g ΝΗ₄Cl.

3.    Την ζυγισμένη ποσότητα την μεταφέρουμε σε δοκιμαστικό σωλήνα στον οποίο με την βοήθεια ογκομετρικού κυλίνδρου έχουμε μεταφέρει 10 mL απιονισμένου νερού.

4.    Κλείνουμε με κομμάτι φελλού το στόμιο του σωλήνα και ανακινούμε ισχυρά. Με τη διάλυση της ουσίας ο σωλήνας ψύχεται. Συνεχίζουμε την ανακίνηση μέχρις ότου αποκατασταθεί η θερμοκρασία περιβάλλοντος στο σύστημά μας.

5.    Αποχύνουμε το μίγμα στον ηθμό, ξεπλένουμε το σωλήνα με μικρή ποσότητα απιονισμένου νερού και την προσθέτουμε και αυτή στον ηθμό. Παρατηρούμε την πρόοδο της διήθησης.

6.    Μετά το τέλος της διήθησης, ξεπλένουμε τον ηθμό με 20 mL ακετόνης του εμπορίου ώστε να στεγνώσει, κατά το δυνατόν, το ίζημα που συλλέξαμε. Αφαιρούμε τον ηθμό από το γυάλινο χωνί και τον τοποθετούμε σε κάψα πορσελάνης.

7.    Με τη βοήθεια σπάτουλας ξύνουμε ελαφρά τον ηθμό, ώστε να μεταφερθεί το σύνολο του στερεού υλικού στην κάψα. Αναδεύουμε το στερεό με τη σπάτουλα για να στεγνώσει όσο γίνεται περισσότερο.

8.    Εάν επιθυμούμε πιο επαρκή ξήρανση, θερμαίνουμε ήπια την κάψα με λύχνο.

Β. Προσδιορισμός της διαλυτότητας του  ΝΗ₄Cl σε θερμοκρασία 70^ο C

1.     Γεμίζουμε το υδρόλουτρο με νερό βρύσης και το ανάβουμε, αφού ρυθμίσουμε την θερμοκρασία του στους 70^οC.

2.     Σε ένα γυάλινο χωνί προσαρμόζουμε ένα ηθμό διήθησης και το τοποθετούμε στην κορυφή δοκιμαστικού σωλήνα.

3.     Ζυγίζουμε 6 g ΝΗ₄Cl.

9.    Την ζυγισμένη ποσότητα την μεταφέρουμε σε δοκιμαστικό σωλήνα στον οποίο, με την βοήθεια ογκομετρικού κυλίνδρου, έχουμε μεταφέρει 10 mL απιονισμένου νερού.

4.     Κλείνουμε με μικρό κομμάτι φελλού το στόμιο του σωλήνα και τον βυθίζουμε για 5 min στο υδρόλουτρο, ενώ τον αναταράζουμε κατά διαστήματα. Στη συνέχεια διηθούμε.

5.     Μετά το τέλος της διήθησης, ξεπλένουμε τον ηθμό με ακετόνη και ακολουθούμε τα βήματα 6, 7 και 8, όπως περιγράφτηκε παραπάνω.

Γ. Υπολογισμοί

1.     Υπολογίζουμε την διαλυτότητα του ΝΗ₄Cl σε θερμοκρασία περιβάλλοντος και σε θερμοκρασία 70^ο C.