گزارشکار نمک آبپوشیده
گزارشکار نمک آبپوشیده
وسایل و مواد مورد نیاز:
ترازو(با دقت 0.01 )، بوته چینی، گیره،پایه، دسیکاتو، حلقه آهنی، مثلث نسوز، قاشقک، چراغ گاز
آهن (‖)سولفات هفت آبه
مقدمه:
نمک آبپوشیده چیست؟
بيشترين بخش نمك جهان به صورت محلول در آب اقيانوس هابين 1 تا 5 درصد و مقدارمتوسط آن در حدود 5/3 درصد است. تغييراتايجاد شده در ميزان نمك درياها و اقيانوس ها به ميزان تبخير، درصد يخ و ميزان املاح آب رودخانه ها بستگي دارد. در سواحلي كه مقدار تبخير آب دريا زياد باشد، نمك را از آب دريا استخراج مي كنند. در سواحل درياچه هاي بسته درون قاره اي كه ميزان تبخيرآن ها زياد باشد، نمك تشكيل مي گردد و اين درياچه ها براي استخراج نمك مناسبند.
نمكبه صورت طبيعيبه دو شكل يافت مي‌شود:(سنگ) جامد .1
مايع به شكل نمك كه دومين شكل منابع عظيم نمك راشامل مي‌شود. .2
با زياد شدن نسبت املاح در آب درياچه و بالارفتن سطح آب، املاح مختلف كه به ترتيب كربناتها، سولفاتها، كلرها و بالاخره املاح پياسيم و منيزيم هستند رسوب گذاري مي‌نمايند. لازم به ذكر است ضخامت پوسته نمكي در مركز درياچه بيش از ساير نقاط مي‌باشد. اين نمك به صورت ريتميك بوده به وسيله رنگ سياه يا نمك يا رنگهاي مختلف از يكديگر جدا مي‌شود. در مورد نمك آبي، ذخاير اقيانوسي و دريايي از اهميت بسياري برخوردارند. حجم كلي اقيانوس هاي جهان تقريباً 1347 كيلومتر مكعب است.
تخمين زده مي‌شود كه ميزان تناژ نمك آب درياها 1015×40 ميليون تن است. اين نظريه منبع عظيم نمك ازمقايسه سطح محصول جهاني حدود 180 ميليون تن درسال به دست آمده است. در اين نوع نسبت توليد، 222 ميليون سال طول مي‌كشد تا فقط ذخاير نمك در درياها تهي شود. همچنين بايد يادآوري شود كه يون هاي كلرين و سديم كه مدام در حال اضافه شدن به دريا از سايرمنابع هستند، جايگزين نمكهاي برداشت شده مي‌شوند. اين بدين معناست كه تناژ عظيمي كه در اقيانوس هاي جهان به وجود مي‌آيد مفقود نمي‌شود. تبخير به وسيله خورشيد بدين معني است كه شوري آب حدود 20% يا بيشتر باشد. نمك همچنين از منابع زيرزميني طبيعي، به وسيله پالايش آب دريا و يا از تجزيه و انحلال سنگ نمك بوجود آيد. نمك به دست آمده از كريستال هاي آب نمك، نمك سود ناميده مي‌شود.
علاوه بر حجم زياد نمك موجود دراقيانوس ها، نمك روي زمين نيز يافت مي‌شود، كه به صورت سنگ نمك مي‌باشد و به كاني هاليت معروف است كه به آساني قابل تشخيص است. معمولاً بي‌رنگ، نرم و بخاطر مزه شورش به راحتي قابل تشخيص است.
هاليت يكي از كاني هاي تبخيري است كه از عمل تبخير شدن قسمتي يا كلي از مايع نمكي به صورت جامد به دست مي‌آيد.
آب تبلور چیست؟
آب تبلور آبی است كه به همراه مولكول های بعضی بلورهای جامدهای يونی است. هنگامی كه يک جامد يونی از محلول آبی متبلور می شود به عنوان مثال باريم كلريد محلول در آب است و ما به وسيله‌ی تبخير يک مقدار از محلول و اشباع كردن محلول، مقداری بلور BaCl2 به دست می آوريم. در اين هنگام تعدادی از مولكول های آب در شبكه بلور به دام افتاده و با بلور پيوندهای ضعيف واندروالسی برقرار می كند. در اين هنگام ما به جای BaCl2 خالص، نمک متبلور آن را داريم و فرمول آن به صورت می باشد. به اين گونه بلورهای نمكی كه با مولكول های آب همراه هستند، هيدرات و به آبی كه اين بلورها را همراهی می كند و در شبكه ی= بلوری اين نمكها وارد شده است، آب تبلور گفته می شود. مثال ديگر از اين دست، سولفات مس هيدراته است كه دارای 5 مولكول آب تبلور می باشد.معمولا ً ظاهر هيدراتها با تركيبات بی آب آنها كاملا ً تفاوت دارد. به طور معمول، هيدراتها بلورهای نسبتا بزرگ و غالبا شفاف تشكيل می دهند. هيدراتها بر اثر گرم شدن تجزيه می شوند و آب تبلور خود را به صورت بخار آب از دست می دهند. از بين رفتن آب تبلور يک هيدرات را شكوفا شدن می نامند. رنگ برخی از نمک های آب پوشيده با رنگ نمک بی آب آنها متفاوت است، از اين رو، از اين نمكها به عنوان شناساگر رطوبت استفاده می كنند. مثلا ً:
قرمز رنگ: 2H2O2 . CoCl2 صورتی رنگ: 2H2O5. CoCl2
بنفش رنگ: 2H2O4.CoCl2 آبی رنگ: CoCl2
روش انجام کار:
1) بوته چینی را (که به طور کامل خشک شده) بر روی ترازو با دقت0.01 قرار میدهیم و وزنی را که نشان می دهد یادداشت میکنیم: 8/55 .
2) به اندازه ی 5 گرم زاج سبز( آهن(‖) سولفات 7 آبه ) را با قاشقک برداشته و درون بوته چینی میریزیم و وزن آن را یادداشت میکنیم: 8/60
3) مثلث نسوز را روی سه پایه ای که زیر آن چراغ گاز روشن است، قرار میدهیم. بوته ی چینی را(که حاوی نمک است) نیز روی مثلث نسوز میگذاریم.در بوته چینی را طوری قرار میدهیم تا راهی برای خروج بخار نمک باشد.
4) بوته چینی را ابتدا به آرامی و سپس به مدت 5 دقیقه با شدت حرارت میدهیم، سپس در پوش را برداشته و بوته چینی را درون دسیکاتور میگذاریم تا به دمای محیط برسد و سپس وزن آن را اندازه میگیریم: 0/59
5) در پایان، از بسته بودن شیر گاز اطمینان حاصل پیدا کرده و وسایل استفاده شده را تمیز میکنیم.
چگونگی محاسبه ی تعداد آب تبلور:
حال نوبت به محاسبه ی تعداد آب تبلور زاج سبز رسیده است :
1) جرم زاج سبز را حساب میکنیم.
2) تعداد مول های آهن سولفات را نیز (بدون آب)حساب میکنیم.
3) جرم آب خارج شده از نمک آبپوشیده را حساب میکنیم.
4) تعداد مول های آب را نیز حساب میکنیم.
5) اگر فرمول شیمیایی آهن(‖)سولفات به صورت زیر باشد :
FeSO₄.nH₂O FeSO₄+nH₂O
نسبت تعداد مول های آب خارج شده به مول های آهن(‖)سولفات بدون آب را محاسبه میکنیم.
محاسبه و نتیجه گیری:
3.2 / 152 = 0.02 g/mol تعداد مول های آهن (‖)سولفات
1.8 / 18 = 0.1 g/mol تعداد مول های آب
FeSO₄.nH₂O FeSO₄+nH₂O
0.1 / 0.02 = 5
حال میتوانیم فرمول تجربی این نمک آبپوشیده را بنویسیم :
FeSO₄.5H₂O
توجه: فرمول شیمیایی اصلی آهن(‖)سولفات دارای 7 آب تبلور است.
پرسش :
هنگامی که سه گروه دو تایی از دانش آموزان جسم جامدی را گرم کردند نتایج زیر به دست آمد. با توجه به این جدول که در هر مورد دانش آموزان، قطره های مایع را هنگام گرم کردن این جسم جامد مشاهده کرده اند، به پرسش های مطرح شده پاسخ دهید:
|
gجرم پس از گرم کردن |
gجرم پیش از گرم کردن |
شماره گروه |
|
26/1 |
48/1 |
1 |
|
40/1 |
64/1 |
2 |
|
78/1 |
08/2 |
3 |
آ) آیا این جسم جامد میتواند یک نمک آبپوشیده باشد؟دلیل خود را توضیح دهید.
بله، به دو دلیل: اولا دانش آموزان قطرات آب را مشاهده کرده اند که این بدین معناست که آب داخل نمک در حال تبخیر است و دوما وزن ماده پس از حرارت دادن کم شده که یعنی ماده آب خود را از دست داده است.
ب) اگر جرم یک مول از این جسم جامد پس از گرم کردن 208 گرم باشد و فرمول آن X باشد، فرمول نمک آبپوشیده ی آن را تعیین کنید.
X.nH2O X + nH2O
گروه اول
1.48 -1.26 = 0.22 ( 208 × 0.22 ) / 1.26 = 18n
n = 2.017 X.2H2O
گروه دوم
1.64 – 1.40 = 0.24 (0.24×208 ) / 1.40 =18n
n = 1.99 X.2H2O
گروه سوم
2.08 – 1.78 = 0.3
( 0.3×208 ) / 1.78 = 18n
n = 1.94 X.2H2O
نمکی که دارای دو آب تبلور است * باریم کلرید * می باشد.