"Замерзание" воды при комнатной температуре
(кристаллизация ацетата натрия)
(кристаллизация ацетата натрия)
Ацетат натрия CH3COONa*3H2O представляет собой бесцветные кристаллы, легко растворимые в воде. Как видно из формулы, соль образует кристаллогидрат с тремя молекулами воды.
Если кристаллогидрат ацетата натрия осторожно нагреть - он расплавиться. Но это плавление не совсем обычное - соль растворяется в собственной гидратной воде. При охлаждении этот раствор застывает, превращаясь в белую массу, похожую на лед - происходит кристаллизация, которая сопровождается значительным выделением тепла.
Подобным образом ведут себя и некоторые другие соли, например - алюмокалиевые квасцы KAl(SO4)2*12H2O. Однако, ацетат натрия склонен образовывать пересыщенные растворы - т.е. растворы, которые содержат вещества больше, чем может раствориться при данной температуре. Если твердый ацетат натрия (с небольшими добавками воды) нагреть на водяной бане в закрытой колбе, он постепенно расплавиться, образуя насыщенный раствор. Насыщенный - при температуре горячей водяной бани.
Теперь снимем колбу с водной бани и оставим охлаждаться. Раствор постепенно остынет до комнатной температуры, растворимость соли значительно понизится, но кристаллизации не произойдет - образуется пересыщенный раствор. В закрытой колбе пересыщенный раствор может храниться днями, неделями и даже месяцами. Но стоит внести затравку - небольшой кристаллик ацетата натрия - и, сразу же, произойдет кристаллизация.
Итак, проведем эксперимент. Возьмите колбу на 200-300 мл и насыпьте в нее ацетат натрия CH3COONa*3H2O - приблизительно на 2/3 объема. Добавьте примерно 7-10 мл дистиллированной воды. При этом постарайтесь смыть вниз кристаллы, прилипшие к горлышку колбы. Колбу плотно закройте резиновой или корковой пробкой и поставьте на водяную баню. По мере того, как вода будет нагреваться, ацетат натрия начнет растворяться в собственной кристаллизационной воде. Аккуратно перемешивайте содержимое колбы. Необходимо добиться полного растворения соли - чтобы внутри колбы не осталось кристаллов. Если на поверхности раствора образуется пленка или в нем плавают кристаллы, которые не желают растворяться - откройте колбу и добавьте немного воды (примерно 5-10 мл). После полного растворения соли снимите колбу с водяной бани и дайте ей остыть до комнатной температуры. Этот процесс можно ускорить, поставив колбу под струю холодной воды.
В результате у нас есть колба с пересыщенным раствором ацетата натрия. Поставьте колбу на стол, можно предложить нескольким желающим убедиться, что она холодная. Слегка смочите водой кончик пальца и прилепите к нему несколько кристалликов ацетата. Откройте колбу и незаметно для зрителей стряхните кристаллики в раствор.
В месте, где затравки попадут на поверхность раствора, начнется быстрая кристаллизация. Весь раствор в колбе за несколько секунд превратится в белую массу, похожую на лед. Затвердеет даже пленка раствора на стенках колбы - образуя подобие морозных узоров. Колбу можно перевернуть вверх дном - из нее не вытечет ни капли. За счет тепла кристаллизации колба нагреется, в чем могут убедиться все желающие. Это явление используют в "соляных грелках". Иногда кристаллизация начинается в момент открытия колбы - к пробке могли прилипнуть кристаллики, которые при ее открытии падают в раствор. Роль затравки могут играть не только кристаллы ацетата натрия, но и пыль и другие посторонние частицы, поэтому соблюдайте чистоту.
Смотреть (27.7 Мб, .avi )
Эксперимент полностью
Смотреть (8.3 Мб, .avi )
Только заключительная стадия
Эксперимент полностью
Смотреть (8.3 Мб, .avi )
Только заключительная стадия
 |
 |
|
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
