Одержання та порівняння кристалів солей металів

Експериментальна робота – проект: Одержання та порівняння кристалів солей металів.

Зміст:1. Солі, які використовувалися для одержання кристалів. Їх характеристика та застосування2. Опис процесу вирощування монокристалів з водних розчинів солей3. Порівняння та дослідження готових кристалів отриманих з водних розчинів солей4. Висновки

Калій біхромат𝑲𝟐𝑪𝒓𝟐𝑶𝟕 Яскрава помаранчева порошкоподібна маса, що складається з кристалів триклінної сингонії, які не піддаються злежуванню. Не летка, добре розчинна у воді. Є потужним окислювачем. Ця сполука, має величезне значення для різних галузей, зокрема: з його участю виготовляють неорганічні пігменти, барвники, сухі батареї (електроліти); його задіюють у дубленні шкіри та овчини (в шкіряному виробництві виступає дубником); є ефективним окислювачем у значному переліку напрямків: піротехнічному виробництві, сірниковій промисловості, фотосправі, живопису тощо. Не обходяться без калію біхромату і органічний синтез, і металообробка. Він бездоганно запобігає корозійним проявам металів і металевих сплавів. Може виступати протравою для посадкового матеріалу, що використовується в сільському господарстві. Калій біхромат токсичний та канцерогенний(належить до речовин першого класу небезпеки). Він здатний руйнувати шкіру, шкодити дихальній системі і хрящам, провокувати складні отруєння. Потрібно запобігати контакту, бризок, пилу і парів цього реактиву з тілом максимально. Захищайти руки, обличчя і органи дихання.

Магній сульфат гептагідрат 𝑴𝒈𝑺𝑶𝟒· 7𝑯𝟐 O Це сипка порошкоподібна маси, сформована призматичними безбарвними кристалами. Випускається в різних марках, яким характерна варіативність забарвлення: від білого до світло-сірого. Ця речовина з легкістю розчиняється у водному середовищі (в киплячому ще сильніше, ніж у холодному). Водні розчини за смаковими характеристиками – гірко-солоні. В етиловому ж спирті розчиненню практично не піддається. Злежування не спостерігається, на повітрі вивітрюється. Небезпеки пожежі та вибуху не несе. Сульфат магнію – речовина з досить широкою сферою застосування: з його участю виготовляють СМЗ (синтетичні мийні засоби); кормові дріжджі та ін. Його задіюють в хімічній (наприклад, при створенні надборнокислого натрію) і шкіряній галузях. У медицині служить заспокійливим. Одна з основних ролей цього матеріалу – важливе для сільського господарства мінеральне добриво.

Купрум(ІІ) сульфат пентагідрат (мідний купорос) Cu. S𝑶𝟒· 5𝑯𝟐 O У безводному вигляді – білий порошок, дуже гігроскопічний. У вигляді кристалогідратів – прозорі негігроскопічні кристали різних відтінків синього з гіркувато-металевим терпким смаком, на повітрі поступово вивітрюються (втрачають кристалізаційну воду). Речовина з помірною токсичністю, відноситься до класу небезпеки 4 (малонебезпечна речовина). Смертельна доза мідного купоросу складає від 45 до 125 грамів для дорослої людини перорально (при ковтанні), в залежності від маси, стану здоров’я, імунітету до надлишку міді і від інших факторів. Мідний купорос широко застосовується для електролітичного отримання і рафінування міді, електролітичного покриття міддю інших металів, а також як фунгіцид у сільському господарстві у вигляді водної суспензії утвореної з вапном відомої як бордоська рідина.

Калій гексаціаноферат(ІІ) тригідрат (жовта кров'яна сіль) 𝑲𝟒[Fe(𝑪𝑵)𝟔]∙3𝑯𝟐𝑶 У безводному стані виглядає як тверда кристалічна біла маса з жовтуватим відтінком, тригідрати являють собою блідо-жовті прозорі кристалічні структури з блиском. У воді розчиняється з такою закономірністю: чим вища температура, тим більше розчинення. Промислове отримання здійснюють, використовуючи відпрацьовані матеріали, що містять ціанисті сполуки, після очищення газу на газозаводах. Їх піддають обробці гашеним вапном, також в роботі задіюють хлорид калію і поташ. Крім того, можливий синтез шляхом реакції сульфіду заліза (II) і водного розчину ціаніду калію. Сфери застосування: текстильне виробництво; харчопром (дозволена до застосування добавка до їжі E536, яку вносять до харчової солі з метою запобігання злежуванню та утворенню грудок, як емульгатор додають до ковбасних виробів і сирної продукції; також з її допомогою видаляють важкі метали з винних матеріалів); хімічна галузь; целюлозно-паперова промисловість; машинобудування та сталеливарна галузь. Жовта кров’яноа сіль нейтральна: вона не піддається розкладанню не тільки в воді, але й в організмі. Пероральне застосування дози 6400 мг/кг є летальним.

Опис процесу вирощування монокристалів з водних розчинів солей:1. Початковим етапом є приготування насиченого розчину. Для цього: В таблиці знаходимо коефіцієнт розчинності солі і обчислюємо кількість солі необхідну для приготування насиченого за температури 30-60 C° розчину з розрахунку на 100 г води. Відповідно для: 𝑲𝟐𝑪𝒓𝟐𝑶𝟕 : 15 г на 100 мл води;𝑴𝒈𝑺𝑶𝟒· 7𝑯𝟐 O : 115 г на 100 мл води;𝑪𝒖𝑺𝑶𝟒· 5𝑯𝟐 O : 45 г на 100 мл води;𝑲𝟒𝑭𝒆(𝑪𝑵)𝟔 · 3𝑯𝟐 O : 30 г на 100 мл води. Зважуємо на терезах визначену кількість солі. 

Опис процесу вирощування монокристалів з водних розчинів солей:2. Вносимо у посудину з нагрітою водою зважену кількість солі і готуємо насичений розчин солі. Фільтруємо одержаний розчин і переливаємо у чисту посудину. Потім ставляємо гарячий розчин для охолодження. Через певний час випадають дрібні кристали. Серед цих кристалів відбираємо зразки найбільш правильної форми, які потім будуть використані як кристали – затравки.

Опис процесу вирощування монокристалів з водних розчинів солей:3. Прикріплюємо кристал – зародок до нитки й підвішуємо його у розчин. Для цього закріплюємо кристал-затравку способом – підвішування кристала на шовковій нитці. Ставляємо склянку в тепле місце. За рахунок випаровування води з розчину починається ріст кристалу і поступово темп його росту збільшується. На фото: маточний розчин та процес початку росту кристалів калій біхромату

Опис процесу вирощування монокристалів з водних розчинів солей: Мідний купорос. Магній сульфат гептагідрат. Жовта кров’яна сіль

Дослідження готових монокристалів отриманих з водних розчинів солей. Ріст кристалів вище вказаних солей відбувався на протязі 45 днів. Готові кристали виймаємо з розчину, ретельно осушуємо серветкою. Кристали збільшилися в три рази від початкових розмірів зародку.

Мідний купорос. Вирощені кристали мають насичений синій колір та триклінну Сингонію. Також утворювалися друзи, відростки та двійники. Жовта кров’яна сіль. Сингонія моноклінна. Кристали мають жовтий колір та непрозорі. Утворювалися зростки. Монокристал отримати важко, в моєму випадку – полікристали .

Магній сульфат гептагідрат. Утворилися прозорі кристали. Сингонія ромбічна. Маточний розчин був концентрований, що призвело до видовження кристалів. Калій біхромат. Сингонія моноклінна. кристали Насиченого оранжево-червоного кольору, складного огранювання. Отримані полікристали.

Висновки: В даній експериментальній роботі показано як в домашніх умовах можна вирощувати кристали солей металів. Експерименти з вирощування кристалів доступні, відносно безпечні та прості, якщо дотримуватися алгоритму дій. Експериментальна Робота дає можливість удосконалити базові знання з неорганічної хімії, оволодіти прийомами самостійної роботи для підготовки і вирощування монокристалів з водних розчинів солей як науково-експериментального дослідження.