Pytania pomocnicze - CHM.03

Dekantacja polega na ostrożnym zlaniu cieczy znad osadu. Osad pozostaje na dnie naczynia.

W dekantacji ciecz zlewa się znad osadu bez użycia przegrody filtracyjnej. W filtracji zawiesinę przepuszcza się przez sączek lub inną przegrodę filtracyjną.

Sedymentacja to opadanie cząstek stałych na dno. Dekantacja to późniejsze zlanie cieczy znad powstałego osadu.

Jest skuteczna, gdy osad szybko opada, jest dość ciężki i nie tworzy trwałej zawiesiny. Ciecz nad osadem powinna być możliwie klarowna.

Podczas zlewania cieczy część drobnych cząstek osadu może przedostać się do zlewanej cieczy. Ponadto część cieczy zwykle pozostaje z osadem.

Nie. Odparowanie polega na usunięciu cieczy przez przejście w parę, a dekantacja na mechanicznym zlaniu cieczy znad osadu.

Charakterystyczne elementy to ogrzewana kolba destylacyjna, termometr, ukośnie ustawiona chłodnica i odbieralnik. Układ służy do odparowania, skroplenia i zebrania destylatu.

Chłodnica skrapla pary powstające podczas ogrzewania mieszaniny. Dzięki temu skroplona ciecz może spłynąć do odbieralnika jako destylat.

Termometr pozwala kontrolować temperaturę par przechodzących do chłodnicy. Ułatwia to rozpoznanie, który składnik mieszaniny aktualnie destyluje.

W destylacji prostej ogrzewa się bezpośrednio badaną mieszaninę. W destylacji z parą wodną do układu doprowadza się parę wodną, która porywa lotne składniki.

Stosuje się ją do rozdzielania cieczy o znacznie różnych temperaturach wrzenia albo do oddzielania cieczy od nielotnych substancji rozpuszczonych.

Podczas ogrzewania powstają pary, które zwiększają ciśnienie w aparaturze. Szczelne zamknięcie mogłoby doprowadzić do pęknięcia szkła lub wybuchowego rozszczelnienia.

Wodę doprowadza się zwykle króćcem dolnym, a odprowadza górnym. Zapewnia to pełne wypełnienie płaszcza chłodnicy i skuteczne chłodzenie.

Destylacja pozwala rozdzielić ciecz od zanieczyszczeń na podstawie różnic temperatur wrzenia. Rozpuszczalnik odparowuje, a następnie skrapla się jako oczyszczony destylat.

W destylacji pary cieczy są skraplane i odzyskiwane jako destylat. Przy odparowywaniu ciecz zwykle usuwa się bez jej odzysku.

Filtrowanie usuwa głównie nierozpuszczalne cząstki stałe. Nie usuwa skutecznie rozpuszczonych zanieczyszczeń ani innych cieczy zmieszanych z rozpuszczalnikiem.

Potrzebne są m.in. kolba destylacyjna, źródło ogrzewania, termometr, chłodnica, odbieralnik oraz odpowiednie połączenia szlifowe lub węże.

Chłodnica odbiera ciepło od par rozpuszczalnika, powodując ich skroplenie. Dzięki temu można zebrać oczyszczony rozpuszczalnik w odbieralniku.

Ryzyko występuje szczególnie przy cieczach łatwopalnych, toksycznych lub tworzących nadtlenki. Destylację takich substancji prowadzi się z zachowaniem zasad BHP, często pod wyciągiem.

Należy użyć wzoru m = d · V. Dla 200 cm3 cieczy o gęstości 0,9604 g/cm3 masa próbki wynosi 192,08 g.

Masę mieszaniny mnoży się przez ułamek odpowiadający czystości. Przy czystości 90%: masa czystego acetonu = masa próbki · 0,90.

Ponieważ straty dotyczą tylko acetonu, a nie zanieczyszczeń. Punktem odniesienia musi być początkowa masa czystego acetonu w próbce.

Od początkowej masy czystego acetonu odejmuje się masę acetonu otrzymaną po destylacji. W tym zadaniu: 172,87 g − 113,74 g = 59,13 g.

Masę utraconą dzieli się przez masę początkową substancji i mnoży przez 100%. Wynik informuje, jaki procent substancji nie został odzyskany.

Odzysk i straty sumują się do 100%. Jeśli odzysk wynosi 65,80%, to straty wynoszą 34,20%.

Typowe błędy to pominięcie czystości próbki, użycie masy całej mieszaniny jako podstawy obliczeń albo pomylenie masy odzyskanej ze stratą.

Należy podzielić masę substancji przez jej masę molową: n = m / M. Dla 150 g kwasu benzoesowego: n = 150 / 122,12 ≈ 1,228 mol.

Stosunek molowy wynosi 1:1. Oznacza to, że z 1 mola kwasu benzoesowego teoretycznie powstaje 1 mol benzoesanu metylu.

Liczbę moli produktu mnoży się przez jego masę molową. W tym zadaniu: 1,228 mol · 136,2 g/mol ≈ 167,3 g.

Masę teoretyczną należy pomnożyć przez wydajność wyrażoną ułamkiem dziesiętnym. Dla 92%: 167,3 g · 0,92 ≈ 153,9 g.

167,3 g to masa teoretyczna, czyli ilość produktu przy wydajności 100%. Ponieważ reakcja miała wydajność 92%, rzeczywista masa produktu jest mniejsza i wynosi około 153,9 g.

Podano tylko masę kwasu benzoesowego, więc przyjmuje się, że to on wyznacza ilość produktu, a metanol jest w nadmiarze lub nie ogranicza reakcji.

Występują masy reagentów i produktów, masy molowe oraz reakcja chemiczna. Trzeba przejść przez mole i stosunki molowe wynikające z równania reakcji.

Należy pomnożyć wartość przez 1000, ponieważ 1 dm³ = 1000 cm³. Na przykład 1,05 g/cm³ = 1050 g/dm³.

Ponieważ stężenie odczytuje się bezpośrednio z tabeli na podstawie gęstości roztworu. Objętość byłaby potrzebna np. do obliczenia masy roztworu.

Najpierw trzeba doprowadzić jednostki gęstości do takich samych jak w tabeli. Następnie wybiera się wartość gęstości najbliższą danej i odczytuje odpowiadające jej stężenie.

Oznacza gęstość roztworu oznaczoną w temperaturze 20°C. Jest to ważne, ponieważ gęstość cieczy zmienia się wraz z temperaturą.

W tabeli gęstość roztworu 20% wynosi 1048,40 g/dm³, czyli jest najbliższa wartości 1050 g/dm³. Roztwór 30% ma gęstość 1073,95 g/dm³, znacznie większą.

Korzysta się ze wzoru m = d · V. Masa wynosi 1,05 g/cm³ · 250 cm³ = 262,5 g.

Sublimacja polega na przejściu substancji stałej bezpośrednio w parę, a następnie osadzeniu jej w postaci kryształów na chłodniejszej powierzchni. Pozwala oddzielić substancję sublimującą od nielotnych zanieczyszczeń.

Jod łatwo sublimuje podczas ogrzewania, tworząc fioletowe pary. Po zetknięciu z chłodną powierzchnią pary jodu resublimują, tworząc czyste kryształy.

Zimna woda chłodzi powierzchnię, na której osadzają się pary jodu. Dzięki temu zachodzi resublimacja, czyli przejście par jodu bezpośrednio w ciało stałe.

Sublimacja dotyczy przejścia ciała stałego bezpośrednio w gaz, bez etapu ciekłego. Odparowanie to przejście cieczy w parę.

Topnienie polega na przejściu substancji ze stanu stałego w ciekły. Sublimacja omija stan ciekły i prowadzi bezpośrednio ze stanu stałego do gazowego.

Pary jodu są drażniące i szkodliwe przy wdychaniu. Praca pod dygestorium ogranicza narażenie osoby wykonującej doświadczenie.

Kwas azotowy(V) jest silnym utleniaczem. Zamiast jonów H+ redukcji ulega azot z anionu azotanowego(V), dlatego powstają tlenki azotu, np. NO2.

Powstają azotan(V) miedzi(II), tlenek azotu(IV) oraz woda. Równanie reakcji: Cu + 4 HNO3 → Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O.

W reakcji ze stężonym HNO3 powstaje głównie NO2, czyli tlenek azotu(IV). W reakcji z rozcieńczonym HNO3 powstaje zwykle NO, czyli tlenek azotu(II).

Tlenek azotu(IV), NO2, ma charakterystyczną brunatną barwę i ostry zapach. Jest toksyczny, dlatego reakcję należy prowadzić pod dygestorium.

Pełni rolę kwasu oraz utleniacza. Utlenia miedź metaliczną do jonów Cu2+, a sam ulega redukcji do tlenków azotu.

Miedź przechodzi na stopień utlenienia +II. W związku Cu(NO3)2 występuje kation Cu2+.

Podczas reakcji wydziela się toksyczny tlenek azotu(IV), NO2. Dygestorium chroni przed wdychaniem szkodliwych par i gazów.

Najprościej po wzroście temperatury mieszaniny lub naczynia. Proces egzotermiczny oddaje ciepło do otoczenia.

Ponieważ wydziela się duża ilość ciepła. Roztwór może gwałtownie się ogrzać, pryskać i powodować oparzenia chemiczne oraz termiczne.

Zawsze należy wlewać kwas do wody małymi porcjami, mieszając i w razie potrzeby chłodząc. Nie wolno wlewać wody do stężonego kwasu.

Proces egzotermiczny wydziela ciepło, więc otoczenie się ogrzewa. Proces endotermiczny pochłania ciepło, więc mieszanina może się ochładzać.

Rozpuszczanie azotanu(V) amonu jest procesem endotermicznym. Roztwór pobiera ciepło z otoczenia i obniża temperaturę.

Nie. Rozpuszczanie może być egzotermiczne, endotermiczne albo mieć niewielki efekt cieplny, zależnie od rodzaju substancji i oddziaływań z wodą.

Należy używać okularów lub przyłbicy, rękawic odpornych na chemikalia, fartucha laboratoryjnego i pracować ostrożnie, najlepiej pod nadzorem lub w dygestorium.

To woda pozbawiona większości jonów mineralnych, takich jak Ca2+, Mg2+, Na+, Cl- czy SO4 2-. Otrzymuje się ją najczęściej przez wymianę jonową lub inne metody oczyszczania.

Wymieniacz jonowy zatrzymuje jony obecne w wodzie i zastępuje je jonami H+ oraz OH-. W efekcie powstaje woda o bardzo małej zawartości soli mineralnych.

Woda destylowana powstaje przez odparowanie i skroplenie pary wodnej. Woda demineralizowana powstaje przez usuwanie jonów, bez konieczności destylacji.

Woda demineralizowana ma usunięte sole mineralne, natomiast woda mineralizowana zawiera dodane lub naturalnie obecne składniki mineralne. W laboratorium do przygotowywania roztworów zwykle używa się wody demineralizowanej lub destylowanej.

Używa się jej do przygotowywania roztworów, płukania szkła laboratoryjnego i rozcieńczania próbek. Jej zaletą jest mała zawartość jonów, które mogłyby zakłócać wyniki analiz.

To woda destylowana ponownie, czyli poddana dwukrotnej destylacji. Stosuje się ją wtedy, gdy potrzebna jest woda o wyższej czystości niż zwykła woda destylowana.