Opis wykonywanych doświadczeń

AKADEMIA CIEKAWEJ CHEMII
NIEZWYKŁY ŚWIAT KRYSTALOGRAFII
1.
Krystalizacja elektrolityczna - Krystalizacja poprzez elektrolizę.
Do doświadczenia użyto: zasilacz, dwie elektrody: pręcik cynowy i gwóźdź stalowy,
źródło prądu stałego (zasilacz), wodny roztwór chlorku cyny (SnCl2) i stężony kwas solny
(HCl).
Do naczynia wlano roztwór rozpuszczonego w wodzie chlorku cyny i dodano kilka
kropel stężonego kwasu solnego. Dodatek kwasu solnego usuwa mleczną barwę roztworu, a
także przyspiesza proces elektrolizy. Następnie w roztworze umieszczono połączone z
zasilaczem elektrody, czyli pręcik cynowy oraz stalowy drut. Pręcik cynowy połączono z
ujemnym biegunem zasilacza, natomiast gwóźdź stalowy z dodatnim.
Po włączeniu zasilania, dodatnio naładowane kationy płyną w kierunku elektrody
ujemnej (zwanej dlatego katodą), natomiast ujemnie naładowane aniony płyną w kierunku
elektrody dodatniej (anody). Obecne w roztworze jony cyny Sn2+ redukują się i osadzają na
katodzie w postaci metalicznej cyny. Krystalizująca cyna tworzy dobrze ukształtowane,
długie igiełki. Natomiast obecne w roztworze chlorki Cl- utleniają się na anodzie do
gazowego chloru – przy stalowym gwoździu można zaobserwować pęcherzyki gazu.
Procesy zachodzące w trakcie elektrolizy można zapisać za pomocą odpowiednich
równań połówkowych:
Sn2+ + 2e → Sn
2Cl- → Cl2 + 2e
Metoda elektrolitycznego otrzymywania cyny jest metodą laboratoryjną. Ze względu
na wysokie koszty nie jest stosowana na skalę przemysłową. Natomiast wykorzystuje się ją
do oczyszczania metalu.
2.
Synteza jodku ołowiu - Wytrącanie osadu i krystalizacja.
Do doświadczenia użyto: octan ołowiu (CH 3COO)2Pb, jodek potasu KI, stężony kwas
octowy (etanowy) CH3COOH, gorącą wodę oraz lód.
Sporządzono wodne roztwory octanu ołowiu oraz jodku potasu, a następnie do
roztworu octanu ołowiu dodano roztwór jodku potasu. Otrzymaną zawiesinę odstawiono na
jakiś czas, po czym roztwór zdekantowano (zlano znad osadu). Do osadu dodano kilka kropel
kwasu octowego oraz niewielką ilość gorącej wody, tak by rozpuścić osad. Następnie
otrzymany roztwór chłodzono w naczyniu z zimną wodą i lodem.
1
W wyniku tej reakcji powstaje żółty, drobnokrystaliczny osad jodku ołowiu. Aby
uzyskać osad grubokrystaliczny, należy rozpuścić go w jak najmniejszej ilości gorącej wodzy
i pozostawić do powolnego ochładzania się. Pozwala to na otrzymanie złotych, błyszczących
kryształów jodku ołowiu.
W roztworze zaszła reakcja podwójnej wymiany, prowadząca do uzyskania jodku
ołowiu PbI2:
2 KI + (CH3COO)2Pb → PbI2 + CH3COOK
2 I- + Pb2+ → PbI2
3. Krystalizacja siarczanu(VI) miedzi(II)
Do doświadczenia użyto: pentahydrat siarczanu(VI) miedzi(II) CuSO 4·5H2O, wodę
destylowaną, płaszcz grzejny. Do wody destylowanej dodano siarczan(VI) miedzi(II) w ilości
odpowiadającej jego rozpuszczalności w wodzie (75,4g/100g wody), a następnie ogrzewano
do całkowitego rozpuszczenia substancji. Roztwór przelano do czystej zlewki i pozostawiono
do powolnej krystalizacji. Po kilkunastu minutach uzyskano niewielkich rozmiarów kryształy.
2
Doświadczenie można kontynuować. Spośród otrzymanych kryształów należy wybrać
największy kryształ, ponownie sporządzić nasycony roztwór siarczanu miedzi i umieścić w
nim wybrany kryształ do dalszego wzrostu. Rosnący kryształ należy oczyszczać co kilka dni z
mniejszych kryształów, które się do niego dołączały. Po kilku tygodniach można uzyskać
duży kryształ hydratu siarczanu(VI) miedzi(II) CuSO4·5H2O.
W taki sam sposób można otrzymywać duże, dobrze ukształtowane kryształy innych
soli, np. ałunu glinowo-potasowego K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O czy węglanu sodu Na2CO3·10
H2O.
Wykonanie:
Studenckie Koło Naukowe Chemików UŁ w składzie:
- Natalia Festinger
- Karina Kołodziejczyk
- Łukasz Majchrzyk
3