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Trabajo de laboratorio de cristales de sal en crecimiento. Trabajo práctico "Cristales

OS GABRIELYAN,
I. G. OSTROUMOV,
A.K.AKHLEBININ

EMPIEZA EN QUÍMICA

Séptimo grado

Continuación. Ver el comienzo en el No. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9/2006

Capítulo 3
Fenómenos que ocurren con las sustancias.

(finalizando)

§ 17. Destilación o destilación

Obtener agua destilada

El agua del grifo es limpia, transparente, inodora... Pero, ¿esta sustancia es limpia desde el punto de vista de un químico? Mire dentro de la tetera: se detectan fácilmente depósitos de escamas y de color marrón, que aparecen en la espiral y las paredes de la tetera como resultado de la ebullición repetida del agua en ella.
(Figura 71). ¿Qué pasa con la cal en los grifos? Tanto el agua natural como la del grifo son mezclas homogéneas, soluciones de sustancias sólidas y gaseosas. Por supuesto, su contenido en agua es muy pequeño, pero estas impurezas pueden conducir no solo a la formación de incrustaciones, sino también a consecuencias más graves. No es coincidencia que los medicamentos para inyecciones se preparen solo con el uso de agua especialmente purificada, llamada destilado.

¿De dónde salió tal nombre? El agua y otros líquidos se purifican de impurezas mediante un proceso llamado destilación, o destilación. La esencia de la destilación es que la mezcla se calienta hasta que hierva, los vapores resultantes de una sustancia pura se eliminan, se enfrían y se vuelven a convertir en un líquido que ya no contiene contaminantes.

En la mesa del profesor se montó un aparato de laboratorio para la destilación de líquidos (Fig. 72).

El profesor vierte agua en el matraz de destilación, teñido de naranja con una sal inorgánica soluble (dicromato de potasio). Entonces puedes ver por ti mismo que esta sustancia no estará en el agua purificada. Para una ebullición uniforme, se arrojan al matraz 3-4 piezas de porcelana porosa o piedra pómez (calderas).
Se suministra agua a la camisa del refrigerador y el matraz de destilación se calienta hasta la ebullición del contenido usando un calentador eléctrico. El vapor de agua que ingresa al refrigerador se condensa y el agua destilada fluye hacia el receptor.
¿Qué temperatura marca el termómetro? ¿Qué piensas, a través de qué salida se suministra agua fría al refrigerador y a través de cuál se drena?

El agua destilada se utiliza no solo para preparar medicamentos, sino también para obtener soluciones utilizadas en laboratorios químicos. Incluso los automovilistas usan agua destilada y la agregan a las baterías para mantener los niveles de electrolitos.

Y si desea obtener un sólido de una solución homogénea, utilice evaporación, o cristalización.

Cristalización

Una forma de aislar y purificar sólidos es la cristalización. Se sabe que cuando se calienta, aumenta la solubilidad de una sustancia en agua. Esto significa que cuando la solución se enfría, una cierta cantidad de la sustancia precipita en forma de cristales. Vamos a comprobarlo experimentalmente.

Experimento de demostración.¿Recuerdas los hermosos cristales anaranjados de dicromato de potasio que el maestro usó para colorear el agua de destilación? Tomemos unos 30 g de esta sal y la "contaminemos" con unos cristales de permanganato de potasio. ¿Cómo purificar la sustancia principal de la impureza introducida? La mezcla se disuelve en 50 ml de agua hirviendo. Cuando la solución se enfría, la solubilidad del dicromato disminuye bruscamente y la sustancia se aísla en forma de cristales, que pueden separarse por filtración y luego lavarse en el filtro con unos pocos mililitros de agua helada. Si la sustancia purificada se disuelve en agua, entonces, por el color de la solución, se puede determinar que no contiene permanganato de potasio. El permanganato de potasio permaneció en la solución original.

La cristalización de un sólido a partir de una solución se puede lograr evaporando el solvente. Para eso son las copas de evaporación con las que te has encontrado en tu introducción a la cristalería química.

Si la evaporación del líquido de la solución ocurre naturalmente, para este propósito se utilizan recipientes de vidrio de paredes gruesas especiales, que se denominan cristalizadores. También los conoció en el trabajo práctico No. 1.

En la naturaleza, los lagos salados son una especie de piscinas para la cristalización. Debido a la evaporación del agua en las orillas de dichos lagos, se cristaliza una gran cantidad de sal que, después de limpiarla, termina en nuestra mesa.

Refinación de petróleo

La destilación se usa no solo para purificar sustancias de impurezas, sino también para separar mezclas en porciones separadas, fracciones que difieren en el punto de ebullición. Por ejemplo, el aceite es una mezcla natural de una composición muy compleja. Durante la destilación fraccionada del petróleo se obtienen derivados líquidos del petróleo: gasolina, queroseno, gasoil, fuel oil y otros. Este proceso se lleva a cabo en aparatos especiales: columnas de destilación (Fig. 73). Si hay una refinería de petróleo en su ciudad, podría ver estos dispositivos químicos que continuamente separan el petróleo en productos que son importantes y necesarios en la vida de la sociedad moderna (Fig. 74).

La gasolina es el principal combustible de los turismos. Los tractores y camiones utilizan otro producto del petróleo como tal: combustible diésel (aceite diésel). El combustible de los aviones modernos es principalmente queroseno. En este pequeño ejemplo, puede comprender cuán importante es un proceso como la refinación de petróleo en la vida moderna.

Arroz. 74.
Petróleo y derivados

Destilación fraccionada de aire líquido

Ya sabes que todos los gases se mezclan en cualquier proporción. ¿Es posible aislar componentes individuales de una mezcla de gases? La tarea no es fácil. Pero los químicos han encontrado una solución muy efectiva. Una mezcla de gases puede convertirse en una solución líquida y someterse a destilación. Por ejemplo, el aire se licua con un fuerte enfriamiento y compresión, y luego los componentes individuales (fracciones) se dejan hervir uno tras otro, ya que tienen diferentes puntos de ebullición. El nitrógeno es el primero en evaporarse del aire líquido (Fig. 75), tiene el punto de ebullición más bajo (-196 ° C). Luego, el argón (–186 °C) se puede eliminar de la mezcla líquida de oxígeno y argón. Queda oxígeno prácticamente puro, que es bastante adecuado para fines técnicos: soldadura de gas, producción química. Pero para fines médicos, debe limpiarse adicionalmente.

El nitrógeno así obtenido se utiliza para producir amoníaco, que a su vez se utiliza para producir fertilizantes nitrogenados, medicinales y explosivos, ácido nítrico, etc.

El gas noble argón se utiliza en un tipo especial de soldadura, que se denomina soldadura de argón.

1. ¿Qué es la destilación o destilación? ¿En qué se basa?

2. ¿A qué se llama agua destilada? ¿Cómo se recibe? ¿Dónde se aplica?

3. ¿Qué tipo de productos derivados del petróleo se obtienen de la refinación del petróleo? ¿Dónde se aplican?

4. ¿Cómo separar el aire en gases separados?

5. ¿En qué se diferencia la evaporación (cristalización) de la destilación (destilación)? ¿En qué se basan los dos métodos de separación de mezclas líquidas?

6. ¿Cuál es la diferencia entre los procesos de evaporación y cristalización? ¿En qué se basan los dos métodos para separar un sólido de una solución?

7. Da ejemplos de la vida cotidiana en los que se utilicen la evaporación y la destilación.

8. ¿Qué masa de sal se puede obtener al evaporar 250 g de una solución al 5%? ¿Cuánta agua se puede obtener de esta solución por destilación?

TRABAJO PRÁCTICO Nº 4.
Cristales de sal en crecimiento
(experimento casero)

Antes de comenzar el trabajo, lea atentamente su descripción hasta el final.

En primer lugar, elija una sal adecuada para el experimento. Cualquier sal que sea altamente soluble en agua (cobre o hierro vitriolo, alumbre, etc.) es adecuada para el crecimiento de cristales. Sal adecuada y de mesa - cloruro de sodio.

Del equipo necesitarás:

Una jarra de un litro o una cacerola pequeña, en la que prepararás una solución de sal;

Cuchara de madera o palo para revolver;

Embudo con algodón para filtrar la solución;

Termo con cuello ancho con una capacidad de 1 litro (es necesario para que la solución se enfríe lentamente, luego crecerán cristales grandes).

Si no hay embudo o el termo adecuado, puedes hacerlos tú mismo.

Para hacer un embudo, tome una botella de bebida de plástico y corte cuidadosamente el cuello con unas tijeras, como se muestra en la fig. 76.

En lugar de un termo, es adecuado un frasco de vidrio ordinario de un litro. Póngalo en una caja de cartón o espuma. No necesita llevar una caja grande, lo principal es que la lata está completamente incluida. Llene bien los espacios entre la caja y el frasco con pedazos de trapo o algodón. Para cerrar herméticamente el frasco, necesita una tapa de plástico.

Prepare una solución salina saturada caliente. Para hacer esto, llene la jarra hasta la mitad con agua caliente (no necesita tomar agua hirviendo para no quemarse). Agregue sal en lotes y revuelva. Cuando la sal deje de disolverse, deje la solución durante uno o dos minutos para permitir que los cristales no disueltos se asienten. Filtrar la solución caliente a través de un embudo de algodón en un termo limpio. Cierre el termo con una tapa y deje que la solución se enfríe lentamente durante dos o tres horas.

La solución se enfrió un poco. Ahora agréguele una semilla: un cristal de sal suspendido en un hilo. Después de introducir la semilla, cubra el recipiente con una tapa y déjelo por un largo tiempo. Tomará varios días o incluso semanas para que crezca un cristal grande.

Por lo general, varios cristales crecen en un hilo. Es necesario eliminar periódicamente los adicionales para que crezca un cristal grande.

Es importante registrar las condiciones del experimento y su resultado, en nuestro caso, estas son las características del cristal resultante. Si se obtienen varios cristales, se da una descripción del más grande.

Examine el cristal resultante y responda las preguntas.

¿Cuántos días cultivaste el cristal?

¿Cuál es su forma?

¿De qué color es el cristal?

¿Es transparente o no?

Dimensiones del cristal: alto, ancho, espesor.

Masa de cristal.

Dibuje o fotografíe el cristal resultante.

TRABAJO PRÁCTICO Nº 5.
Purificación de la sal de mesa

El objetivo de este trabajo es purificar la sal de mesa contaminada con arena de río.

La sal de mesa contaminada que se le ofrece es una mezcla heterogénea de cristales de cloruro de sodio y arena. Para separarlo, es necesario aprovechar la diferencia en las propiedades de los componentes de la mezcla, por ejemplo, diferente solubilidad en agua. Como sabes, la sal de mesa se disuelve bien en agua, mientras que la arena es prácticamente insoluble en ella.

Coloque la sal contaminada dada por el maestro en el vaso de precipitados y vierta 50–70 ml de agua destilada. Revolviendo el contenido con una varilla de vidrio, lograr la completa disolución de la sal en agua.

La solución salina se puede separar de la arena por filtración. Para ello, montar la instalación como se muestra en la Fig. 77. Con una varilla de vidrio, vierta con cuidado el contenido del vaso de precipitados en el filtro. El filtrado transparente se escurrirá en un vaso limpio, los componentes insolubles de la mezcla original permanecerán en el filtro.

El líquido del vaso es una solución acuosa de sal de mesa. La sal pura se puede aislar de ella por evaporación. Para hacer esto, vierta 5–7 ml del filtrado en una taza de porcelana, coloque la taza en el anillo del trípode y caliéntela con cuidado sobre la llama de una lámpara de alcohol, revolviendo constantemente el contenido con una varilla de vidrio.

Compare los cristales de sal obtenidos después de evaporar la solución con la sal original contaminada. Enumere las técnicas y operaciones que usó para limpiar la sal contaminada.

MOU "MITROFANOVSKAYA SOSHI CON CLASES DE CADETES"

Secretos del cultivo de cristales.

Investigar

Realizado:

estudiante de 8vo grado

Nikitina Lada Alexandrovna.

Supervisor:

Profesor: química "MOU

"Mitrofanovskaya SOSHI

Con clases de cadetes"

Viktorova Raisa Rashitovna

2017-2018

Introducción ………………………………………………………………………….3

1. Parte teórica…………………………………………………………5-

1.1. ¿Qué son los cristales? .............................................. ................ .................................. ..5-6

1.2.Formas de cristal

1.3. De la historia de los cristales.

1.4. Formación de cristales en la naturaleza 6

1.5. Cristales en nuestra vida.……………………. 7

1.6. Métodos de crecimiento de cristales 8

2. Parte práctica……………………………………………………….9-11

2.1. Crecimiento de cristales de sulfato de cobre………………………………9-10

2.2. Cristales en crecimiento de dicromato de potasio 12

2.4. Resultados de la investigación, análisis y conclusiones

3.Conclusión ………………………………………………………… 4. Literatura

5. Aplicación

Introducción

Una vez tuve la oportunidad de visitar el museo geológico y mineralógico de la Universidad Estatal Trans-Baikal, donde se presentan más de 20 mil muestras de minerales. Después de esta excursión, nació en el rincón de mi alma un amor por la piedra. Un pequeño cristal o una gran drusa de cristales, y cuánta perfección, gracia y armonía hay en ellos. Parece que fueron creados por la naturaleza precisamente para atraer la atención y el amor de una persona. Pero los cristales son creados no solo por la naturaleza, los cristales se obtienen ampliamente en la industria. Muchos cristales son productos de desecho de organismos vivos. También se pueden obtener en el laboratorio. Decidí tratar de hacer crecer un cristal de alguna sustancia yo mismo. Las sustancias disponibles eran sal de mesa, sulfato de cobre, dicromato de potasio. Encontré literatura sobre un tema que me interesa, lo estudié y me puse manos a la obra. Como ante cualquier investigador, me surgieron preguntas: ¿Qué es un cristal? ¿Qué forma hay y cómo se forman? Y, por supuesto, ¿dónde se utilizan?

Propósito del estudio:Cultive cristales de sulfato de cobre y dicromato de potasio en el laboratorio.

Tareas:

1. Seleccionar y estudiar la literatura sobre el tema de investigación. 2. Cultiva cristales en el laboratorio. 3. Determinar las condiciones favorables necesarias para el crecimiento de cristales. 4. Descubra el papel de los cristales en nuestra vida 5. Haga recomendaciones prácticas para el cultivo de cristales.

Hipótesis:

Supongolos cristales que crecen de diferentes maneras y bajo diferentes condiciones serán diferentes entre sí.

Objeto de estudio: cristales

Tema de estudio:proceso de cristalización.

Métodos de búsqueda:trabajo con fuentes, experimentación, observación, fotografía, comparación, generalización.

Valor prácticoLa investigación es que los resultados pueden ser utilizados en las clases de física, química, geografía, en actividades extracurriculares, en círculos de trabajo en orientación profesional. Durante el trabajo, se forman cualidades como la observación, la paciencia, la capacidad de comparar y generalizar los datos experimentales.

Mis experiencias:

1) cristales de sal- el proceso de cultivo no requiere productos químicos especiales. Todos tenemos sal de mesa (o sal de mesa) que comemos. Los cristales de sal son cubos transparentes e incoloros.

Dividí el proceso de cultivo de cristales de sal de mesa en casa en etapas:

Disuelvo la sal a partir de la cual crecerá el cristal en agua caliente (debe calentarla para que la sal se disuelva un poco más de lo que puede disolver a temperatura ambiente). Disuelve la sal hasta que me aseguré que la sal ya no se disuelve (¡la solución está saturada!) (Foto No. 1,2,3).

Etapa 2: La solución saturada se vertió en otro recipiente donde se pueden hacer crecer los cristales (teniendo en cuenta que aumentará). La solución se filtró a través de un filtro (utilicé una servilleta, puede tomar un papel secante o algodón). Es imperativo filtrar la solución, porque las motas pueden interferir con el crecimiento de hermosos cristales (Foto No. 4).

Deje que la solución se enfríe. Cuanto más lento se enfríe, más grandes serán los cristales. En esta etapa, asegúrese de que la solución no se enfríe demasiado.

Etapa 3: Até una piedra pequeña a un hilo, até el hilo a un palo de madera y lo puse en los bordes de un vaso (recipiente) donde se vertió una solución saturada. La piedra se sumergió en una solución saturada (Foto No. 5).

Etapa 4: cubrí la parte superior del recipiente con un cristal con papel de aluminio de polvo y escombros.

Importante recordar!

1. El cristal no puede (durante el crecimiento) ser removido de la solución sin una razón especial
2. Mantenga los desechos fuera de la solución saturada
3. Periódicamente (una vez por semana) cambie o renueve la solución saturada
4. No debe colorear la solución donde crece su cristal, por ejemplo, con pinturas o algo así; esto solo estropeará la solución en sí, ¡pero el cristal no se coloreará! ¡La mejor manera de obtener cristales de colores es combinar la sal del color correcto!

Mis primeros cristales en el hilo comenzaron a formarse al día siguiente (Foto No. 6), cada día aumentaban un poco, creciendo uno encima del otro (Foto No. 7,8,9), y como resultado obtuve un cristal blanco oblongo, no muy grande (Foto No. 10,11). En el futuro, podré usarlo como "semilla" para hacer crecer un cristal de sal más grande.

2) cristales de sulfato de cobre

Para hacer crecer cristales de sulfato de cobre muy hermosos, compré polvo de sulfato de cobre en una ferretería. Se utiliza para el control de plagas y enfermedades de las plantas. A veces se utiliza en piscinas para evitar que crezcan algas en el agua.

¡Atención! sulfato de cobre - ¡sal químicamente activa! ¡Esta cosa es venenosa! Lávese bien las manos después de manipular polvo, soluciones o cristales de sulfato de cobre. ¡Solo se puede realizar con adultos!

1. Se preparó una solución saturada de sulfato de cobre. Disuelvo y remuevo el polvo en agua caliente hasta que deja de disolverse (Foto No. 12.13).
2. Colgué un hilo con una pequeña piedra (semilla) en un palo de madera para que se hundiera en la solución, pero no tocara el fondo (Foto No. 14).
3. Dejó el recipiente con la solución abierta a temperatura ambiente durante mucho tiempo, cubriéndolo con una hoja de papel de aluminio: el agua se evaporará lentamente y el polvo no entrará en la solución (Foto No. 15).
4. A medida que la solución se evaporaba, en su superficie comenzó a formarse una costra, que se deslizó por las paredes del recipiente hasta el borde (Foto No. 16.17).
5. Cuando se evaporó lo suficiente de la solución, comenzaron a crecer hermosos cristales azules brillantes. Observé de cerca el crecimiento de los cristales día a día.

Tres días después del inicio del experimento, apareció en el hilo un cristal de sulfato de cobre, mi "semilla" en forma de piedra también comenzó a crecer cristales azules similares a una piedra preciosa (Foto No. 18,19). Después de 3 semanas, me creció un cristal azul bastante grande (Foto No. 20.21). ¡En el futuro, también usaré este cristal para hacer crecer un cristal mucho más grande!

3) Cristal del set del joven químico "Primeras lecciones de química"

El conjunto constaba de:

1. Una mezcla para hacer crecer cristales. Fosfato de dihidrógeno de amonio (un tipo de sal con la adición de colorante alimentario en polvo).
2. La raza principal (guijarros para "semilla").
3. Recipiente de plástico para el cultivo de cristales con divisiones medidas y tapa.
4. Recipiente medidor con divisiones.
5. Lupa.
6. Pinzas.
7. Espátula para revolver.

La experiencia fue la siguiente:

1. Usando el recipiente de medición, medí 40 ml. agua caliente.
2. Vierta la mezcla especial de crecimiento de cristales en el recipiente de medición. Disuelvo la mezcla en agua, revolviéndola ligeramente con una espátula (¡me aseguré de que la sustancia se hubiera disuelto!) (Foto No. 22).
3. Esparció la roca base en el fondo del recipiente de cultivo de cristales.
4. Vierta la solución preparada en un recipiente con la roca principal (Foto No. 23).
5. Coloco el contenedor en un lugar luminoso con buena circulación de aire (alféizar) (Foto No. 24.25)

A medida que el agua se evaporaba, me aparecieron cristales en forma de aguja.

Dos semanas más tarde, después de la evaporación completa de la solución, recibí cristales lo suficientemente grandes en el fondo del recipiente. Las paredes del recipiente también estaban revocadas con cristales (Foto No. 26,27,28,29).

trabajo practico

1.3 Experimentos de crecimiento de cristales

Propósito: obtener una solución saturada de sal de mesa.

Equipamiento: sal, agua, vaso.

Progreso:

Preparé un recipiente, un vaso con dos partes de agua y una parte de sal de mesa. Le pedí a un adulto que me calentara dos partes de agua. Vertió una parte de sal de mesa en un vaso de precipitados con agua caliente y revolvió hasta que dejó de disolverse. Solo una parte de la sal se ha disuelto en el vaso. Las adiciones adicionales de sal no se disolvieron en mí y se depositaron en el fondo del vaso en forma de precipitado. Cuando la sal dejó de disolverse por completo, vertí la solución resultante en otro vaso para que ni un solo grano cayera en el fondo del vaso con la solución.

Conclusión: Recibí una solución saturada para el experimento.

Propósito: cristales en crecimiento.

Equipo: dos vasos: vaso No. 1 con una solución saturada de sal de mesa, vaso No. 2 con una solución débil (no saturada) de sal de mesa, dos hilos con cristales de "semilla".

Progreso:

Colocamos hilos con cristales semilla en cada vaso y comenzamos a observar.

Diario de observación:

1. Lo que sucede en el vaso número 1 aún es difícil de determinar.

2. En el vaso No. 2, ocurre el proceso de disolución del cristal - "semilla", ya que hay una solución de sal insaturada en el vaso.

1. En el vaso No. 1, el proceso de cristalización está en marcha.

2. En el vaso No. 2, el cristal “semilla” se ha disuelto, es decir, el proceso de disolución ha terminado.

3. La disminución del nivel de la solución en los vasos se debe a la evaporación del agua.

1. La evaporación del agua continúa.

Períodos de observación	Descripción de las acciones	Resultados
Fin de la 4ta semana	observación	En el vaso No. 1, los cristales aumentan. En ambos vasos, el nivel del agua baja.
Fin de la quinta semana	observación	En un hilo en una solución saturada, los cristales aumentan, aparecen nuevos. El nivel de la solución en los vasos desciende. Placa en las paredes.
Fin de la 6ta semana	observación	1. En el vaso No. 1, hay un aumento en el tamaño de los cristales y su número. 2. En ambos vasos baja el nivel del agua. Apareció una placa en las paredes de los vasos que se estaban soltando.

Conclusiones: 1. El proceso de cristalización se está llevando a cabo en el vaso No. 1.

2. En ambos vasos continúa la evaporación del agua.

3. En el vidrio No. 2, también comenzó el proceso de cristalización, pero más tarde, cuando la solución se saturó y resultó en la formación de placa en las paredes del vidrio.

1. Vidrio No. 1. Ha pasado el proceso de cristalización, expresado en la formación de cristales en el hilo y en las paredes del vidrio.

2. Vidrio No. 2. La formación de cristales en las paredes del vidrio.

Conclusiones generales:

1. La sal de mesa consiste en cristales.

2. Cuando los cristales de sal entran en contacto con el agua, se disuelven.

3. Los cristales de sal más rápidos se pueden formar en una solución saturada de sal común.

4. A medida que el agua se evapore, la sal se cristalizará nuevamente.

5. En casa, puedes cultivar cristales en las condiciones adecuadas. Las condiciones para la formación de cristales de sal en el hogar son:

A) la presencia de una solución salina saturada;

B) hilos con una semilla.

Cristalización de soluciones en el ejemplo del crecimiento de cristales de sal.

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