Материал параграфа поможет вам:
выяснить, какие соединения называют кристаллогидратами;
решать задачи, в которых идет речь о кристаллогидратах или их растворах.
Вода может не только растворять вещества, но и реагировать с ними. При взаимодействии воды с некоторыми солями образуются вещества (тоже соли), которые, кроме соответствующих катионов и анионов, содержат молекулы воды. Это можно подтвердить с помощью эксперимента. Если к порошку купрум(П) сульфата (соединение белого цвета) добавлять воду, то твердое вещество сначала приобретает голубой цвет (рис. 10), а впоследствии полностью растворится. При нагревании полученного раствора вода будет испаряться, и через некоторое время в нем появятся мелкие голубые кристаллы.
В этом опыте купрум(П) сульфат превращается в новое вещество. Его формула — CuS04 •
• 5Н20 (читается: купрум-эс-о-четыре-на-пять-аш-два-о).
Тривиальное название соединения — медный купорос1, а химическое — куп-рум(П) сульфат пентагидрат. В названиях таких веществ к слову «гидрат» добавляют приставку, которая происходит от греческих числительных: моно- (1), ди- (2), три- (3), тетра- (4), пента- (5), гекса- (6), гепта- (7), окта- (8), нона- (9)2, дека- (10) и т. д. Точка в химической формуле означает, что медный купорос является соединением купрум(П) сульфата и воды, а не смесью этих веществ и не водным раствором купрум(П) сульфата. В медном купоросе на каждую пару ионов — Си2+ и SOf“ — приходится 5 молекул воды.
Уравнение реакции образования медного купороса:
Кристаллические вещества, имеющие в своем составе молекулы воды, называют кристаллогидратами.
Известно большое количество кристаллогидратов. Среди них — гипс CaS04 • 2Н20
1 Соединение используют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и болезнями растений.
2 Эта приставка происходит от латинского названия числа.
(рис. 11), железный купорос FeS04*7H20, горькая соль MgS04 • 7Н20, кристаллическая сода Na2C03 • ЮН20.
Дайте химические названия этим кристаллогидратам .
Воду, которая входит в состав кристаллогидратов, называют кристаллизационной.
Часто кристаллогидраты и соответствующие безводные соединения имеют разный цвет (рис. 12).
При нагревании кристаллогидраты разлагаются с выделением воды:
Решение задач. Многие соли, которые производят на химических заводах и поставляют в
химические лаборатории, являются кристаллогидратами. Среди реактивов, имеющихся в школьном химическом кабинете, вы не найдете безводных барий хлорида, магний сульфата, алюминий нитрата и многих других растворимых солей, а на этикетках упаковок с веществами увидите формулы ВаС12 • 2Н20, MgS04 • 7Н20, А1(Ж>з)3 • 9Н20.
Кристаллогидраты используют для приготовления растворов, проведения химических реакций. Предварительно рассчитывают массу или количество вещества кристаллогидрата, которые соответствуют определенной массе или количеству вещества безводного соединения.
ЗАДАЧА 1. Найти массовую долю воды в медном купоросе.
2. Составляем пропорцию и находим массовую долю воды в кристаллогидрате:
2-й способ
Вычислив молярную массу медного купороса (см. способ 1, п. 1), находим массовую долю воды в кристаллогидрате по соответствующей формуле:
ЗАДАЧА 2. Какие массы кристаллизационной воды и безводной соли содержатся в 25 г медного купороса?
Решение
1-й способ
1. Вычислив молярную массу медного купороса (см. задачу 1), находим массу кристаллизационной воды:
2. Рассчитываем массу безводной соли:
1. Вычисляем количество вещества кристаллогидрата:
2. Находим количество вещества кристаллизационной воды в 0,1 моль кристаллогидрата:
3. Вычисляем массу кристаллизационной воды:
4. Рассчитываем массу безводной соли:
ЗАДАЧА 3. Какую массу медного купороса CuS04 ■ 5Н20 и воды необходимо взять для приготовления 200 г раствора с массовой долей купрум(П) сульфата CuS04 5 %?
Решение
1. Находим массу купрум(П) сульфата, которая будет находиться в 200 г 5 %-го раствора:
2. Вычисляем массу медного купороса, в которой содержится 10 г CuS04:
3. Рассчитываем массу воды:
ВЫВОДЫ
Кристаллические вещества, содержащие в своем составе молекулы воды, называют кристаллогидратами. При нагревании они разлагаются с образованием безводных соединений.
Перед применением кристаллогидрата для приготовления раствора или перед проведением химической реакции рассчитывают массу кристаллогидрата, в которой содержится определенная масса безводного соединения.
22. Что такое кристаллогидрат? Приведите примеры таких соединений.
23. Запишите формулу кристаллогидрата, формульная единица которого состоит из одного иона Ве2+, двух ионов СГ и четырех молекул воды. Дайте химическое название этому соединению.
24. Выполните вычисления для кристаллогидрата СиС12 ■ 2Н20 и заполните таблицу:
25. Какая масса барий гидроксида содержится в его кристаллогидрате массой 6,3 г? Примите во внимание, что в формульной единице кристаллогидрата — восемь молекул воды.
26. Кристаллическая сода Na2C03 ■ 10Н20 при нагревании разлагается на кальцинированную соду Na2C03 и водяной пар. Какая масса кристаллической соды разложилась, если масса твердого вещества в результате реакции уменьшилась на 9 г?
27. Кристаллогидрат Li2S04 ■ Н20 массой 16 г растворили в 94 г воды. Вычислите массовую долю литий сульфата Li2S04 в приготовленном растворе.
28. Как из 5 г медного купороса приготовить раствор, в котором массовая доля купрум(М) сульфата составляет 8 %?
29. В какой массе воды следует растворить 14,6 г соединения MgBr2 ■ ■ 6Н20, чтобы приготовить раствор с массовой долей безводной соли 10 %?
30. Какую массу кристаллогидрата Cu(N03)2 ■ ЗН20 нужно растворить в 1 л воды, чтобы приготовить 20 %-й раствор безводной соли?
31. Определите массу кристаллогидрата Fe2(S04)3 ■ 9Н20, необходимую для получения 5,35 гферрум(Ш) гидроксида.
Это материал учебника Химия 9 класс Попель, Крикля