Vliv teploty na rozpustnost látek

1         Vliv teploty na rozpustnost látek

Čas: 1 hodina

1.2       Pomůcky a chemikálie

5 zkumavek, trojnožka, síťka, kahan, kádinka, teploměr, váhy, lžička, filtrační aparatura, zápalky, dusičnan draselný KNO₃, oxid vápenatý CaO, šťavelan amonný (NH₄)₂(COO)₂, voda.

1.3       Princip

Připravíme přesycený roztok KNO₃ a Ca(OH)₂ za normální teploty. Se stoupající teplotou se v daném objemu vody rozpouští další množství KNO₃ a při ochlazení se nadbytečné množství opět vyloučí. Vyloučené množství KNO₃ je po zchladnutí v jednotlivých zkumavkách stále větší. Naopak rozpustnost Ca (OH)₂ je při vyšší teplotě menší, proto důkaz na přítomnost kationtů Ca²⁺ je méně výrazný.

1.4       Postup

Úkol 1: Ověřte vliv teploty na rozpustnost KNO3

• Připravte si 5 zkumavek a aparaturu na zahřívání
• Do kádinky odměřte asi 50 ml vody.
• Navažte asi 75 g KNO₃ a rozpusťte ho ve vodě.
• Určité množství soli zůstane nerozpuštěno.
• Směs zahřívejte a při teplotě 40 °C odeberte 5 ml roztoku do první zkumavky.
• Zahřívejte dále a při teplotě 60 °C, 80 °C, 100 °C postupně odebírejte vždy 5 ml roztoku do jednotlivých zkumavek.
• Nechte vychladnout.
• Po zchladnutí zaznamenejte množství nerozpuštěné látky (změřte pravítkem výšku nerozpuštěné vrstvy) a vyneste do grafu.

Úkol 2: Ověřte rozpustnost Ca (OH)2 ve vodě.

• Rozpusťte lžičku CaO ve vodě.
• Vzniklou suspenzi Ca (OH)₂ rozdělte na dvě části.
• Jednu část zfiltrujte do kádinky.
• Druhou část krátce zahřejte a rychle zfiltrujte.
• K oběma roztokům přidejte 2 – 3 kapky šťavelanu amonného.
• Porovnejte množství vzniklé sraženiny.

1.5       Otázky a úkoly pro žáky

1)      Na základě naměřených hodnot vypracujte grafickou závislost rozpustnosti na teplotě.

graf:

2)      Zapište rovnicí děj při rozpouštění CaO ve vodě.

CaO + H₂O            Ca (OH)₂

3)      Jak byste dokázali, že roztok Ca(OH)₂ má zásaditou reakci? (FFT zčervená)

4)      Proč je množství vzniklé sraženiny šťavelanu vápenatého rozdílné? Jak byste zdůvodnili, že v jednom případě je množství sraženiny menší?

5)      Najděte v literatuře informaci o kyselině šťavelové.

6)      Napište aspoň tři způsoby, jakými můžete urychlit proces rozpouštění ve vodě.

(např. zvýšením teploty, mícháním, menší objem rozpouštěné látky, menší kousky rozpouštěné látky)

1.6       Metodické poznámky

Úkol 1:

Množství 75 g  KNO3 je orientační (může být i více), viz tabulka rozpustnosti (ve 100 g vody):

• Důležité je rozpustit takové množství KNO₃, aby vzniklý roztok byl při normální teplotě přesycený a aby byl přesycený alespoň při prvních teplotách odebírání.
• Se stoupající teplotou se v daném objemu vody rozpouští další množství KNO₃ a při ochlazení se nadbytečné množství opět vyloučí.
• Vyloučené množství KNO₃ je stále větší.

• Vyloučený KNO₃ tvoří krásně viditelné krystaly.

Úkol 2:

Reakcí CaO s vodou vzniká málo rozpustný Ca(OH)₂. Po přidání šťavelanu vzniká bílá sraženina šťavelanu vápenatého, který je ve vodě nerozpustný. Množství vzniklé sraženiny je závislé na přítomnosti kationtů Ca²⁺. Po přidání šťavelanu do roztoku, který byl zahříván, se vytvořilo méně sraženiny, protože Ca(OH)₂ je ve vodě při vyšší teplotě hůře rozpustný.