Solutions de mesure Solubilité saturées
De nombreuses réactions chimiques et biochimiques processus naturels essentiels se produisent dans des solutions liquides, afin de comprendre les propriétés chimiques des solutions liquides est fondamentalement importante. Ce projet pose la question de base, la quantité d'une substance peut se dissoudre dans l'eau, pour trois substances différentes: sel de table ordinaire, les sels d'Epsom, et le sucre.
Le but de ce projet est de mesurer les solubilités de certains produits chimiques courants: sel de table (NaCl), les sels d'Epsom (MgSO4) et le sucre (saccharose, C12 H22 O11).
introduction
Une bonne partie des substances que nous traitons dans la vie quotidienne, comme le lait, l'essence, le shampooing, le bois, l'acier et l'air sont des mélanges. Lorsque le mélange est homogène. c'est-à-dire lorsque ses composants sont mélangés de façon uniforme, on l'appelle une solution. Il existe différents types de solutions, et ceux-ci peuvent être classés par état (gaz, liquide ou solide). Le tableau donne quelques exemples de solutions dans différents états. De nombreuses réactions chimiques essentielles et les processus naturels se produisent dans des solutions liquides, en particulier celles contenant de l'eau (solutions aqueuses), car tant de choses se dissolvent dans l'eau. En fait, l'eau est parfois appelée le solvant universel. Les charges électriques dans les molécules d'eau aident à dissoudre les différents types de substances. Solutions forment lorsque la force d'attraction entre le soluté et le solvant est supérieure à la force d'attraction entre les particules dans le soluté. Deux exemples de ces processus importants sont l'absorption de nutriments par les plantes, et l'altération chimique des minéraux. L'altération chimique commence à se produire lorsque le dioxyde de carbone dans l'air se dissout dans l'eau de pluie. On forme une solution appelée acide carbonique. Le processus est ensuite terminé comme l'eau acide s'infiltre dans les roches et dissout les dépôts de calcaire souterraines. Parfois, la dissolution des minéraux solubles dans les roches peut même conduire à la formation de grottes.
Types de solutions
Si l'on prend un moment pour envisager des solutions aqueuses, on observe rapidement qu'ils présentent de nombreuses propriétés intéressantes. Par exemple, l'eau du robinet dans votre évier de cuisine ne gèle pas exactement 0 ° C. Ceci est parce que l'eau du robinet n'est pas l'eau pure; elle contient les solutés dissous. Un peu d'eau du robinet, communément connu comme l'eau dure. contient des solutés minéraux tels que le carbonate de calcium, le sulfate de magnésium, chlorure de calcium et le sulfate de fer. Une autre propriété de solution intéressante est exposée avec du sel et de la glace. Avez-vous déjà eu la corvée de jeter du sel sur un trottoir glacé? Lorsque la glace commence à fondre, le sel se dissout dans l'eau et forme de l'eau salée. Qu'advient-il du point de congélation de l'eau lorsque le sel est ajouté à elle? Même certains organismes ont évolué pour survivre à la congélation des températures de l'eau avec naturel « antigel ». Certains poissons artic ont du sang contenant une forte concentration d'une protéine spécifique. Cette protéine se comporte comme un soluté dans une solution et abaisse le point de congélation du sang. Aller à l'autre extrémité du spectre, on peut aussi observer que le point d'ébullition d'une solution est affectée par l'ajout d'un soluté. Est-ce que la cuisson des œufs plus ou moins rapidement lorsque le sel est ajouté à la casserole d'eau? Ces deux propriétés, à savoir la dépression point de congélation et élévation du point d'ébullition, sont appelées propriétés colligatives (propriétés qui dépendent du nombre de molécules, mais pas sur leur nature chimique). L'étude de ces propriétés et autres de solutions aqueuses sont quelques-unes des nombreuses façons que vous pouvez étendre la portée de ce projet.
Enfin, si vous aimez l'apprentissage de solutions ou d'autres domaines de la chimie, envisager une carrière dans les sciences physiques. Un exemple travaille comme chimiste analytique. Ces chimistes analysent la composition chimique des substances. Ils effectuent de nombreuses expériences pour identifier les caractéristiques particulières des substances pour une grande variété de raisons. Peut-être qu'ils sont chargés de tester l'eau potable municipale pour sa pureté, ou peut-être ils doivent tester un échantillon médico-légal de preuve dans un procès. Quelle que soit la raison, il est un travail difficile qui exige la précision et la pensée créatrice.
Dans ce projet, vous mesurerez la solubilité aqueuse de certains produits chimiques ménagers courants: sel de table (NaCl), des sels d'Epsom (MgSO4) et le sucre (saccharose, C12 H22 O11). Quelle quantité de chaque produit chimique peut se dissoudre dans un volume donné d'eau?
Termes et concepts
Pour faire ce projet, vous devez faire de la recherche qui vous permet de comprendre les termes et concepts suivants:
- Solution
- solutés
- Solvant
- Soluble vs. insoluble
- Structure chimique de l'eau
- Molécule polaire
- Force d'attraction
- Concentration d'une solution
- Diluez vs concentré
- Le chlorure de sodium (NaCl)
- sulfate de magnésium (MgSO4)
- Saccharose (C12 H22 O11)
- Qu'est-ce qu'une solution saturée?
- Quelle est la différence entre une solution saturée et une solution non saturée?
Bibliographie
Matériel et équipement
Pour ce faire cette expérience, vous aurez besoin des matériaux et équipements suivants:
- Eau distillée
- tasse de mesure liquide métrique (ou un cylindre gradué)
- Trois pots en verre propres ou béchers
- sel de table non iodé (NaCl)
- des sels d'Epsom (MgSÛ4)
- Sucre (saccharose, C12 H22 O11)
- cuillères jetables en plastique
- Thermomètre
- Trois assiettes creuses ou soucoupes
- Four
- balance de cuisine électronique (précision à 0,1 g), tels que le pesage rapide MS-500-BLK Pocket Digital Scale, 500 de 0,1 G. disponible sur Amazon.com
Procédure expérimentale
Faites vos recherches de fond afin que vous êtes familier avec les termes, les concepts et les questions ci-dessus.
Détermination de la solubilité: Méthode 1
- Mesurer 100 ml d'eau distillée et verser dans un récipient propre, vide ou pot.
- Utilisez la balance de cuisine pour peser le montant suggéré du soluté à tester.
- 50 g de sel de table non iodé (NaCl)
- 50 g de sel d'Epsom (MgSÛ4)
- 250 g de sucre (saccharose, C12 H22 O11)
- Ajouter une petite quantité de soluté à l'eau et remuer avec une cuillère jetable propre jusqu'à dissolution.
- Répétez ce processus, en ajoutant toujours une petite quantité jusqu'à ce que le soluté ne sera plus dissoudre.
- Peser la quantité de soluté restant à déterminer à quel point a été ajouté à la solution. Sauvegardez vos solutions saturées pour la deuxième méthode.
Détermination de la solubilité: Méthode 2
- Étiquette de la face inférieure de chaque soucoupe avec du ruban adhésif, une pour chaque solution.
- Peser la soucoupe vide et enregistrer le poids.
- Verser dans 10 à 15 ml de la solution saturée appropriée (correspondant à l'étiquette sur la soucoupe).
- Peser la solution soucoupe + et enregistrer le poids.
- Répétez les étapes 2-4 pour chacune des trois solutions.
- Mettre les soucoupes dans un endroit chaud (par exemple un four à basse température) et permettre à l'eau à évaporer.
- Peser les soucoupes + cristaux secs.
- Astuce: assurez-vous que toute l'eau est évaporée en pesant chaque soucoupe à plusieurs reprises, avec un intervalle dans le four entre les deux, pour vous assurer que le poids ne change plus.
Analyse de vos résultats
- Pour vous assurer que vos résultats sont reproductibles, vous devez répéter votre expérience de solubilité au moins trois fois séparés pour chaque produit chimique.
- Pour chaque solubilité déterminée par la méthode 1, vous aurez le volume initial d'eau, la masse totale du soluté, et la masse restante du soluté. Vous pouvez calculer la quantité de soluté a été dissous.
- Pour chaque détermination de la solubilité par la méthode 2, vous aurez la masse du solide sec après évaporation, et la masse de la solution initiale. Vous pouvez calculer la masse de l'eau évaporée.
- Calculer la solubilité moyenne, en grammes de soluté par 100 ml d'eau, tel que déterminé par chaque méthode.
- les étudiants plus avancés devraient également calculer l'écart-type de la solubilité, tel que déterminé par chaque méthode.
- Comparez les résultats des deux méthodes.
- Comparez vos résultats à solubilités publiés pour les trois produits chimiques.
variations
- Disons qu'au lieu de commencer par l'eau pure, vous avez essayé de dissoudre des sels d'Epsom (MgSO4) dans une solution saturée de NaCl. Pensez-vous que cela fonctionnerait? Combien MgSO4 vous attendez-vous à dissoudre? Serait-il plus, moins ou le même montant que dans un volume égal d'eau distillée? Concevoir une expérience pour le savoir.
- Vous pouvez également essayer l'expérience ci-dessus avec les cinq autres combinaisons sages deux des trois produits chimiques.
- Une autre variante, vous pouvez essayer est une expérience sur la façon dont solutés rapide se dissolvent. Que pouvez-vous faire pour augmenter la vitesse à laquelle un soluté se dissout dans un solvant? Combien plus rapidement la dissolution de soluté, par rapport au moment où le soluté est simplement ajouté au solvant?
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