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如何配置过饱和醋酸钠溶液?配置过饱和醋酸钠溶液的原理和注意事项

2020-11-27来源:31fabu.com

什么是过饱和溶液?过饱和溶液是指一定温度、压力下,当溶液中溶质的浓度已超过该温度、压力下溶质的溶解度,而溶质仍未析出的溶液。该现象叫过饱和现象。过饱和溶液是不稳定的,如果搅拌溶液、使溶液受到震动、摩擦容器器壁、或者往溶液里投入固体“晶种”,溶液里的过量溶质就会马上结晶析出。

醋酸钠过饱和溶液比饱和溶液有更多的溶质,这种状态属于亚稳态。当受到某些刺激(ex:加入一些固体的晶体或晃动使其产生微小的结晶)则此状态会失去平衡,过多的溶质就会析出来,恢复成一个适合此时温度的平衡状态(饱和溶液状态)。所以它就要将这个温度以上的热量全部散发出来,于是就发烫了。观察结晶后烧杯中的现象,我们会发现烧杯中不全是固体,还含有少许液体。这个小瓶子里的固体就是“过多的溶质”,液体就是处于平衡状态的饱和溶液。

利用醋酸钠过饱和溶液做一个实验:

1、在桌面上撒少许三水合醋酸钠晶体

2、向三水合醋酸钠晶体上倾倒醋酸钠过饱和溶液

3、你会发现,它不再是液体,而是慢慢地立起来了!(实验原理同醋酸钠过饱和溶液结晶试验)

醋酸钠过饱和溶液结晶实验的实验原理

一定温度、压力下,当溶液中溶质的浓度已超过该温度、压力下溶质的溶解度,而溶质仍不析出的现象叫做过饱和现象,此时的溶液叫做过饱和溶液。过饱和溶液是不稳定的,当往溶液中加入一小块溶质晶体,既能引起过饱和溶液中溶质的结晶。

过饱和溶液能存在的原因,是由于溶质不容易在溶液中形成结晶核心即晶核。因为每一晶体都存在一定的排列规则,要有结晶中心,才能使原来做无规则运动着的溶质质点集合起来,并按照这种晶体所特有的次序排列。不同的物质,实现这种规则排列的难易程度不同,有些晶体需经过相当长的时间才能自行产生结晶核心,因此,有些物质的过饱和溶液看起来还是比较稳定的。

不同的物质形成过饱和溶液的能力,首先取决于分子组成。一般固态下含有结晶水(溶质从溶液里结晶析出时,晶体里结合着一定数目的水分子,这样的水分子叫结晶水。)的物质,其稳定过饱和溶液容易生成,如硝酸铜、硝酸锶、硫代硫酸钠、醋酸钠等。

过饱和醋酸钠溶液的配置方法

配置所需用品:烧杯、玻棒、酒精灯、滤纸、平底烧瓶、石棉网。醋酸钠晶体、硫代硫酸钠晶体、蒸馏水。

步骤:

1、醋酸钠过饱和溶液的制备500 毫升烧杯中加入250 克未潮解的醋酸钠晶体(CH3COONa•3H2O)和150 毫升蒸馏水,用微火加热,不断搅拌,使其完全溶解。趁热将溶液过滤到500 毫升洁净并干燥的平底烧瓶中(注意!不能把溶液滴在烧瓶颈部)。静置冷却后,用洁净的橡皮塞将瓶口盖严。

2、硫代硫酸钠过饱和溶液的制备250 克硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•5H2O)置于干燥洁净的平底烧瓶中,用水浴加热,使其溶于结晶水中。静置冷却,用洁净橡皮塞将瓶口盖严备用。

操作: 

向瓶中投入同种溶质的小晶体,使晶体迅速布满整个烧瓶。

配置醋酸钠过饱和溶液注意事项:

过饱和醋酸钠溶液处于一个介稳的状态,一点点小小的变化就会造成这种介稳状态被破坏,比如空气里的灰尘或者局部温度降低造成有小的晶核形成就会开始结晶。

配置过饱和溶液,希望在冷却过程中不出现结晶是很难的,因为这是非均匀形核过程,可能是你使用的水不够纯净或者是烧杯没有洗干净,导致在冷却过程中有杂质起到了晶核的作用从而使的结晶开始发生。

解决的办法是使用多次蒸馏的蒸馏水,三重以上的,并且在试验中注意保持周围空气的平静,尽量减少空气中的灰尘落入溶液中成为晶种引发形核;同时表面有结晶出现也会带来晶种诱发冷却时候的形核,先在90度以上过滤再冷却,好能够密封。可以减少落入灰尘等杂质,避免非均匀形核的产生。


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