تعیین تعداد آب تبلور موجود در سولفات مس متبلور

تعیین تعداد آب تبلور موجود در سولفات مس متبلور 

مقدمه:

مهترین نکته در این آزمایش این است که بدانیم یون آب پوشی شده چیست؟ 

به یونی آب پوشی شده گویند که با تعداد معیینی از مولکول های آب متبلور شده باشد به عبارت ساده تر یونی که مولکول های آب آن را به دام انداخته باشند. یعنی با  آرایشی خاص آن را محصور کرده اند، ولی با دادن گرما(حرارت دادن توسط شعله) می توان مولکول های آب را از طریق تبخیر از ماده جامد جدا کرد. 

لازم به ذکر است که تعدادی از پیوندهای بین سولفات مس و مولکول های آب ازنوع کووالانسی کوئوردینانسی و پیوند دیگر از نوع هیدروژنی می باشد.

زمانی که به CuSO₄ . nH₂O حرارت می دهیم، به سهولت مولکول های آبی که به یون Cu⁺² متصل هستند خارج شده ولی برای خارج کردن مولکول آبی که به یون SO₄^-2  متصل است، به دمای بیشتری نیاز است. 

CuSO₄.nH₂O _(S)→CuSO_{4 (S)} + n H₂O _(g)

در ضمن بهترین و مهمترین شناسه برای این آزمایش رنگ ماده است، چون سولفات مس با از دست دادن آب از رنگ آبی به رنگ سفید در می آید متوجه می شویم که آب تبلور خود را ازدست داده است. 

هدف آزمایش: 

تعیین تعداد آب تبلور سولفات مس 

مواد و وسایل مورد نیاز: 

سولفات مس متبلور 

بوته چینی(کروزه) ، قاشقک(اسپاتول) ، همزن شیشه ای ، ترازوی دیجیتالی ، شعله گاز ، دسیکاتور(خشک کننده)

روش کار:

در ابتدا باید کروزه را وزن کنیم(در آزمایش ما 30.05g)، حال به مقدار 0.5g سولفات مس را با قاشقک در کروزه ریخته، وزن مجموع آن ها را بدست می آوریم(30.55g). 

کروزه را روی شعله حرارت می دهیم و به طور مداوم با هم زن شیشه ای سولفات مس موجود در آن را هم می زنیم. پس از مشاهده تغییر رنگ، کروزه را از روی شعله برداشته، در دسیکاتور قرار می دهیم تا خنک شود، سپس  دوباره وزنش می کنیم. که در سنجش ما حدود 30.36g محاسبه شد. 

اکنون وزن کروزه را از وزن کل می کنیم تا وزن CuSO_4(S)بدست آید، که معادل0.31g می باشد. 

محاسبات:

حال می توانیم با استفاده از فرمول زیر تعداد مولکول های آب تبلور را بدست آوریم:

n =

وزن نمک خشک=b                                    وزن نمک بلورین=a                                          تعداد آب تبلور=n

جرم مولکولی H₂O=18                          جرم مولکولی CuSO₄=160

n ===5.448

از مقدار عددی بدست آمده تنها عدد صحیح آن قابل قبول است. پس n=5 است.

CuSO₄.5H₂O _(S)→CuSO_4(S) + 5H₂O _(g) 

نکات:

1)n _تعداد آب تبلور_باید یک عدد صحیح باشد.

2)زمانی که مولکول های آب وارد ساختمان بلوری جامد یونی می شوند در این حالت می گویند، ترکیب یک هیدرات تشکیل داده است. به طور کلی جامداتی را که شامل بلور یک ترکیب، همراه با مولکول های آب باشد، اصطلاحا جامدات هیدراته می نامند.

3)مولکول های آب به عنوان لیگاند زوج الکترون به یون های فلز که کمبود الکترون دارند (دارای اوربیتال های خالی هستند) اعطاء می کند. تعداد لیگاندهائی که مستقیما به یون فلز مرکزی متصل می شوند را عدد کوئوردیناسیون آن یون مرکزی می گویند، به عنوان مثال عدد کوئوردیناسیون روی در ZnSO₄.7H₂O ، 6 است، زیرا 6 مولکول آب در اطراف یون روی به صورت هشت وجهی کوئوردینه شده اند و یک مولکول آب به وسیله پیوند هیدروژنی به آنیون سولفات متصل است.

4)هنگام حرارت دادن سولفات مس بایستی توجه داشت که دمای بیش از حد(بالاتر از 640 درجه سانتیگراد) موجب تجزیه آن به اکسید سیاه مس (نمک قلیایی) و نیز گاز SO₃ خواهد شد.

CuSO_4(S) →CuO_(S) + SO_3(g)

5)نام های دیگر سولفات مس 5آبه، کات کبودیا زاج آبی(Blue vitriol) نیز می باشد.

تهیه و تنظیم: خانم رفیعی و آقای جوانمرد