Na początek przypomnijmy sobie, w jaki sposób przygotować roztwór o określonym stężeniu, w którym rozpuszczona jest dana ilość substancji. Wykonaj poniższe ćwiczenie.

W laboratorium do przygotowania roztworu o określonym stężeniu (który zawiera konkretną masę substancji rozpuszczonej w określonej ilości rozpuszczalnika) posługujemy się naczyniami miarowymi oraz wagą analityczną.

RaSVHxWTtDdxk

Ilustracja przedstawiająca wagę laboratoryjną. W przedniej części znajduje się wyświetlacz oraz przyciski, umożliwiające, między innymi kalibrację oraz tarowanie wagi. We wnętrzu szklanej obudowy z przesuwnymi drzwiczkami z obydwu stron znajduje się metalowa podstawka, na której umieszcza się ważony przedmiot.

RatTkwKAmNStS

Zdjęcie przedstawia szklaną kolbę miarową wykorzystywaną w chemicznej analizie ilościowej do sporządzania roztworów mianowanych. Kolba posiada jedną kreskę zaznaczoną na długiej, wąskiej szyjce. Kreska ta oznacza miejsce, do którego należy napełnić kolbę aby uzyskać objętość na jaką jest wyskalowana kolba. Kolba zatkana jest teflonowym korkiem.

W podobny sposób możemy otrzymać roztwór nasycony.

Cel: Przygotowanie roztworu nasyconego, roztworu przesyconego oraz przeprowadzenie krystalizacji etanianu sodu.

Aby otrzymać roztwór przesycony, należy oziębić gorący, nasycony roztwór. Z wykresu rozpuszczalności uwodnionego etanianu sodu wynika, że w temperaturze $40°\text{C}$ roztwór nasycony etanianu sodu posiada w swoim składzie $40 \text{g}$ substancji rozpuszczonej (${\text{CH}}_3\text{COONa}·3 {\text{H}}_2\text{O}$) i $100 \text{g}$ wody. Po przygotowaniu roztworu nasyconego, należy szybko go schłodzić. Jeżeli obniżymy temperaturę do $20°\text{C}$ i cała rozpuszczona substancja pozostanie w roztworze, wówczas uzyskamy roztwór przesycony.

Rozpuszczalnośćrozpuszczalność substancjiRozpuszczalność etanianu sodu (octanu sodu):

Rku0DebPIpr8g

Ilustracja przedstawiająca wykres rozpuszczalności ${\text{NaC}}_2{\text{H}}_3{\text{O}}_2$ w zależności od temperatury. Na osi pionowej znajdującej się po lewej stronie naniesiono procenty masowe od zera do siedemdziesięciu. Na osi poziomej, znajdującej się w dolnej części ilustracji zaznaczono temperaturę wyrażoną w stopniach Celsjusza od zera do stu stopni Celsjusza. Pierwszy punkt dla temperatury zero stopni wskazuje na procent masowy trihydratu równy $27$, a zatem o współrzędnych $\left(0; 27\right)$. Rozpuszczalność rosła w miarę wzrostu temperatury, co przedstawiając kolejne punkty wykresu o następujących współrzędnych: $\left(10; \mathrm{29,5}\right)$, $\left(20; 32\right)$, $\left(23; 34\right)$, $\left(32; 36\right)$, $\left(40; 40\right)$, $\left(55; 45\right)$. Następnie pionową linią przecinającą wykres zaznaczono temperaturę równą $58$ stopni Celsjusza, która to odpowiada temperaturze topnienia hydratu. W tym miejscu rozpuszczalność rośnie najbardziej, osiągając wartość $58$ dla temperatury równej $60$ stopni Celsjusza. Dalej wzrost jest łagodny, co obrazują punkty o następujących współrzędnych: $\left(70; 59\right)$, $\left(80; 61\right)$, $\left(90; 62\right)$ oraz $\left(100; 64\right)$.

RpDKTQjDk4oa1

Ilustracja przedstawiająca wykres rozpuszczalności ${\text{NaC}}_2{\text{H}}_3{\text{O}}_2$ w zależności od temperatury. Wraz z podpisami, dla jakich wartości roztwór jest przesycony, nienasycony oraz nasycony. Na osi pionowej znajdującej się po lewej stronie naniesiono procenty masowe od zera do siedemdziesięciu. Na osi poziomej, znajdującej się w dolnej części ilustracji zaznaczono temperaturę wyrażoną w stopniach Celsjusza od zera do stu stopni Celsjusza. Pierwszy punkt dla temperatury zero stopni wskazuje na procent masowy trihydratu równy $27$, a zatem o współrzędnych $\left(0; 27\right)$. Rozpuszczalność rosła w miarę wzrostu temperatury, co przedstawiają kolejne punkty wykresu o następujących współrzędnych: $\left(10; \mathrm{29,5}\right)$, $\left(20; 32\right)$, $\left(23; 34\right)$, $\left(32; 36\right)$, $\left(40; 40\right)$, $\left(55; 45\right)$. Nad punktami dla temperatur od dwudziestu do czterdziestu stopni Celsjusza znajduje się napis roztwór przesycony. W tym miejscu rozpuszczalność rośnie najbardziej, osiągając wartość $58$ dla temperatury równej $60$ stopni Celsjusza. Poniżej punktów znajduje się zapis roztwór nienasycony, a na linii łączącej punkty roztwór nasycony. Dalej wzrost jest łagodny, co obrazują punkty o następujących współrzędnych: $\left(70; 59\right)$, $\left(80; 61\right)$, $\left(90; 62\right)$ oraz $\left(100; 64\right)$

Roztwór przesycony jest niestabilny. W praktyce oznacza to, że drobne zaburzenie, np. wstrząs, dostanie się do roztworu zanieczyszczenia lub wrzucenie kryształka, spowoduje krystalizację nadmiaru substancji rozpuszczonej.

Rozpuszczalność ${\text{NaC}}_2{\text{H}}_3{\text{O}}_2$ w temperaturze $20°\text{C}$ wynosi $32 \text{g}$, więc masa wykrystalizowanego osadu powinna wynieść:

Roztwór przesycony można także otrzymać przez odparowanie rozpuszczalnika z roztworu nasyconego.

Słownik

Bibliografia

Atkins P., Jones L., Chemia ogólna, Warszawa 2004, s. 549‑595.

Litwin m., Styka‑Wlazła Sz., Szymońska J., Chemia ogólna i nieorganiczna. Część 1. Podręcznik dla liceum, Warszawa 2004, s. 1774‑193.

Sawicka J., Janich‑Kilian A., Cejnert‑Mania W., Urbańczyk G., Tablice chemiczne, Gdańsk 2002, s. 222 i 226.