Øvelse 2.3: Salt i varmt og koldt vand
Opløseligheden er den største masse af et salt, der kan opløses i 100 g vand ved en bestemt temperatur. Når en varm opløsning køles ned, kan vandet ikke længere holde alt saltet opløst, og det overskydende salt danner krystaller.
Apparatur og kemikalier: bægerglas på 50 mL, varmebad (stort bægerglas med varmt vand fra en elkedel), isbad (stort bægerglas med is og vand), vægt, glaspind, termometer, tragt, filtrerpapir, konisk kolbe på 100 mL, urglas, kaliumnitrat og demineraliseret vand.
Brug sikkerhedsbriller. Vandet i varmebadet er meget varmt. Kaliumnitrat får andre stoffer til at brænde kraftigere, så hold saltet og det brugte filtrerpapir væk fra åben ild.
Fremgangsmåde
- Afvej 20,0 g demineraliseret vand og 10,0 g kaliumnitrat i det lille bægerglas. Skriv de to masser i skemaet.
- Stil bægerglasset i varmebadet (figur 1), og rør rundt, til alt saltet er opløst.
- Flyt bægerglasset til isbadet, og sæt termometeret i opløsningen. Aflæs temperaturen, i det øjeblik de første krystaller dannes.
- Rør rundt med jævne mellemrum, til temperaturen er under 5 °C og ikke falder mere. Aflæs temperaturen.
- Skriv dit navn med blyant på filtrerpapiret, og vej det. Filtrér den kolde opløsning ned i den koniske kolbe. Skyl de sidste krystaller over i filteret med væsken fra kolben og ikke med rent vand.
- Læg filtrerpapiret med krystallerne til tørre på urglasset. Hæld væsken fra kolben i den beholder, din lærer viser dig.
- Næste modul: Vej det tørre filtrerpapir med krystallerne.
Resultater
| Måling | Resultat |
|---|---|
| Masse af vand | g |
| Masse af kaliumnitrat | g |
| Temperatur, da de første krystaller blev dannet | °C |
| Temperatur i den kolde opløsning | °C |
| Masse af filtrerpapir | g |
| Masse af filtrerpapir med tørre krystaller | g |
Efterbehandling
Tabellen viser opløseligheden af kaliumnitrat ved fem temperaturer.
| Temperatur | 0 °C | 10 °C | 20 °C | 30 °C | 40 °C |
|---|---|---|---|---|---|
| Opløselighed i g pr. 100 g vand | 13 | 21 | 32 | 46 | 64 |
Beregn massen af de tørre krystaller.
\[ m(\text{krystaller}) = m(\text{filtrerpapir med krystaller}) - m(\text{filtrerpapir}) \]
\[ m(\text{krystaller}) = \boxed{\phantom{00{,}00}}\ \mathrm{g} - \boxed{\phantom{00{,}00}}\ \mathrm{g} = \boxed{\phantom{00{,}00}}\ \mathrm{g} \]
Resten af saltet var stadig opløst i den kolde opløsning. Beregn massen af det opløste salt.
\[ m(\text{opløst}) = m(\text{kaliumnitrat}) - m(\text{krystaller}) \]
\[ m(\text{opløst}) = \boxed{\phantom{00{,}00}}\ \mathrm{g} - \boxed{\phantom{00{,}00}}\ \mathrm{g} = \boxed{\phantom{00{,}00}}\ \mathrm{g} \]
Beregn opløseligheden i den kolde opløsning. Du brugte 20 g vand, og 100 g vand er 5 gange så meget.
\[ \text{opløselighed} = 5 \cdot m(\text{opløst}) = 5 \cdot \boxed{\phantom{00{,}00}}\ \mathrm{g} = \boxed{\phantom{00{,}00}}\ \mathrm{g}\ \text{pr. 100 g vand} \]
Da de første krystaller blev dannet, var alle 10,0 g salt stadig opløst. Beregn opløseligheden ved den temperatur.
\[ \text{opløselighed} = 5 \cdot 10{,}0\ \mathrm{g} = \boxed{\phantom{00{,}00}}\ \mathrm{g}\ \text{pr. 100 g vand} \]
Skriv dine to resultater i skemaet. Find i tabellen den temperatur, der ligger tættest på din egen, og skriv tabellens opløselighed i den sidste kolonne.
| Min temperatur | Min opløselighed | Tabellens opløselighed | |
|---|---|---|---|
| Da de første krystaller blev dannet | |||
| Den kolde opløsning |
- Sæt ring om det rigtige ord: Når temperaturen falder, bliver opløseligheden af kaliumnitrat større / mindre.
- Beregn massen af de tørre krystaller og massen af det kaliumnitrat, der stadig var opløst i den kolde opløsning.
- Beregn opløseligheden af kaliumnitrat ved de to temperaturer, du målte. Opløseligheden angives i gram pr. 100 g vand.
- Sammenlign dine to resultater med tabellen, og beskriv, hvordan opløseligheden afhænger af temperaturen.
- Krystallerne var våde af opløsning, da de blev lagt til tørre, og opløsningen indeholder også kaliumnitrat. Vurdér, om det gør den beregnede opløselighed for stor eller for lille.
- Forklar med ordene ioner og iongitter, hvad der sker, når saltet opløses i varmebadet, og når krystallerne dannes i isbadet.