Налейте в стакан воды и поставьте его в кастрюлю с тёплой водой на плиту, поддерживая температуру 50−60 °C. Насыпьте в стакан соль и размешайте, после того как соль растворится, досыпьте её вновь. И так до тех пор, пока не получится насыщенный раствор (т.е. соль не будет растворяться). Теперь раствор перелейте в другую ёмкость, чтобы избавиться от излишков соли на дне. Возьмите самый крупный кристаллик соли, подвесьте его на ниточку и опустите в соляной раствор. Через несколько дней вы увидите, как кристаллик начнёт увеличиваться в размере. На каком явлении основан рост кристаллика?
При охлаждении насыщенного раствора образуется пересыщенный раствор, из которого кристаллы начинают выпадать либо самопроизвольно, либо после добавления небольшой "затравки" − кристаллика чистого вещества, который служит центром дальнейшей кристаллизации. Рост кристалла основан на явлении диффузии.
Для того чтобы понять, на каком явлении основан рост кристаллика соли в насыщенном растворе, необходимо рассмотреть несколько ключевых концепций физики и химии.
Растворимость:
Растворимость – это способность вещества (в данном случае соли) растворяться в растворителе (воде). Растворимость зависит от температуры. При повышенной температуре растворяемость большинства солей увеличивается, что позволяет большее количество соли раствориться в воде.
Насыщенный раствор:
Насыщенный раствор – это раствор, в котором при данной температуре растворено максимальное количество вещества, и большее его количество уже не может раствориться. В этой ситуации устанавливается динамическое равновесие между растворёнными и нерастворёнными частицами вещества.
Кристаллизация:
Кристаллизация – это процесс образования твёрдой фазы (кристаллов) из раствора. При кристаллизации молекулы или ионы вещества упорядочиваются и образуют трёхмерную структуру – кристалл. Кристаллизация может происходить, когда раствор охлаждается или когда растворитель испаряется.
Пересыщенный раствор:
Пересыщенный раствор содержит больше растворённого вещества, чем обычно может быть растворено при данной температуре. Пересыщенные растворы нестабильны, и при небольшом возмущении (например, добавлении кристаллика соли) излишек растворённого вещества начинает выделяться в виде кристаллов.
В данном эксперименте:
− Поддерживая температуру раствора на уровне 50−60 °C, создаём условия для высокой растворимости соли.
− Постепенно добавляя соль и размешивая, делаем раствор насыщенным.
− Если раствор начинает остывать при комнатной температуре или если происходит небольшое испарение воды, раствор становится пересыщенным.
Когда кристаллик соли подвешен на ниточке и помещён в насыщенный или пересыщенный раствор, происходит следующее:
− Ионы соли (Na⁺ и Cl⁻) в растворе начинают присоединяться к кристаллику.
− Процесс кристаллизации приводит к росту кристалла, так как ионы из раствора продолжают упорядочиваться и присоединяться к уже существующей кристаллической структуре.
Таким образом, рост кристаллика соли в растворе обусловлен процессом кристаллизации, который происходит в результате динамического равновесия между раствором и твёрдой фазой соли.
Пожауйста, оцените решение
