Загальна інформація
Опис
Експериментальна установка
Йод, температура плавлення якого становить 113,5 °C, випаровується значно нижче цієї температури.
Він переходить з твердого стану безпосередньо в газоподібний. Цей процес називається сублімацією. Коли пара йоду охолоджується, утворюються тверді кристали, знову ж таки без рідкої перехідної фази. Цей процес називається ресублімацією.
У цьому експерименті учні та студенти матимуть справу з цими двома процесами.
Додаткова інформація (1/2)
Попередні знання
Учні та студенти вже повинні бути знайомі з принципом сублімації та ресублімації йоду в теорії.
Науковий принцип
Йод, температура плавлення якого становить 113,5 °C, випаровується значно нижче цієї температури. Він переходить з твердого стану безпосередньо в газоподібний. Цей процес називається сублімацією. Коли пара йоду охолоджується, утворюються тверді кристали, знову ж таки без рідкої перехідної фази. Цей процес відомий як ресублімація.
Додаткова інформація (2/2)
Мета навчання
Учні та студенти на практиці вивчають сублімацію та розчинність йоду.
Завдання
Учні демонструють сублімацію і ресублімацію йоду та досліджують розчинність йоду в кисневмісних і безкисневих розчинниках.
Інструкції з техніки безпеки
- Пари йоду не можна вдихати! н-пентан і циклогексан - безбарвні, легкозаймисті рідини, які не можна змішувати з водою. У поєднанні з повітрям їх пари можуть утворювати вибухонебезпечні суміші. Тривалий контакт зі шкірою призводить до її знежирення.
- Діетиловий ефір - летюча, легкозаймиста рідина. У поєднанні з повітрям його важкі пари можуть утворювати вибухонебезпечні суміші. Небезпека утворення перекису. Наркотичний ефект.
- Етиловий спирт - легкозаймиста рідина, яка може змішуватися з водою. У поєднанні з повітрям його пари можуть утворювати вибухонебезпечні суміші.
- Правила роботи з небезпечними речовинами наведено у відповідних паспортах безпеки. До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів на уроках з природничих наук.
Теорія
Сублімація - це перехід речовини з твердого стану в газоподібний без попереднього переходу в рідкий. Ресублімація є протилежним процесом.
Йод, температура плавлення якого становить 113,5 °C, випаровується значно нижче цієї температури. Він переходить з твердого стану безпосередньо в газоподібний. Цей процес називається сублімацією. Коли пара йоду охолоджується, утворюються тверді кристали, знову ж таки без рідкої перехідної фази. Цей процес відомий як ресублімація.
Усі розчинники, використані в цьому експерименті, розчиняють йод значно краще, ніж вода. Тому вони також здатні вилучати йод з водних розчинів. У кисневмісних розчинниках йод забарвлюється в коричневий колір (наприклад, у воді, ефірі, етиловому спирті), тоді як у безкисневих розчинниках (наприклад, у н-пентані, циклогексані) він розчиняється в червоно-фіолетовий колір.
Обладнання
Підготовка та виконання роботи
Підготовка та виконання роботи (1/2)
- Невелику кількість кристалічного йоду (на кінчик шпателя) злегка розітріть у ступці і засипте в круглодонну колбу з подвійним горлом (250 мл). Вставте конденсор (холодильник) для гвинтових з'єднувачів GL у верхню горловину цієї заповненої йодом колби і закрийте бічну горловину герметичним ковпачком.
Помістіть підготовлену колбу, як показано на рис. праворуч, у кристалізаційний посуд, наповнений гарячою водою (80-90 °C). Зафіксуйте колбу в цьому положенні за допомогою затискача. Щоб забезпечити охолодження, під час сублімації через конденсор (холодильник) безперервно протікає охолоджуюча вода (закріпіть трубки за допомогою затискачів для трубок).
Експериментальна установка
Підготовка та виконання роботи (2/2)
- Налийте приблизно 200 мл води через бічну горловину колби з попереднього експерименту, закрийте колбу і енергійно струсіть її.
Потім налийте приблизно 10 мл приготованих таким чином водних розчинів у пробірку і додайте приблизно 1 мл циклогексану. Закрийте пробірку гумовою пробкою і енергійно струсіть суміш у пробірці.
Потім налийте невелику кількість йоду в чотири додаткові пробірки. Налийте кілька мілілітрів циклогексану в першу пробірку, стільки ж н-пентану в другу пробірку, діетилового ефіру в третю пробірку і етилового спирту в четверту пробірку. Закрийте пробірки гумовими пробками і енергійно струсіть їх.
Підготовлені пробірки
Оцінка
Оцінка (1/6)
1. Сублімація та ресублімація
Спостереження
Йод повільно випаровується без попереднього переходу в рідкий стан. Пара йоду має фіолетовий колір. Через кілька хвилин на охолодженій стінці конденсора можна спостерігати маленькі, швидко зростаючі кристали йоду.
Результат
Йод, температура плавлення якого становить 113,5 °C, випаровується значно нижче цієї температури. Він переходить з твердого стану безпосередньо в газоподібний. Цей процес називається сублімацією. Коли пара йоду охолоджується, утворюються тверді кристали, знову ж таки без рідкої перехідної фази. Цей процес відомий як ресублімація.
Оцінка (2/6)
2. Розчинність йоду в кисневмісних та безкисневих розчинниках
Спостереження
Після кроку 1: У воді розчиняється лише невелика кількість йоду. Розчин має злегка жовто-коричневий колір. Більша частина йоду залишається в нерозчиненому стані на дні колби
(Примітка: Розчинність йоду у воді становить 0,29 г/л при 20 °C).
Після кроку 2: Водний розчин повністю знебарвився. Однак шар циклогексану, який знаходиться над водою, тепер фіолетовий.
Після кроку 3: У всіх випадках отримані розчини чітко змінюють свій колір внаслідок поглинання йоду. Діетиловий ефір і етиловий спирт стали коричневими, тоді як циклогексан і н-пентан - від червоного до фіолетового.
Оцінка (3/6)
2. Розчинність йоду в кисневмісних та безкисневих розчинниках
Результат
Усі розчинники, використані в цьому експерименті, розчиняють йод значно краще, ніж вода. Тому вони також здатні вилучати йод з водних розчинів. У кисневмісних розчинниках йод забарвлюється в коричневий колір (наприклад, у воді, ефірі, етиловому спирті), тоді як у безкисневих розчинниках (наприклад, у н-пентані, циклогексані) він розчиняється в червоно-фіолетовий колір.
Примітки
Розчин темно-коричневого кольору на основі етилового спирту в медицині відомий як йодна настоянка. Однак медичне значення йодної настоянки для лікування ран досить низьке, оскільки вона може викликати непереносимість.
Оцінка (4/6)
Питання
Оцінка (5/6)
Питання
Оцінка (6/6)
Результати експерименту Усі ____, використані в цьому експерименті, розчиняють йод значно ____, ніж вода. Ось чому вони також здатні вилучати йод з ____ розчинів. У кисневмісних розчинниках йод забарвлюється в ____ колір (наприклад, у воді, ____, етиловому спирті), тоді як у безкисневих розчинниках (наприклад, у н-пентані, ____) він розчиняється в ____ колір.