Lahused. Lahustuvus (0)

Lahused . Lahustuvus
Praktiline töö nr 8 (11LO, 17.10. 2016 )
Lahused
Lahused on ühtlased segud , mis koosnevad lahustunud ainest ja lahustist . Tõelises lahuses on lahustunud aine pihustunud tavaliselt üksikute molekulide ja ioonideni, eristudes niisiis kolloidlahustest ja jämepihustest, kus aine esineb pihustuskeskkonnas suuremat tombukestena.
Tuntuim, levinuim ja odavaim lahusti on vesi. Et vesi on tõesti hea lahusti, siis looduses päris puhast vett ei leidugi: H2O molekulide kõrval on seal lahustunud gaaside molekule, sooladest pärit ioone.
Lahustuvus
Enamikule vees lahustuvatest ainetest on iseloomulik teatud piir, millest rohkem ainet enam sama lahustikoguse juures lahustada võimalik ei ole. Näiteks toasoojas vees võime 100g vee kohta lisada maksimaalselt 35,9g soola. Kui lisame rohkem, siis ülejäänud sool vees ei lahustu: vajub põhja. Seda piiri, mis näitab antud tingimusel lahustunud aine maksimaalselt kogust teatud lahusti hulgas (tavaliselt 100g kohta) nimetatakse lahustuvuseks.
Lahuseid liigitatakse küllastumata, küllastunud ja üleküllastunud lahusteks.

• küllastumata lahus – ainet on võimalik veel lahustada;
  
• küllastunud lahus – aine sisaldus on maksimaalne ehk vastab lahustuvusele;
  
• üleküllastunud lahus – lahus sisaldab rohkem ainet, kui samadel tingimustel lahustuvus lubaks.
  

Üleküllastunud lahused ei ole väga levinud ning need on ebapüsivad. Üleliigne aine sadeneb tavaliselt välja, kui lahust loksutada või viia lahusesse lahustunud aine kristall .
Lahustuvuse mõjutegurid
Kehtivad järgmised seaduspärasused:

• tahkete ainete lahustuvus temperatuuri tõstmisel tavaliselt suureneb;
  
• gaasiliste ainete lahustuvus temperatuuri tõstmisel tavaliselt väheneb;
  
• gaasiliste ainete lahustuvus rõhu tõstmisel tavaliselt suureneb.
  

Kristallhüdraadid
Aine lahustumine on seotud lahustuva aine osakeste seostumisega lahusti molekulidega. Keedusoola lahustumisel vees ümbritsevad polaarsed vee molekulid esmalt naatrium- ja kloriidioone, seostuvad nendega ja „rebivad” ioonid kristallist välja. Niisiis on lahuses lahustunud aine osakesi ümbritsemas vee molekulid ehk saame rääkida hüdraatunud aineosakestest.
Tahke aine lahustuvus temperatuuri tõstmisel suureneb, alandamisel väheneb. Kui valmistame kõrgemal temperatuuril küllastunud lahuse, siis temperatuuri alanemisel peaks lahustuvuse vähenemise tõttu ainet
hakkama välja sadenema. Mõnikord on aga lahustunud osakesed nii tugevasti hüdraatunud, et haaravad sadenedes kaasa ka vee molekulid. Sellisel juhul saamegi kristallhüdraadid.
Tuntumaid kristallhüdraate on näiteks vaskvitriol ehk vask(II) sulfaat -vesi (1/5) ehk vask(II)sulfaatpentahüdraat: CuSO4·5H2O.
Sageli on nii, et aine hüdraatunud vorm on teist värvi kui hüdraatumata vorm.
Probleem- ja arvutusülesanded
Tekstülesanded kaaliumnitraadi (KNO3) lahustuvusest
1. Leia kaaliumnitraadi toatemperatuuril küllastunud lahuse protsendiline sisaldus
2. 20 g KNO3 lisati toatemperatuuril 80 cm3 vett. Kas kogu sool lahustus? Kas saadi küllastumata või küllastunud lahus?
3. 60˚C juures valmistati 275 g kaaliumnitraadist küllastunud lahus. Mitu g kaaliumnitraati kristallub sellest lahusest välja, kui jahutada see 30˚C-ni?
Praktiline töö (JUHEND)
Tööülesanne nr 1
Võtta katseklaasi ~3-4 cm3 naatriumetanaati ning lisada sellele 1 cm3 vett. Kuumutada alates vedeliku ja õhu piirpinnalt katseklaasis olevat segu soola täieliku lahustumiseni. Seejärel asetada lahus katseklaasiga ettevaatlikult külma vette.
Kui lahus on jahtunud, siis viiakse lahusesse väike naatriumetanaadi kristall ning jälgitakse toimuvat. Mis juhtub? Põhjendada nähtust!
Tööülesanne nr 2
Antud on sinist värvi hüdraatunud vask(II)sulfaat CuSO4·5H2O.
2.1 Tuvastada veevaba vask(II) sulfaadi värvus, kasutades aurustamist.
(vajalik piirituslamp, segamiseks pulk ja portselankauss+ statiiv + rõngas)
2.2 Määrata veevaba vask(II)sulfaadi lahustumise soojusefekt ja põhjendada nähtust lähtuvalt keemilise sideme energeetikast.
Tööülesanne nr 3
Valmistada 26 g vaskvitrioli (CuSO4·5H2O) lahustamisel 40 ml vees lahus. Soola täielikuks lahustumiseks tuleb seda keeduklaasis pliidil või piirituslambi leegis kuumutada.
3.1 Arvutada lahuse protsendiline koostis!
NB! 250 grammis vaskvitriolis CuSO4·5H2O on 160 g CuSO4.
3.2 Riputada kuuma lahusesse niidijupp (võib olla lõng ), millele on eelnevalt kinnitatud väike vaskvitrioli kristall. Järgida lahuse jahtumisel toimuvat. Põhjendada nähtust! Milline aine kristallub välja? Miks?