Всероссийская олимпиада школьников по химии 2007-2008 г
Областной этап. Экспериментальный тур.
Девятый класс.

Определение состава кристаллогидрата

Задание 1.

Кристаллогидраты, вещества содержащие кристаллизационную воду, могут иметь различный состав, в зависимости от условий получения или хранения. Вы должны определить состав выданного вам кристаллогидрата сульфата магния MgSO₄*nH₂O, используя зависимость плотности раствора от массовой доли MgSO₄:

В вашем распоряжении лабораторное оборудование для приготовления раствора, весы, ареометр, мерный цилиндр.

На выполнение этого задания Вам отводится 15-20 минут. Если вы справились с ним раньше, сдайте преподавателю отчет по заданию 1 и приступайте к практической работе.

" - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Задание 2.

(Выдается отдельно, после выполнения задания 1)

1. На специальном листе бумаги постройте график зависимости плотности раствора сульфата магния от массовой доли соли.
2. Отвесьте порцию кристаллогидрата массой около 7-9 г, запишите точное значение массы. Высыпьте навеску соли в колбу. Мерным цилиндром отмерьте 50 мл воды и приготовьте раствор.
3. Рассмотрите выданный вам ареометр, определите цену деления прибора, и измеряемый интервал плотностей. Запишите в отчет характеристики прибора с указанием наименований единиц.
4. Приготовленный раствор перелейте в чистый мерный цилиндр, аккуратно опустите в раствор ареометр. Прибор должен плавать в растворе, не касаясь стенок цилиндра. Запишите показание ареометра. Выведите ареометр из равновесия, дайте ему снова успокоиться и повторите измерение еще два раза. Все результаты занесите в отчет, найдите среднее значение.
5. Используя график, определите значение массовой доли соли в вашем растворе, рассчитайте состав выданного вам кристаллогидрата MgSO₄*nH₂O. Учтите, что из-за частичного обезвоживания кристаллогидрата величина n может быть дробной, укажите ее значение с точностью до сотых.
6. Проведите качественные реакции на ионы соли, отбирая небольшие порции раствора в пробирки. Запишите признаки реакций, их уравнения в ионной форме (если они не были записаны в отчете по заданию 1).
7. Одиночный экперимент дает недостаточно надежные результаты. Поэтому, если позволяет время, проведите повторный эксперимент с новой навеской кристаллогидрата и сравните полученные результаты. Если они расходятся, укажите, какой результат вы считаете более точным, или найдите среднее значение.
8. Подготовьте свое рабочее место к сдаче преподавателю.

" - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Задание 1. Способ определения, план работы ясны из задания 2. Простейшие качественные реакции на ионы – реакция со щелочью и хлоридом бария:

Mg²⁺ + 2OH^- = Mg(OH)₂¯ (белый осадок), и SO₄^2- + Ba²⁺ = BaSO₄¯ (белый осадок).

Задание 2.

График:
Пример вычислений:

Пусть масса масса кристаллогидрата равна 9,27 г, измеренная плотность 1,090 г/мл, массовая доля соли по графику 7,78%.

Тогда, масса раствора равна 59,27 г, масса MgSO₄ в нем равна m=m(p)*w = 59,27*0,0778 = 4,61 г, масса воды в пробе кристаллогидрата 9,27-4,61=4,66 г.

Количество вещества n=m/M: m(MgSO₄) = 4,61/120 = 0,0384 моль; m(H₂O) = 4,66/18 = 0,259 моль;
n = 0,259/0,0384 = 6,74. Формула кристаллогидрата MgSO₄*6,74H₂O (примерно MgSO₄*7H₂O)

Оценивание:

Задание 1. План работы 3 балла, качественные реакции 2 балла, всего 5 баллов.

Задание 2. График 3 балла, техника работы 5 баллов, расчеты - 5 баллов.

Дополнительные баллы участникам, первым закончившим эксперимент, за проверку надежности результата, при условии правильного выполнения и достаточно полного писания хода работы до 2 баллов

Суммарная оценка: 20 баллов

Реактивы и оборудование:

Рабочее место: линейка, карандаш, мм-бумага, колба 150 мл, стекл. палочка, цилиндр 50 мл, штатив с 2 пробирками, ареометры (1,000-1,060; 1,060-1,120), растворы хлорида бария, гидроксида натрия (выдаются после выполнения задания 1.

Дополнительно: Весы электронные, шпатели, бумага для взвешивания, дист. вода.

Примечания.

Типичные ошибки: неумение грамотно построить график, ошибки в приготовлении растворов (растворение в мерном цилиндре), ошибки в расчетах. Работа с ареометром была отработана на мастер-классе и затруднений не вызвала.

При использовании материалов ссылка на сайт обязательна.
© Можаев Г.М.
kontren.narod.ru