Очистка загрязнённой поваренной соли
Очистка загрязнённой поваренной соли — практическая работа 8 класса: соль с песком и глиной растворяют в воде, нерастворимые примеси отделяют фильтрованием, а фильтрат выпаривают — в чашке остаются белые кристаллы чистого хлорида натрия NaCl. Работа учит разделять смесь, в которой одно вещество растворяется в воде, а другое нет.
Цель работы и что нужно знать
Цель: очистить загрязнённую поваренную соль от нерастворимых примесей и освоить приёмы растворения, фильтрования и выпаривания.
Поваренная соль — это хлорид натрия, бесцветные кристаллы (в массе белые), хорошо растворимые в воде: при комнатной температуре в 100 г воды растворяется около 36 г соли. Загрязнённая соль, которую выдают на работе, — смесь хлорида натрия с речным песком, глиной или землёй. Эти примеси в воде не растворяются.
На этом различии и построена работа. При растворении соль переходит в раствор, а примеси остаются частицами, которые задерживает фильтр. Из прозрачного фильтрата воду удаляют выпариванием, и соль снова кристаллизуется. Все три операции — физические процессы: новых веществ не образуется, поэтому уравнений реакций в основной части работы нет. Как подбирать способ для других смесей, разобрано на странице способы разделения смесей.
Похожим путём соль получают и вне лаборатории: морскую воду и рассолы выпаривают, а каменную соль растворяют, очищают раствор и снова выпаривают.
Оборудование и реактивы
- загрязнённая поваренная соль — порцию выдаёт учитель;
- вода, мерный цилиндр;
- химический стакан на 50–100 мл и стеклянная палочка;
- лабораторный штатив с кольцом, воронка, фильтровальная бумага, ножницы;
- второй стакан для фильтрата;
- фарфоровая чашка для выпаривания, спиртовка, спички, тигельные щипцы;
- защитные очки.
Фильтр готовят заранее. Круг фильтровальной бумаги складывают пополам, затем ещё раз пополам и раскрывают конусом так, чтобы с одной стороны был один слой бумаги, а с другой — три. Конус вкладывают в воронку: край фильтра должен быть ниже края воронки примерно на полсантиметра. Фильтр смачивают водой, чтобы он прилип к стенкам.
Ход работы: растворение, фильтрование, выпаривание
- Растворение. Высыпьте загрязнённую соль в стакан, прилейте отмеренную воду и перемешивайте палочкой, пока соль не растворится. Палочкой не стучат по стенкам стакана.
- Рассмотрите смесь: жидкость мутная, на дне собираются нерастворимые частицы.
- Фильтрование. Закрепите воронку с фильтром в кольце штатива и подставьте чистый стакан так, чтобы кончик воронки касался его стенки, — фильтрат будет стекать без брызг.
- Дайте частицам осесть и лейте сначала более прозрачную часть жидкости по стеклянной палочке на стенку фильтра, не выше его края. Так фильтр забивается медленнее.
- Посмотрите на фильтрат: он должен быть прозрачным. Если он мутный, профильтруйте его ещё раз через новый фильтр.
- Выпаривание. Налейте немного фильтрата в фарфоровую чашку, поставьте её на кольцо штатива и нагревайте пламенем спиртовки, помешивая палочкой.
- Когда в чашке появятся кристаллы, а жидкости останется совсем мало, погасите спиртовку. Оставшаяся вода испарится за счёт тепла нагретой чашки.
- Сравните полученную соль с исходной: цвет, вид кристаллов, наличие примесей.
Почему нельзя выпаривать раствор досуха резко
Самая частая ошибка — держать чашку на сильном огне до последней капли. Когда воды остаётся мало, по краям и на поверхности раствора образуется корка кристаллов. Под ней вода продолжает кипеть, пузырьки пара пробивают корку — горячий раствор и кристаллы разбрызгиваются. Брызги могут попасть на руки и в глаза, а часть соли вылетает из чашки, и очищенной соли получается меньше.
Кристаллы хлорида натрия к тому же «стреляют» при перегреве: внутри них остаются крошечные капли раствора, которые вскипают и раскалывают кристалл. Это слышно как потрескивание — такое же, как у соли на горячей сковороде.
Общие правила нагревания и обращения со спиртовкой — на странице правила работы в химической лаборатории.
Наблюдения и проверка: это поваренная соль?
| Операция | Наблюдения | Объяснение |
|---|---|---|
| Растворение | Соль растворилась, жидкость мутная, на дне частицы песка и глины | Хлорид натрия растворим в воде, примеси нерастворимы |
| Фильтрование | На фильтре осталась грязь, фильтрат прозрачный и бесцветный | Поры фильтра пропускают раствор и задерживают нерастворимые частицы |
| Выпаривание | В чашке образовались белые кристаллы | Вода испарилась, нелетучий хлорид натрия остался |
Чтобы доказать, что получен именно хлорид натрия, проводят две качественные реакции. Раствор полученной соли с нитратом серебра даёт белый творожистый осадок хлорида серебра — это реакция на хлорид-ион: AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃, в ионном виде Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓. Ионы натрия окрашивают пламя в ярко-жёлтый цвет. Обе реакции есть в виртуальной лаборатории: осадок — в свободном режиме, пламя — в опыте Окраска пламени. Подробнее — на страницах качественные реакции и окраска пламени.
Вещества в работе
Очистка поваренной соли онлайн
Полностью повторить работу онлайн нельзя: в виртуальной лаборатории нет фильтрования. Зато две другие операции — растворение и выпаривание до сухого остатка — там есть, и их можно отработать перед уроком.
- Откройте свободный режим и выберите стакан.
- Налейте раствор хлорида натрия и долейте воду из промывалки — раствор прозрачный и бесцветный.
- Зажгите спиртовку и следите за температурой в «Показаниях приборов». Около 100 °C раствор закипает, уровень жидкости начинает падать.
- Когда вода выкипит, на дне останется белый сухой остаток — кристаллы соли.
- Долейте воду: остаток снова растворится. Соль при выпаривании не разложилась и не превратилась в другое вещество.
Можно смоделировать и загрязнение: положите в стакан кусочек мрамора — он в воде не растворяется. После выпаривания он останется на дне вместе с солью. Так видно, зачем нерастворимые примеси отделяют фильтрованием до выпаривания: иначе они окажутся в «очищенной» соли.
В лаборатории раствор можно выпарить досуха, потому что брызг там нет. В настоящем кабинете так делать не нужно — нагрев прекращают раньше, как описано выше.
Вывод по практической работе
Загрязнённая поваренная соль — неоднородная смесь хлорида натрия с нерастворимыми примесями. Её разделили, используя разную растворимость компонентов в воде: при растворении соль перешла в раствор, примеси задержал фильтр, а при выпаривании прозрачного фильтрата выделились белые кристаллы чистой соли. Качественные реакции подтвердили, что это хлорид натрия: с нитратом серебра выпал белый творожистый осадок, пламя окрасилось в жёлтый цвет. Очистка основана на физических процессах, новых веществ не образовалось.
Частые ошибки в выводе: перечислить операции и не объяснить, зачем нужна каждая, или написать, что «соль очистилась химической реакцией». Если качественные реакции в вашей работе не проводили, предложение о проверке уберите. Шаблон всего отчёта — на странице практические работы по химии.
Проведите опыт онлайн
Эти опыты есть в виртуальной лаборатории: запустите прямо здесь или откройте на весь экран.
Окраска пламени
Петлю с солью вносят в пламя: Na⁺ — жёлтое, K⁺ — фиолетовое, Cu²⁺ — зелёное.
Иодид-ион и нитрат серебра
Нитрат серебра с иодидом калия — жёлтый осадок иодида серебра.
Читайте также
Частые вопросы
Как очистить загрязнённую поваренную соль?
Растворить соль в воде, отфильтровать нерастворимые примеси и выпарить прозрачный фильтрат в фарфоровой чашке. Нагрев прекращают, когда появились кристаллы и осталось немного жидкости.
Почему нельзя выпаривать раствор соли досуха на сильном огне?
Под коркой кристаллов вода продолжает кипеть, пар прорывается наружу, и горячий раствор с кристаллами разбрызгивается. Это опасно для глаз и рук, а часть соли теряется.
Почему фильтрат должен быть прозрачным?
Муть означает, что нерастворимые частицы прошли через фильтр — например, он порвался или жидкость лили выше его края. Такой фильтрат фильтруют ещё раз, иначе примеси останутся в соли после выпаривания.
Как доказать, что получена поваренная соль?
Раствор соли с нитратом серебра даёт белый творожистый осадок хлорида серебра, а ионы натрия окрашивают пламя в жёлтый цвет. Пробовать соль на вкус в кабинете химии нельзя.
Можно ли выполнить очистку поваренной соли онлайн?
Частично: в виртуальной лаборатории можно выпарить раствор хлорида натрия на спиртовке до сухого остатка и снова растворить его. Фильтрования в лаборатории нет, этот этап выполняют в кабинете.