Ce vei înțelege
- Interpretezi baza unei solubilități.
- Calculezi masa cristalizată.
- Verifici bilanțul soluției mamă.
Înainte să începi: Științe exploratorii; Proporții simple și citirea atentă a datelor dintr-un enunț.
Cristalizarea recuperează un solid din soluție atunci când condițiile nu mai permit păstrarea întregii cantități dizolvate. Masa care poate cristaliza se calculează comparând cantitatea inițială cu solubilitatea finală, pentru aceeași masă de solvent.
Solubilitatea are un reper
O valoare precum „30 g de substanță la 100 g apă” raportează solutul la solvent, nu la 100 g de soluție. În acest exemplu, soluția saturată ar avea masa 130 g. Confuzia dintre apă și soluție schimbă toate calculele ulterioare.
Dacă solubilitatea unui solid scade la răcire, o soluție saturată la temperatură mai mare poate depune cristale. Nu orice substanță are aceeași dependență de temperatură. Folosește tabelul substanței sau valorile explicit date în problemă, nu o regulă universală inventată.
Ce rămâne în lichid după separare
După cristalizare, o parte din solut rămâne dizolvată în soluția mamă. De aceea, răcirea nu recuperează de obicei întreaga cantitate. Dacă îndepărtezi solvent prin evaporare, bilanțul se schimbă și trebuie recalculată masa de apă rămasă.
Cristalele pot reține lichid între ele sau pot include impurități. Aspectul regulat nu dovedește automat puritate perfectă. Pentru anumite substanțe, apa poate intra în structura cristalului; atunci formula hidratului devine importantă pentru bilanț.
Exemplu rezolvat: răcirea fără evaporare
O substanță ipotetică are solubilitatea 60 g la 100 g apă la temperatura inițială și 25 g la 100 g apă la temperatura finală. Avem 200 g apă și o soluție inițial saturată. Presupunem că nu se pierde apă, solidul nu formează hidrat și se atinge echilibrul.
Inițial sunt dizolvate 2 × 60 = 120 g de substanță. La final pot rămâne dizolvate 2 × 25 = 50 g. Cantitatea care cristalizează este 120 − 50 = 70 g.
Masa inițială totală este 200 + 120 = 320 g. La final avem 70 g cristale și 250 g soluție mamă, deci 70 + 250 = 320 g. Verificarea confirmă conservarea masei în model.
Dacă în calcul ai folosit 320 g ca masă de apă, ai schimbat baza solubilității. Masa soluției conține deja solut și nu poate înlocui masa solventului.
Greșeala de evitat
Cristalizarea și uscarea până la dispariția completă a solventului nu sunt aceeași operație. Obiectivul cristalizării este formarea și separarea unei faze solide în condiții controlate. Pentru vocabular, revino la substanțe și amestecuri.
Verificare scurtă
Solubilitatea scade ipotetic de la 50 la 20 g pentru 100 g apă. Cu 150 g apă și soluție inițial saturată, se depun 1,5 × (50 − 20) = 45 g de solid, dacă solventul se păstrează și cristalul nu include apă.
Întrebări frecvente
O soluție saturată trebuie să aibă solid pe fund?
Nu obligatoriu. Poate conține exact cantitatea maximă dizolvată la echilibru fără un exces vizibil de solid.
De ce nu cristalizează toată substanța?
La temperatura finală, solubilitatea este de regulă nenulă, deci o parte rămâne în soluția mamă.
Pot folosi aceleași valori pentru orice sare?
Nu. Solubilitatea și dependența ei de temperatură sunt proprietăți ale sistemului solut–solvent, în condițiile precizate.
