Выделить растворённое вещество из раствора можно путём выпаривания воды. В некоторых случаях образуются гидраты в кристаллическом виде или кристаллогидраты. Они содержат молекулы воды, которые называются кристаллизационной водой.
Название вещества зависит от количества молекул воды. Для этого используют приставки, обозначающие число:
- 1 – моно;
- 2 – ди;
- 3 – три;
- 4 – тетра;
- 5 – пента;
- 6 – гекса;
- 7 – гепта;
- 8 – окта;
- 9 – нона;
- 10 – дека.
Например, кристаллогидрат FeSO4, содержащий одну молекулу воды, называется моногидрат сульфата железа (II). Если в кристаллогидрате семь молекул воды, он называется гептагидрат сульфата железа (II).
Вода из кристаллогидрата в большинстве случаев удаляется ступенчато. Например, при нагревании медного купороса, он переходит в тригидрат, затем в моногидрат. При нагревании до 250°С медный купорос полностью обезвоживается до сульфата меди (II).
Формула кристаллогидрата состоит из двух частей. Сначала записывается формула вещества. Через точку (знак умножения) указывается количество молекул воды. Например, ZnSO4 ∙ 7H2O, CuSO4 ∙ H2O, Na2CO3·10H2O, H2SO4 · H2O.
Расчёт массы вещества
При прокаливании кристаллогидраты разлагаются на сухое вещество и воду. Чтобы вычислить массовую долю вещества используется следующая формула:
Для расчёта массовой доли воды применяется схожая формула:
Рассмотрим решение задачи с применением формулы.
Необходимо вычислить массовую долю кристаллизационной воды в тригидрате нитрата меди (II) (Cu(NO3)2 ∙ 3H2O).
Решение:
Сначала запишем молярные массы воды и нитрата меди (II):
- M (Cu(NO3)2) = 187,5 г/моль;
- M (H2O) = 18 г/моль.
В 1 моле кристаллогидрата содержится 1 моль нитрата меди (II) и 3 моль воды, поэтому получаем по формуле m = n ∙ M массу воды и массу соли в кристаллогидрате:
- m (H2O) = 3 ∙ 18 = 54 г;
- m (Cu(NO3)2) = 1 ∙ 187,5 = 187,5 г.
Высчитаем общую массу вещества:
Остаётся вычислить массовую долю воды:
Ответ: массовая доля воды в тригидрате нитрата меди (II) 22 %.
Некоторые вещества невозможно обезводить без разложения. Например, соединение BeC2O4·H2O устойчиво только в форме кристаллогидрата.
Что мы узнали?
Кристаллогидратами называются вещества, содержащие молекулы воды за счёт их притяжения катионами кристаллической решётки. В формуле кристаллогидратов, а также в названии вещества указывается количество воды. Например, CuSO4 ∙ H2O – моногидрат сульфата меди (II). Если известны массы воды и сухого вещества, можно вычислить их массовую долю.
