Как приготовить раствор ацетат натрия

Ацетат натрия CH₃COONa·3H₂O представляет собой бесцветные кристаллы, легко растворимые в воде. Как видно из формулы, соль образует кристаллогидрат с тремя молекулами воды.

Если кристаллогидрат ацетата натрия осторожно нагреть — он расплавится. Но это плавление не совсем обычное — соль растворяется в собственной кристаллогидратной воде. При охлаждении такой раствор застывает, превращаясь в белую массу, похожую на лед — произойдет кристаллизация, которая к тому же сопровождается значительным выделением тепла.

Подобным образом ведут себя и некоторые другие соли, например — алюмокалиевые квасцы KAl(SO₄)₂·12H₂O. Однако ацетат натрия склонен образовывать пересыщенные растворы — т.е. растворы, которые содержат вещества больше, чем может раствориться при данной температуре. Если твердый ацетат натрия (с небольшими добавками воды) нагреть на водяной бане в закрытой колбе, он постепенно расплавится, образуя насыщенный раствор. Насыщенный — при температуре горячей водяной бани.

Теперь снимем колбу с водной бани и оставим охлаждаться. Раствор постепенно остынет до комнатной температуры, растворимость соли значительно понизится, но кристаллизации не произойдет — образуется пересыщенный раствор. В закрытой колбе пересыщенный раствор может храниться днями, неделями, месяцами и даже годами. Но стоит внести затравку — небольшой кристаллик ацетата натрия — и сразу же произойдет кристаллизация.

Итак, проведем эксперимент. Возьмите колбу на 200-300 мл и насыпьте в нее ацетат натрия CH₃COONa·3H₂O — приблизительно на 2/3 объема. Добавьте примерно 7-10 мл дистиллированной воды. При этом постарайтесь смыть вниз кристаллы, прилипшие к горлышку колбы. Колбу плотно закройте резиновой или корковой пробкой и поставьте на водяную баню. По мере того, как вода будет нагреваться, ацетат натрия начнет растворяться в собственной кристаллизационной воде. Аккуратно перемешивайте содержимое колбы. Необходимо добиться полного растворения соли — чтобы внутри колбы не осталось кристаллов. Если на поверхности раствора образуется пленка или в нем плавают кристаллы, которые не желают растворяться — откройте колбу и добавьте немного воды (примерно 5-10 мл) [1]. После полного растворения соли снимите колбу с водяной бани и дайте ей остыть до комнатной температуры. Этот процесс можно ускорить, поставив колбу под струю холодной воды.

В результате у нас есть колба с пересыщенным раствором ацетата натрия. Поставьте колбу на стол, можно предложить нескольким желающим убедиться, что она имеет комнатную температуру. Слегка смочите водой кончик пальца и прилепите к нему несколько кристалликов ацетата. Откройте колбу и незаметно для зрителей стряхните кристаллики в раствор.

В месте, где затравки попадут на поверхность раствора, начнется быстрая кристаллизация. Весь раствор в колбе за несколько секунд превратится в белую массу, похожую на лед. Затвердеет даже пленка раствора на стенках колбы — образуя подобие морозных узоров. Колбу можно перевернуть вверх дном — из нее не вытечет ни капли. За счет тепла кристаллизации колба нагреется, в чем могут убедиться все желающие. Это явление используют в «соляных грелках». Иногда кристаллизация начинается в момент открытия колбы — к пробке могли прилипнуть кристаллики, которые при ее открытии падают в раствор. Роль затравки могут играть не только кристаллы ацетата натрия, но и пыль или другие посторонние частицы, поэтому соблюдайте чистоту.

__________________________________________________
1 Перед плавлением в колбу с твердым ацетатом натрия нужно добавить немного воды. Если в растворе будет слишком мало воды, то при охлаждении раствор ацетата натрия начнет кристаллизоваться еще горячим (т.е. холодный пересыщенный раствор не образуется). В некоторых случаях наблюдается неполное плавление (растворение) соли: часть кристаллов останется, несмотря на нагревание.

Однако нетрудно догадаться, что если добавить воды слишком много, жидкость после охлаждения может застыть не полностью.

Приготовление пересыщенного раствора ацетата натрия
Preparation of Supersaturated Solution of Sodium Acetate. (»Freezing of Water» at Room Temperature)

Кристаллизация пересыщенного раствора ацетата натрия
Crystallization of Supersaturated Solution of Sodium Acetate. (»Freezing of Water» at Room Temperature)

После окончания эксперимента закройте колбу и поставьте ее на водяную баню. Включите плитку. Ацетат натрия снова расплавится. Эксперимент можно повторять много раз.

Есть и другие варианты этого опыта.

Аккуратно налейте пересыщенный раствор ацетата натрия в чашку Петри или стеклянную кювету (все должно быть чистым). Смочите внутреннюю сторону указательного пальца водой и прилепите к ней несколько кристалликов. Быстро прикоснитесь пальцем к поверхности раствора — жидкость сразу же застынет, вы почувствуете тепло. Через несколько секунд чашку Петри можно будет перевернуть — из нее не вытечет ни капли.

Кристаллизация пересыщенного раствора ацетата натрия в чашке Петри

Раствор ацетата натрия полностью застывает и не выливается, даже если наклонить чашку

В центр чашки Петри положите немного кристалликов ацетата натрия. Откройте колбу с пересыщенным раствором и налейте тонкой струйкой небольшое количество раствора на кристаллы. Жидкость сразу же превратиться в белую массу. Осторожно продолжайте лить раствор в центр этой массы, в результате все новые порции раствора будут кристаллизоваться, в чашке Петри вырастет перевернутая сосулька. В нашем случае удалось вырастить сталагмит высотой примерно 35 см, после чего вся конструкция красиво рухнула.

Если вы поднесете колбу достаточно близко к застывшей массе, фронт кристаллизации может подняться по струйке раствора и перекинуться в колбу. В результате вся жидкость в колбе через несколько секунд застынет.

Выращивание сталагмита («сосулька наоборот»)

В нашем опыте удалось вырастить сталагмит высотой около 35 см

. после чего вся конструкция красиво рухнула подобно Пизанской башне

Можно также нарисовать тонкой струйкой пересыщенного раствора фигуры или сделать надписи. Для этого нужна темная, ровная и чистая поверхность. Если коснуться края такой надписи палочкой с кристалликом, раствор застынет в белую массу, что выглядит очень эффектно.

Во время кристаллизации пересыщенного раствора ацетата натрия происходит разогрев, что усиливает гидролиз соли и делает среду более щелочной. Поэтому если к ацетату натрия были добавлены универсальный индикатор и фенолфталеин, во время кристаллизации произойдет переход окраски из синей в малиновую.

Кристаллизация пересыщенного раствора ацетата натрия в присутствии индикаторов

Как уже отмечалось, чтобы эксперимент получился, к ацетату натрия необходимо добавить немного воды. Сначала автор этого не сделал, в результате раствор ацетата начинал кристаллизоваться еще теплым. Поскольку раствор был теплым, он застывал медленно и не полностью. Возникло впечатление, что в растворе мало воды, на самом же деле все было с точностью до наоборот: содержание соли было слишком высоким, поэтому раствор не выдерживал охлаждения до комнатной температуры.

Если у вас нет ацетата натрия, его можно приготовить из раствора уксусной кислоты и соды. Для этих целей подойдет даже обыкновенный уксус. Налейте примерно 0.5 л уксуса в железную или эмалированную кастрюлю (разумеется — не новую) и небольшими порциями добавляйте к нему соду (пищевую или кальцинированную). При этом будет выделяться углекислый газ. Соду добавляйте до тех пор, пока не прекратится выделение газа (не забывайте перемешивать раствор), после этого добавьте немного уксуса и поставьте раствор упариваться на медленном огне. Через некоторое время подуйте на раствор, если при этом на его поверхности образуется твердая корка, которая потом исчезнет — упаривание закончено. Если корка будет образовываться сама собой, а в объеме раствора появятся игольчатые кристаллы — значит, вы упарили раствор слишком сильно. Снимите кастрюлю с плитки и добавьте чуть-чуть воды.

Если в растворе слишком много воды — при полном охлаждении (до комнатной температуры!) он будет застывать не полностью. В таком случае слейте с кристаллов избыток жидкости, потом растопите кристаллы в колбе (как сказано выше). Приготовив раствор нужной концентрации, вы сможете повторять эксперимент много раз.

Источник

Опыт с получением натриевой соли уксусной кислоты или как сделать горячий лед (тригидрат ацетата натрия)

Тригидрат ацетата натрия представляет собой натриевую соль уксусной кислоты. Это основной ароматизатор в картофельных чипсах со вкусом соли и уксуса. В инструкции показан опыт как сделать ацетат натрия с использованием обычных бытовых ингредиентов.

Специального оборудования для измерения пропорций не требуется. Вы можете отмерять ингредиенты на глаз.

Примечание: ацетат натрия сильно пахнет и может вызвать раздражение глаз и кожи.

Эта инструкция не поможет сделать «горячий лед», т.к. здесь слишком много примесей.

Отказ от ответственности: я не несу ответственности за ущерб, вызванный неправильным использованием инструкции. Не предоставляю никаких выраженных или подразумеваемых гарантий. Все представлено здесь только для образовательных целей. Во время приготовления могут потребоваться защитные очки.

Шаг 1: Требуемые материалы

бикарбонат натрия (пищевая сода)
уксусная кислота
стеклянные или керамические контейнеры, которые можно использовать в микроволновке
фильтры для кофе
ложка

Шаг 2: Химическая реакция

Положите немного соды в одну из емкостей. Я использовал мерную кружку и ложку. Начинайте медленно добавлять уксус. Если добавить слишком много, емкость переполнится пеной. Добавьте немного, дождитесь, пока пена сойдет, и добавьте еще чуть-чуть.

Продолжайте понемногу добавлять уксус, продолжая помешивать. Когда смесь перестанет пениться даже при перемешивании, остановитесь. У вас получился раствор ацетата натрия в воде. Моя мерная чашка почти наполнилась.

Шаг 3: Кипячение

Для выпаривания воды может помочь микроволновка. Мне потребовалось около 20 минут на высокой мощности. Я ставил три раза по пять минут, и в конце поставил еще на одну минуту.

Продолжайте выпаривать воду, пока не услышите шипящие звуки. Однако смесь все еще должна быть жидкой. Если вы вовремя не остановитесь, то у вас получится неприятный на запах желтый кусок.

Объем в результате должен быть примерно 1/10 от исходного.

Примечание: контейнер будет очень горячим.

Шаг 4: Охлаждение

На этом этапе вы должны получить очень насыщенный раствор ацетата натрия. Если вы всё сделали правильно, то, если дуть на поверхность, на ней будут появляться кристаллы.

Дайте смеси охладиться до комнатной температуры. Она должна образовать полупрозрачный гель.

Шаг 5: Сушка

Смешайте получившийся гель и кристаллы и перенесите их в маленькую миску с фильтром для кофе. Фильтр впитает оставшуюся влагу. Для ускорения процесса сушки гель можно разложить по частям в разные миски.

Шаг 6: Измельчение

Размельчите кусочки в порошок, используя ложку. Если порошок липкий, высыпьте его в фильтр для кофе, чтобы он еще просох. Теперь приготовление завершено. Порошок еще может содержать немного влаги, но это не страшно.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Источник

Сайт про изобретения своими руками

МозгоЧины

Сайт про изобретения своими руками

Изготовление горячего льда или ацетата натрия

Опыт, который я проводил раньше, но наткнулся на него снова. Можно показывать фокусы близким, якобы одним прикосновением замораживая обычную воду. Жидкость кристаллизуется на глазах и очень похожа на воду! Провести опыт достаточно просто каждому мозгочину!

Начнем, пожалуй. Первое, и самое главное, что вам понадобится — это уксус, рекомендуемая концентрация 30% или 70%. Но если есть только 9%, не беда, пойдет и такой. Второй компонент — обычная столовая сода или гидрокарбонат натрия. Ну вот вы затарились кучей уксуса и соды, что же теперь делать дальше? А дальше вам надо вот что: вам нужны весы) Да без весов этот опыт скорее всего не удастся, так как химия — наука точная и не терпит методов «на глаз». Для начала вам необходимо отмерить компоненты — соду и уксус. Я рассчитал сколько нужно граммов соды для 200 мл бутылочки уксуса (именно в таких чаще всего продают уксус, а если нет, то обязательно ищите бутылочку на 200 мл уксуса) различной концентрации, вот мои результаты:

Для 200 мл. уксуса 70% концентрации необходимо 210 грамм соды
для 200 мл. уксуса 30% надо 87,4 грамм соды
для 200 мл. уксуса 9% надо 25,25 грамм соды

Советую брать соды чуть меньше, так как выход этой реакции не 100%, а около 88-90%. Это потому, что в процессе выделения углекислого газа часть уксуса улетучивается. И для опыта советую брать электронные весы, так как с механическими возни не оберешься. Ну вот, вы отмерили количество соды и уксуса, теперь начинаем реакцию:

CH3COOH + NaHCO3 = CH3COONa + CO2 + H2O

Реакцию лучше проводить сразу в кастрюльке, немного нагревая смесь. Нагревать нужно, так как в ходе реакция температура смеси понижается и реакция замедляется. Только не надо ставить на газовую горелку, а то у вас там все пригорит. Имейте ввиду, что в ходе реакции образуется много пены. Ну вот, после того как реакция завершилась, раствор стал прозрачным испытайте вашу смесь: капните туда чуть-чуть уксуса, если реакция пойдет, это значит, что в растворе осталась лишняя сода. Добавляйте понемногу уксус, пока реакция не завершится. Также, если у вас раствор очень сильно пахнет уксусом, значит, в нем переизбыток уксусной кислоты. Можно немного добавить соды, чтобы при варке у вас не было вонищи по всему дому). Соду лучше добавлять по чуть-чуть, главное, чтобы запах уксуса не был таким сильным. На этом этапе очень важно, чтобы в растворе не было переизбытка соды, а то при следующем этапе у вас ничего не получится. Ну а если все уже нормально, и в растворе нет переизбытка соды и он не сильно воняет уксусом,, то смело ставьте ваш раствор на плиту и начинайте варить. Только не надо сразу забивать и идти смотреть зомбоящик или гамать в комп. Нет, за смесью надо следить!

В процессе варки или выпаривания из раствора улетучивается лишняя вода, поэтому процесс необходимо строго контролировать. Упаривать необходимо для получения перенасыщенного раствора ацетата натрия. Варить надо до появления по краям кастрюльки кристаллизационной корки. Время варки зависит от того, какой концентрации вы брали уксус.

Как только появилась корка, не тормозим и сразу снимаем кастрюльку с огня. И даем смеси чутка поостыть, минут так 5. После небольшого охлаждения кристаллизационная корка должна расшириться, и поверхность раствора должна покрыться как-бы «льдом». После этого кипятим в чайнике или в другой кастрюльке (если нету чайника) воду. Дальше берем в руки чайник и потихонечку, по капелькам добавляем в кастрюльку с нашей поостывшей смесью кипяток. Добавили чутка воды, отставили чайник, помешали раствор ложечкой. И так делаем до тех пор, пока весь «лед» и непонятные куски, плавающие в растворе не растворятся. В итоге должен получится горячий прозрачный, немного такой маслянистый раствор. Маслянистый, не в смысле жирный, а в смысле вязковатый или густоватый. Дальше вам понадобится какая-нибудь емкость типа баночки или кружки, только эта емкость должна быть идеально чистой. Это необходимо для того, чтоб раствор не кристаллизовался, пока охлаждается. Ну вот, взяли вы емкость, и выливаете туда горячий раствор из кастрюльки. Потом ставите емкость с раствором в холодильник. Раствор должен охладится как минимум до комнатной температуры. Ну а после того, как ацетат натрия охладился, то наступает момент истины: ИСПЫТАНИЕ!

Для этого возьмите щепотку столовой соли и сыпаните ее в ваш горячий лед. Если пошла кристаллизация, и ваше настроение улучшилось, то АЛИЛУЯ! Опыт удался! ВЫ сделали первый шаг на пути становления химиком!

А после кристаллизации этот горячий лед можно еще и повторно использовать! Для этого просто поставьте вашу емкость к кристаллизировавшимся ацетатом натрия на водяную баню. Помешивайте смесь ложечкой. Лед, как ему положено, будет таять. А если будет образовываться противная кристаллизационная корка, не злитесь, а по капелькам добавляйте кипяточек в ваш драгоценный горячий лед.

Очень интересный и красивый опыт — горячий лед:

Что говорит нам WIKI: Область применения

Ацетат натрия используется в текстильном производстве для нейтрализации отработанной серной кислоты в сточных водах и как фоторезист при использовании анилиновых красителей. Также используется при дублении солями хрома (для протравливания), и замедляет процесс вулканизации хлоропрена при производстве синтетических резин.

Ацетат натрия известен как пищевая добавка E262 и применяется как консервант.

В растворе ацетат натрия (будучи солью слабой кислоты) и уксусная кислота могут применяться как буфер, для сохранения относительно постоянного pH. Это особенно полезно в биохимии в pH-зависимых реакциях.

Ацетат натрия также используется в быту как составная химических грелок (англ. heating pad) или химических обогревателей (англ. Hand warmer), применяется как составная часть смеси «горячего льда» (англ. «hot ice»), при кристаллизации ацетата натрия выделяется тепло — это экзотермический процесс). При нагреве тригидрата ацетата натрия (имеющего точку плавления в 58 °C) до 100 °C (обычно ёмкость с ним кладут в кипящую воду), он расплавляется и переходит в водный раствор ацетата натрия. При охлаждении этого раствора ацетата натрия, он образует перенасыщенный раствор ацетата натрия в воде. Этот раствор прекрасно переохлаждается до комнатной температуры без образования твёрдой фазы, затем нажатием на металлический диск в ёмкости образуется центр кристаллизации, который, вырастая, заставляет перенасыщенный раствор переходить назад в твёрдую фазу тригидрата ацетата натрия. Этот процесс сопровождается значительным выделением тепла (экзотермическая реакция). При этом процессе выделяется около 264—289 кДж/кг (Теплота фазового перехода). Также ацетат натрия используется в некоторых моделях космических скафандров, как источник тепла.

Теперь, надеюсь вы без проблем получите ацетат натрия в домашних условиях и впечатлите окружающих своими познаниями и интересными опытами.

Источник