Листая каталог химических реактивов, вы обязательно увидите вещества с необычной для многих добавкой про какую-то «водность», например, медь сернокислая 5-водная или натрий тетраборат 10-водный.
Ещё больше запутывает многих клиентов нашего интернет-магазина ситуация, когда они вроде бы и нашли нужный реактив, но тут им на выбор предлагается его 2-водная, 5-водная и 7-водная форма. Возникает ступор и полное непонимание: «А мне-то какой нужен? У меня просто написано «сульфат магния…»
Это значит, пришло время разобраться, откуда в совершенно сухих на вид веществах какая-то вода, на что эта «водность» влияет и «сколькиводный» реактив вам всё-таки нужен.
Начнем с виртуального опыта. Если растворить в воде сульфат меди(II) CuSO4 – порошок белого цвета – получим раствор синего цвета. При выпаривании этого раствора на дне останется сухое кристаллическое вещество синего цвета (медный купорос), в составе которого содержатся пять молекул воды CuSO4 ∙ 5H2O.
То есть, часть молекул воды образует настолько прочные связи с молекулами сульфата меди, что они будут способны удерживаться внутри и не испаряться (при нормальных условиях).
Разумеется, кроме медного купороса существуют десятки других подобных соединений.
Вещества, содержащие молекулы воды, называются кристаллогидратами.
Вода, входящая в их состав, называется кристаллизационной. Состав кристаллогидрата выражают формулой, указывающей число молекул кристаллизационной воды на одну молекулу вещества (через точку записывается число молекул воды).
Например, FeSO4 ∙ 7H2O или Na2CO3 ∙ 10H2O
Многие кристаллогидраты давно получили собственные названия, которые вам наверняка известны:
Алебастр – сульфат кальция 1-водный
Английская соль, горькая соль – сульфат магния 7-водный
Бура – тетраборат натрия 10-водный
Глауберова соль – сульфат натрия 10-водный
Железный купорос, зеленый купорос – сульфат железа (II) 7-водный
Желтая кровяная соль – гексацианоферрат (II) калия 3-водный
Медный купорос – сульфат меди (II) 5-водный
На что влияет наличие кристаллизационной воды?
Приготовление раствора определенной концентрации
«Водность» вещества необходимо учитывать, если вам нужно сделать раствор этого вещества заданной концентрации. Наличие «внутренней» воды вносит существенные поправки в пропорции растворяемого вещества и растворителя.
Подробнее об этом – в статье “Как приготовить раствор вещества нужной концентрации” – читать…
Приготовление смесей химических веществ
Если мы возьмём одну и ту же навеску безводной формы какого-либо вещества и его же кристаллогидрат, то содержание основного вещества в безводной форме, очевидно, будет заметно выше.
Сравним 1000 грамм безводной форма хлорида кальция CaCl2 (с допущением, что в веществе нет других примесей) и 1000 грамм хлорида кальция 6-водного CaCl2 ∙ 6H2O. Во втором случае непосредственного хлорида кальция в навеске будет только 507 грамм, остальное – вода.
Поэтому, если у вас в наличии одна форма вещества, а в рецептуре или прописях указана другая форма, необходимо сделать пересчёт с поправкой на кристаллизационную воду.
«Сколькиводный» реактив мне покупать?
Такой вопрос нередко возникает, когда в рецептуре просто указано название вещества, без уточнения необходимой «водности». При этом, его безводной формы в продаже просто не бывает.
Самый очевидный способ решения проблемы – поискать другие варианты рецептуры, возможно – кто-то из авторов методик более тщательно отнёсся к их составлению.
Другой вариант, ещё раз продумать – на что могут влиять дополнительные молекулы воды и пересчитать необходимые навески вещества. В этом случае делается допущение, что в рецептуре указана безводная форма реактива.
Ну и, наконец, можно провести эксперимент, купив минимальные навески вещества различной «водности», приготовить 2-3 варианта раствора и оценить – в каком случае достигается нужный результат.