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硫酸铜晶体失水问题

作者:桂耀荣 来源:本站原创 发布时间:2012年11月09日
 

       高中化学讲解浓硫酸时,我们就会涉及到浓硫酸的吸水性和脱水性,这个问题对学生来讲一直是一种困惑性的问题,在此,我将浓硫酸的吸水性和脱水性列出来以供参考。

      浓硫酸具有吸水性,是由于它能跟水结合生成不同组成的水合物,同时放出热。硫酸的水合物有H2SO4·H2O、H2SO4·2H2O、H2SO4·4H2O等,当降低硫酸溶液的温度时,这些水合物便以晶体形式析出。稀释浓硫酸时会放出大量的热,正是由于硫酸跟水结合形成水合物时放出的热量多于它的分子扩散时所吸收的热量之故。

浓硫酸的脱水性是指:浓硫酸能使蔗糖、淀粉、纤维素等物质失水碳化,并不是因为浓硫酸吸取了有机物内部所含有的水分(结晶水),而是把组成有机物成分里的氢、氧元素的原子按2∶1的比率(水的组成比)从有机物里夺取出来,形成硫酸的水合物,同时剩下有机物组成中的碳。对浓硫酸来说,它起了脱水作用,对有机物来说,则发生了碳化现象。

中学教学中常以“吸水现成的水,发生的是物理变化”作为浓硫酸的吸水性的依据,而“脱水,发生的是化学变化”作为浓硫酸吸水性的依据。

浓硫酸使硫酸铜晶体失去水,发生的是化学变化,而浓硫酸吸水的是水分子。这体现了浓硫酸的吸水性还是脱水性呢?

 

              从结构来看,不能认为氢键先断,从存在的作用力数量来看,铜离子上的其中两个水分子只存在一个配位键,另两个水分子除存在一个配位键外还存在一个氢键,与硫酸根离子结合的水分子则存在四个氢键。而在晶体内他们的键长应比较相近,作用力大小应不会相差太大,故先失水的应是只形成配位键的两个水分子。

         结论:浓硫酸使硫酸铜晶体失去水体现的是浓硫酸的吸水性,即浓硫酸的吸水性既可以发生物理变化,又可以发生化学变化。吸水性,可通过非接触的方式发挥作用,例如通过下面的实验:在一试管中加入少量浓硫酸,上面放一层有孔的隔板,隔板上放硫酸铜晶体,然后密封试管,放置一段时间发现硫酸铜晶体由蓝色变成白色。

参考资料:

浓硫酸使硫酸铜晶体“脱水”了吗

用热重分析法对硫酸铜晶体的研究
 

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