Дата: 04 февраля 2020 года.
Реакция CuSO4 + 4 NaCl = Na2[CuCl4] + Na2SO4 с образованием тетрахлоркупрата натрия хорошо известна (см. статью Витер В.Н., Реакция алюминия со смесью сульфата меди и хлорида натрия, Химия и Химики (Журнал Химиков-Энтузиастов), № 3, 2010). Я обратил внимание на то, что в статье рекомендуется профильтровать полученный раствор тетрахлоркупрата натрия. Сам тетрахлоркупрат натрия Na2[CuCl4] растворим в воде. Он окрашивает раствор в травяно-зелёный цвет. Зачем же нужно фильтровать? По всей видимости, помимо реакции CuSO4 + 4 NaCl = Na2[CuCl4] + Na2SO4 идёт какая-то другая реакция, дающая нерастворимый осадок.
В реакции CuSO4 + 4 NaCl = Na2[CuCl4] + Na2SO4 исходные реагенты берутся в молярном сотношении 1:4. Для того, чтобы исследовать вопрос о нерастворимом осадке я решил взять реагенты в соотношении 1:2. Для этого провёл слеудющий эксперимент. Отмерил 1 грамм пятиводного сульфата меди, который продаётся в хозяйственных магазинах как медный купорос. Имеет вид мелких кристалликов голубого цвета. Засыпал 1 грамм медного купороса в пробирку. В ту же пробирку засыпал 0.47 граммов хлорида натрия, который продаётся в продовольственных магазинах как поваренная соль. После этого стал добавлять кипячёную, но остывшую воду.
В процессе добаления воды и перемешивания получился мутный раствор зелёного цвета. Для полного растворения всех кристалликов медного купороса объем раствора пришлось довести до 2.4 миллилитра. После оседания мути содержимое пробирки расслоилось на две части. Прозрчная жидкость зелёного цвета и белый осадок с голубоватым оттенком (см. первую картинку). Кипячение пробирки на водной бане картинку не меняет.
Для продолжения эксперимента я удалил верхний слой зелёной жидкости при помощи шприца. После этого добавил воды к оствшемуся осадку. Когда я довёл объем содержимого пробирки до 3.8 миллилитра, весь осадок растворился, окрасив раствор в бледно-голубой цвет (см. вторую картинку).
Самое простое объяснение увиденного состоит в том, что осадок - это избыток одного из реагентов CuSO4, который не растворился. Однако, осадок белый, а не голубой. То есть, если принять эту версию, мы имеем не пентагидрат, а безводный сульфат меди или сульфат меди с меньшим количеством кристаллизационной воды, который образовался в водном растворе.
Прогрев голубого раствора на водной бане приводит к образованию очень небольшого количества белого осадка. Объём содержимого пробирки за время прогрева уменьшился до 3.6 миллилитра. Объем зелёного раствора, извлечённого ранее при помощи шприца и перелитого в другую пробирку, составляет 1.4 миллилитра.
После остывания голубого раствора и перемешивания количество осадка на дне пробирки уменьшилось. Однако следует отметить, что голубой раствор мутный, часть осадка плавает в нём в виде взвеси. А зелёный раствор абсолютно прозрачный.
Продолжение от 05 февраля 2020 года.
Зелёный раствор, извлечённый ранее из левой пробирки при помощи шприца, был вылит в фарфоровой блюдце и оставлен
на ночь высыхать при комнатной температуре (см. на картинке слева). Голубой раствор из правой пробирки был вылит
в пластиковое блюдце и также оставлен на ночь при комнатной температуре для высыхания (см. на картинке справа)
Как мы видим по картинке, высохший раствор в левом блюдце разложился в три слоя. Самый нижний слой зеленый. Он сформировался первым. Он сстоит из мелких непрозрачных зелёных кристалликов. Над ним белый слой. Он неоднородный. Есть очень мелкие кристаллики белого цвета, есть более крупные и более прозрачные кристаллы и есть совсем прозрачные игольчатые кристаллы. Голубой слой в левом блюдце присутствует не везде. Только в правой верхней оконечности высохшего пятна. Голубой слой располагается между зелёным и белым.Поэтому его описать невозможно.
Распределение слоёв по вертикали в правом блюдце то же самое, что и в левом. Отлчие лишь в количественном соотножении вещества в слоях. Важно отметить, что и здесь голубой и зелёный слои располагаются под белым слоем. Но характерная особенность здесь в том, что в тех местах, где имеется голубой слой, нет зелёного, и наоборот.