Фазовый переход Cacl2*6H2O

[Анатолий П.]

Задача которую я ставил сам себе: получить CaCl2*6H20 для использования его в качестве стабилизатора температуры за счет фазового перехода.

Имею 1 кг CaСl2.
Молярная масса Cacl2 111.
Молярная масса 6H20: 108.

Добавил к 1кг CaCl2 ~ 0,97 кг воды и тщательно перемешал. Произошло полное растворение. Далее, поставил бутыль с веществом в помещение с температурой 26 градусов.
 Спустя сутки, обнаружил на дне, незначительное (3-4 мм осадка) количество кристаллов. Ещё спустя сутки изменений не произошло. Температура плавления/кристаллизации Cacl2*6H20 равна 29,8 гр.
Вопрос: как должна выглядеть кристаллизация вещества? Что-то похожее на студень или больше похоже на лед? Или всё совсем по-другому? Почему я не увидел четкого фазового перехода всего вещества?
 

Изменено 9 Мая, 2019 в 11:34 пользователем Анатолий П.

[Леша гальваник]

Склонность к переохлаждению у разных веществ разная, иногда переохлаждение до начала кристаллизации может составлять десятки градусов. Т.е. температура плавления - достаточно строгая величина, а температура кристаллизации может плавать.

[Paul_K]

А у вас CaCl2 был абсолютно безводный?

Вообще, он любит образовывать сироп.

[yatcheh]

5 часов назад, Анатолий П. сказал:

Задача которую я ставил сам себе: получить CaCl2*6H20 для использования его в качестве стабилизатора температуры за счет фазового перехода.

Имею 1 кг CaСl2.
Молярная масса Cacl2 111.
Молярная масса 6H20: 108.

Добавил к 1кг CaCl2 ~ 0,97 кг воды и тщательно перемешал. Произошло полное растворение. Далее, поставил бутыль с веществом в помещение с температурой 26 градусов.
 Спустя сутки, обнаружил на дне, незначительное (3-4 мм осадка) количество кристаллов. Ещё спустя сутки изменений не произошло. Температура плавления/кристаллизации Cacl2*6H20 равна 29,8 гр.
Вопрос: как должна выглядеть кристаллизация вещества? Что-то похожее на студень или больше похоже на лед? Или всё совсем по-другому? Почему я не увидел четкого фазового перехода всего вещества?
 

 

Гексагидрат застывает в холодильнике в сплошной камень. По виду больше похоже на кусок льда. Обычное его состояние при комнатной температуре - сироп с кристаллами (или без них). 

Для наблюдения фазовых переходов - самое неподходящее вещество. 

[Анатолий П.]

В 09.05.2019 в 15:42, Леша гальваник сказал:

Склонность к переохлаждению у разных веществ разная, иногда переохлаждение до начала кристаллизации может составлять десятки градусов. Т.е. температура плавления - достаточно строгая величина, а температура кристаллизации может плавать.

Можно-ли поспособствовать, чтобы температура кристаллизации была конкретная? Добавить какой-нибудь катализатор?

 

В 09.05.2019 в 19:25, Paul_K сказал:

А у вас CaCl2 был абсолютно безводный?

Вообще, он любит образовывать сироп.

Был упакован в 2 пакета без внешних повреждений.
В холодильнике "превратился" в камень. Выставил в помещение с температурой ~ 26 градусов. Спустя несколько часов заметил ~ 10 мм кубических жидкости на дне. Слил, полагая, что это "лишняя" вода. Но вот спустя пару дней наблюдаю половину вещества в твердом состоянии, а половину в жидком(сиропообразном). 
 

 

В 09.05.2019 в 19:37, yatcheh сказал:

Гексагидрат застывает в холодильнике в сплошной камень. По виду больше похоже на кусок льда. Обычное его состояние при комнатной температуре - сироп с кристаллами (или без них). 

Для наблюдения фазовых переходов - самое неподходящее вещество. 

Да, к сожалению, не подходящее вещество.
Возможно-ли, что смена агрегатного состояния не происходит при кристаллизации, а энергия на это всё же затрачивается? То есть, вещество выполняет функцию теплового аккумулятора.

[yatcheh]

3 минуты назад, Анатолий П. сказал:

Да, к сожалению, не подходящее вещество.
Возможно-ли, что смена агрегатного состояния не происходит при кристаллизации, а энергия на это всё же затрачивается? То есть, вещество выполняет функцию теплового аккумулятора.

 

Ну, такого быть не может, а может быть то, что теплота фазового перехода невелика. Что бы наблюдать такой переход "ан масс", надо термостатировать весь объём вещества, чтобы исключить всякие паразитные неравновесные потоки тепла внутрь и наружу.

[Леша гальваник]

31 минуту назад, Анатолий П. сказал:

Можно-ли поспособствовать, чтобы температура кристаллизации была конкретная? Добавить какой-нибудь катализатор?

Обычно, на правах личного мнения, к переохлаждению склонны растворы/расплавы с ковалентными связями.

Многим органикам хорошо знакома операция "поскрести палочкой по стенке стакана" в отношении пересыщенных растворов- создается центр(ы) кристаллизации и осадок начинает падать во всем объеме. Тоже самое и с перемороженной водой - стоит просто потрясти бутылку и весь объем на глазах замерзает (таких видео в ютубе гора). Опять же грелки химические с ацетатом натрия...

Сработает ли это с раствором хлористого кальция я не знаю - просто проверьте.

Но опять есть засада - скрытая теплота кристаллизации иногда настолько велика, что при выпадении кристаллов можете получить перегрев (я такие термограммы видел).

[yatcheh]

18 часов назад, yatcheh сказал:

 

Ну, такого быть не может, а может быть то, что теплота фазового перехода невелика. Что бы наблюдать такой переход "ан масс", надо термостатировать весь объём вещества, чтобы исключить всякие паразитные неравновесные потоки тепла внутрь и наружу.

 

В случае CaCl2*6H2O теплота плавления должна быть изрядной, так что это не тот случай. А вот тот факт, что теплота плавления (29С) и разложения (34С) гексагидрата очень близки, может сыграть роль. Кристаллы обеднённого гидрата в сиропе будут очень медленно гидратироваться. То есть, для выпадения чистого гексагидрата при 29С нужно выдержать некоторое время весь объём ниже 34С, но выше 29С. При быстром охлаждении получится неравновесная смесь гидратов и раствора, которая и вести себя будет непотребно.