teória
Čo je sublimácia?
Väčšina látok pri zahrievaní prechádza postupne tromi skupenstvami: pevná látka sa najprv roztopí a vzniknutá kvapalina sa potom vyparí. Niektoré látky však dokážu kvapalné skupenstvo „preskočiť“ a z pevnej látky sa menia priamo na plyn. Tento dej sa nazýva sublimácia.
Opačný dej, priamy prechod z plynu na pevnú látku, sa nazýva desublimácia (niekedy aj depozícia). V pokuse vidíme obidva deje naraz: jód na dne nádoby sublimuje a na studenom povrchu nad ním pary opäť desublimujú na kryštáliky.
Ide o fyzikálnu zmenu, nie o chemickú reakciu: molekuly sa nemenia, mení sa len to, ako tesne sú usporiadané a ako rýchlo sa pohybujú.
teória
Prečo jód sublimuje?
Jód tvorí molekulové kryštály. Molekuly sú v kryštáli držané len slabými medzimolekulovými silami, takže aj pri pomerne nízkej teplote sa niektoré molekuly z povrchu kryštálu uvoľnia do plynného skupenstva. Jód má preto už pri izbovej teplote citeľnú tenziu pár. V uzavretej fľaši s jódom býva vzduch nad kryštálikmi jemne fialový.
Pri miernom zahriatí sa uvoľňovanie molekúl výrazne zrýchli a nad kryštálikmi sa objavia husté fialové pary. Ak jód zahrievame prudko, môže sa aj roztopiť (teplota topenia je približne 114 °C), preto sa pri pokuse zahrieva len mierne.
Podobne sublimuje napríklad aj tuhý oxid uhličitý („suchý ľad“) alebo naftalén.
teória
Jód ako prvok
Jód patrí medzi halogény, prvky 17. skupiny periodickej tabuľky (viac v lekcii Prvky v skupinách). Za normálnych podmienok je to tmavosivá až čiernofialová kryštalická látka s kovovým leskom. Jeho názov pochádza z gréckeho slova iodes (fialový), podľa farby jeho pár.
| Vlastnosť | Jód |
|---|---|
| značka, vzorec molekuly | I, I2 |
| skupenstvo pri izbovej teplote | pevné |
| vzhľad | tmavosivé lesklé kryštáliky |
| farba pár | fialová |
| rozpustnosť vo vode | malá (lepšie sa rozpúšťa v roztoku jodidu draselného alebo v alkohole) |
Jód sa ako prvok alebo jodid objavuje vo viacerých našich pokusoch: v Jódových hodinách sa prezradí modrou farbou so škrobom, v pokuse Reakcia jódu a vitamínu C sa redukuje na bezfarebný jodid a v pokuse Zlatý dážď tvorí jodid so zlatožltými kryštálikmi.
chémia v praxi
Sublimácia v praxi
- Čistenie látok: Sublimáciou sa dá jód oddeliť od neprchavých nečistôt: jód prejde do pár a na studenom povrchu sa zachytí už čistý. Rovnako sa čistia aj niektoré ďalšie látky.
- Lyofilizácia (sušenie mrazom): Zmrazená voda sa pri nízkom tlaku odstraňuje sublimáciou. Takto sa sušia napríklad instantná káva alebo niektoré lieky.
- V prírode: Sneh a ľad môžu za mrazu a suchého vetra ubúdať aj bez topenia, lebo sublimujú. Námraza a inovať naopak vznikajú desublimáciou vodnej pary.
čo budete potrebovať
Pomôcky
- kadička (menšia, suchá)
- guľatá banka alebo hodinové sklo na prikrytie kadičky
- ľad alebo studená voda (na chladenie banky / hodinového skla)
- kahan alebo varič so sieťkou (prípadne vodný kúpeľ)
- stojan a držiak
- lyžička alebo špachtľa
- jód (niekoľko kryštálikov)
krok za krokom
Postup
- Do suchej kadičky dajte niekoľko kryštálikov jódu. Stačí malé množstvo.
- Kadičku prikryte guľatou bankou naplnenou ľadom alebo studenou vodou (prípadne hodinovým sklom, na ktoré položíte kúsok ľadu).
- Kadičku zahrievajte mierne a opatrne, jód sa nemá roztopiť.
- Pozorujte, ako sa kadička plní fialovými parami jódu.
- Pozorujte, ako na studenom dne banky (alebo na hodinovom skle) vyrastajú tmavé lesklé kryštáliky jódu.
- Po skončení nechajte aparatúru vychladnúť priamo v digestore a až potom ju rozoberte.
pozor
Bezpečnosť
- Pokus robte v digestore. Pary jódu sú zdraví škodlivé, dráždia oči, pokožku a dýchacie cesty.
- Pracujte v ochranných okuliaroch, rukaviciach a laboratórnom plášti. Jód na pokožke spôsobuje hnedé škvrny a môže ju podráždiť alebo poleptať.
- Používajte len malé množstvo jódu a zahrievajte mierne.
- Kadička a banka sú po zahrievaní horúce. Studenú banku nedávajte na horúce sklo príliš prudko, hrozí prasknutie.
- Jód je nebezpečný pre vodné organizmy, zvyšky nevyhadzujte do výlevky ani do koša, uschovajte ich na ďalšie použitie alebo ich odovzdajte ako chemický odpad.
tipy a zaujímavosti
Doplňujúce info
- Vyrastené kryštáliky jódu sa dajú zoškrabať a opäť použiť.
- Pokus pekne vynikne pred bielym pozadím, na ktorom sú fialové pary lepšie vidieť.
- Zvyšky jódu na skle sa dajú odstrániť roztokom tiosíranu sodného alebo vitamínu C, jód sa zredukuje na bezfarebný jodid.