Framstille og krystallisere et salt

HensiktFramgangsmåteTeoriSensorspørsmål

Et salt kan lages ved at en syre reagerer med et metalloksid eller et karbonat. Dette er en nøytralisering: det dannes et salt og vann, og for karbonat også karbondioksid. Ved å bruke overskudd av det faste stoffet og filtrere det bort, sikrer du at all syren har reagert. Til slutt damper du inn løsningen til den blir mettet, og lar saltet krystallisere. Et sterkt Kjemi 1-svar forklarer både reaksjonen og hvorfor krystallene dannes.

Framstilling og krystallisasjon forklart enkelt

Mange elever søker etter framstille salt Kjemi 1, krystallisere salt forsøk, lage kobbersulfat, syre pluss metalloksid, nøytralisering salt, krystallisasjon, mettet løsning og salt labrapport. Denne siden samler teorien, forsøket, observasjonene, feilkildene, begrepene og typiske sensorspørsmål på ett sted.

Forsøket kobler sammen tre ferdigheter: en reaksjon som lager saltet, en separasjon (filtrering) som fjerner overskuddet, og en krystallisasjon som gir rent, fast salt. Derfor er det et fint helhetsforsøk som viser hele veien fra reaktanter til et rent produkt.

Dette søker elever ofte hjelp til

Når elever jobber med å framstille et salt, går noen spørsmål igjen: Hvilke stoffer reagerer? Hvorfor bruker vi overskudd? Hvorfor filtrerer vi? Hvorfor krystalliserer saltet når vi damper inn? Og hvordan skriver jeg reaksjonslikningen og en god labrapport?

Teksten er skrevet for disse søkene. Du lærer å bruke begreper som syre, metalloksid, karbonat, nøytralisering, salt, overskudd, filtrering, mettet løsning, inndamping og krystallisasjon på en naturlig og eksamensrettet måte.

Hensikt

Framstille et salt ved å reagere en syre med et metalloksid eller karbonat, og deretter rense og krystallisere saltet. Forsøket skal vise hele veien fra reaksjon via filtrering til krystaller, og forklare hvorfor krystallene dannes. Målet er å koble reaksjon, separasjon og krystallisasjon til én samlet forklaring.

Hypotese

Vi forventer at syren reagerer fullstendig når vi bruker overskudd av det faste stoffet, at overskuddet kan filtreres bort, og at saltet krystalliserer når løsningen dampes inn og blir mettet. Hypotesen bygger på at et salt har begrenset løselighet og felles ut når det ikke er nok vann til å holde det løst.

HMS og sikkerhet

Før du starter

• Syrer kan være etsende. Bruk vernebriller, hansker og labfrakk, og bruk fortynnet syre etter lærerens instruksjon.
• Mange metallsalter, som kobbersalter, er helseskadelige og skal ikke svelges. Vask hendene etter forsøket.
• Varm forsiktig ved inndamping. Bruk vannbad eller lav varme for å unngå sprut og at løsningen koker tørr.
• Ved reaksjon med karbonat utvikles karbondioksid. Ikke lukk beholderen tett.
• Varmt glass og varm løsning kan gi brannskader. La utstyret kjøle før du håndterer det.
• Saltrester og metallholdig avfall skal i riktig avfallsbeholder.

Utstyr du trenger

• Fortynnet syre, f.eks. svovelsyre
• Metalloksid eller karbonat, f.eks. kobber(II)oksid
• Begerglass
• Glasstav og trakt
• Filtrerpapir
• Fordampingsskål
• Varmekilde eller vannbad
• Spatel og vekt
• Urglass for krystaller
• Vernebriller og hansker

Framgangsmåte – steg for steg

Framgangsmåte: reager syre med overskudd av metalloksid, filtrer og damp inn til krystallisasjon.

1. Hell en avmålt mengde fortynnet syre i et begerglass og varm forsiktig.
2. Tilsett metalloksid eller karbonat i små porsjoner mens du rører. Fargen på løsningen kan endre seg etter hvert som saltet dannes.
3. Fortsett å tilsette til det blir litt overskudd som ikke løses opp. Da har all syren reagert.
4. Filtrer blandingen for å fjerne det ureagerte overskuddet. Filtratet inneholder saltet løst i vann.
5. Hell filtratet i en fordampingsskål og damp forsiktig inn til omtrent halvparten er igjen, slik at løsningen nærmer seg mettet.
6. Ta skålen av varmen og la løsningen kjøle sakte. Da vokser det fram krystaller.
7. Hell av eller filtrer bort væsken, og la krystallene tørke på et urglass.
8. Beskriv krystallene: farge, form og størrelse. Skill mellom observasjon og tolkning.

Observasjoner og resultater

Resultat: rene saltkrystaller vokser fram når den mettede løsningen kjøler sakte.

Tabellen viser typiske observasjoner ved framstilling av kobbersulfat fra kobber(II)oksid og svovelsyre. Fargene og tallene er eksempler; andre salter gir andre farger og former.

Trinn	Observasjon	Tolkning
Tilsetter oksid	Oksidet løses, løsningen blir blå	Saltet dannes i reaksjonen
Overskudd	Litt fast stoff blir liggende	All syren har reagert
Filtrering	Klar, farget løsning i filtratet	Overskuddet er fjernet
Inndamping og kjøling	Krystaller vokser fram	Løsningen ble mettet, saltet felles ut

Resultat

Saltet dannes når syren reagerer med metalloksidet, overskuddet fjernes ved filtrering, og rene krystaller vokser fram når den mettede løsningen kjøler sakte. Krystallene er selve produktet, mens filtreringen og inndampingen er rense- og separasjonstrinn.

Teorien bak

Reaksjon og krystallisasjon: syre + metalloksid gir salt og vann, som krystalliserer ved inndamping.

Når en syre reagerer med et metalloksid, skjer en nøytralisering der det dannes et salt og vann. For kobber(II)oksid og svovelsyre kan reaksjonen skrives:

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

Reagerer syren i stedet med et karbonat, dannes det også karbondioksid:

syre + karbonat → salt + vann + CO₂

Vi bruker overskudd av det faste stoffet for å være sikre på at all syren er brukt opp. Det overskuddet som ikke løses, filtreres bort, slik at filtratet bare inneholder saltet løst i vann.

Krystallisasjonen skjer fordi et salt har en bestemt løselighet. Når vi damper inn løsningen, fordamper vann, og til slutt er det ikke nok vann til å holde alt saltet løst. Løsningen blir mettet, og saltet begynner å felle ut som krystaller. Ved langsom avkjøling får ionene tid til å ordne seg i et regelmessig gitter, og krystallene blir større og penere enn ved rask inndamping.

Typiske problemstillinger sensor stiller

Hva slags reaksjon lager saltet?

En nøytralisering. En syre reagerer med et metalloksid eller karbonat, og det dannes et salt og vann (og CO₂ ved karbonat).

Hvorfor bruker vi overskudd?

For å være sikre på at all syren reagerer, slik at det ikke blir igjen fri syre i saltløsningen. Overskuddet er fast og lett å filtrere bort.

Hvorfor filtrerer vi?

For å fjerne det ureagerte overskuddet, slik at bare den rene saltløsningen (filtratet) er igjen.

Hvorfor krystalliserer saltet?

Fordi løsningen blir mettet når vann dampes bort. Da kan ikke mer salt være løst, og det felles ut som krystaller.

Hvorfor kjøler vi sakte?

Langsom avkjøling gir ionene tid til å ordne seg i gitteret, slik at krystallene blir større og mer regelmessige.

Sensortips – slik imponerer du

Slik får du toppkarakter

• Skriv reaksjonslikningen og navngi saltet som dannes.
• Kall reaksjonen en nøytralisering og forklar at det dannes salt og vann.
• Forklar hvorfor overskudd og filtrering brukes.
• Forklar krystallisasjon ut fra mettet løsning og løselighet.
• Nevn at langsom avkjøling gir større krystaller.

Muntlig 6-er-formulering

«Jeg lager saltet ved å la syren reagere med et metalloksid i en nøytralisering, slik at det dannes salt og vann. Jeg bruker overskudd av oksidet for at all syren skal reagere, og filtrerer bort overskuddet. Når jeg damper inn filtratet, blir løsningen mettet, og saltet krystalliserer. Ved langsom avkjøling får ionene tid til å ordne seg, så krystallene blir større og penere.»

Slik vurderer sensor

Det som gir karakter 6

• Du skriver riktig reaksjonslikning og navngir saltet.
• Du forklarer nøytralisering, overskudd og filtrering presist.
• Du forklarer krystallisasjon ut fra mettet løsning.
• Du kobler krystallstørrelse til avkjølingshastighet.
• Du vurderer HMS og feilkilder som tap ved filtrering og inndamping.

Nivå	Kjennetegn i dette forsøket
Grunnleggende	Får krystaller og vet at det er dannet et salt.
Godt	Forklarer at syre og oksid gir salt og vann.
Svært godt	Forklarer nøytralisering, overskudd, filtrering, krystallisasjon og feilkilder presist.

Typiske elevfeil å unngå

Vanlige feil

• Glemmer å bruke overskudd, slik at det blir igjen fri syre i saltløsningen.
• Damper løsningen helt tørr, så krystallene blir små og urene.
• Kjøler for raskt og får bare pulver i stedet for krystaller.
• Blander sammen filtrat og residu (overskuddet).
• Skriver reaksjonslikningen feil eller glemmer vann/CO₂.
• Glemmer HMS ved metallsalter og varm løsning.

Feilkilder

Det som kan påvirke resultatet

• For lite overskudd kan gi ureagert syre i produktet.
• For mye inndamping (helt tørt) gir små, urene krystaller.
• For rask avkjøling gir mange små krystaller i stedet for få store.
• Tap av løsning ved filtrering eller overføring reduserer utbyttet.
• Urenheter i utstyr eller reaktanter kan følge med i krystallene.
• Veiing og volummåling er kilder til usikkerhet i utbyttet.

Variasjoner av forsøket

• Lag ulike salter fra ulike syrer og metalloksider/karbonater.
• Sammenlign krystallstørrelse ved rask og langsom avkjøling.
• Beregn teoretisk og faktisk utbytte og finn utbyttet i prosent.
• Dyrk én stor krystall ved å henge en liten «frøkrystall» i løsningen.
• Koble forsøket til hvordan salter renses og krystalliseres i industrien.

Sentrale begreper

• Salt – ionisk forbindelse som dannes når en syre nøytraliseres.
• Nøytralisering – reaksjon mellom syre og base/metalloksid/karbonat som gir salt og vann.
• Metalloksid – forbindelse av metall og oksygen som kan reagere med syre.
• Karbonat – salt av karbonsyre som gir CO₂ når det reagerer med syre.
• Overskudd – mer av et stoff enn det som trengs, brukt for å reagere all syren.
• Filtrering – separasjon som skiller fast stoff fra væske.
• Mettet løsning – løsning som inneholder så mye oppløst stoff som mulig ved den temperaturen.
• Krystallisasjon – dannelse av faste krystaller når saltet felles ut av en mettet løsning.

Kompetansemål forsøket dekker

• Gjennomføre reaksjoner mellom syrer og baser/metalloksider og skrive reaksjonslikninger.
• Bruke separasjonsmetoder som filtrering og inndamping.
• Forklare løselighet, mettet løsning og krystallisasjon.
• Gjennomføre forsøk trygt og vurdere feilkilder og utbytte.

Ofte stilte spørsmål

Hvorfor blir løsningen farget?

Fordi mange metallioner, som kobberioner, gir farge i løsning. Kobber(II)ioner gir for eksempel blå farge.

Hvordan får jeg store, pene krystaller?

Ved å ikke dampe helt tørt og la løsningen kjøle sakte. Da får ionene tid til å ordne seg i et regelmessig gitter.

Hva er forskjellen på filtrat og residu?

Filtratet er væsken som går gjennom filteret (her saltløsningen). Residuet er det faste stoffet som blir igjen (her overskuddet).

Kan jeg lage salt fra en base i stedet?

Ja. En syre kan også nøytraliseres av en base som natriumhydroksid, og da dannes et salt og vann.

Hva om saltet ikke krystalliserer?

Da er løsningen sannsynligvis ikke mettet nok. Damp inn litt mer vann og la den kjøle sakte igjen.

Slik skriver du labrapport

En god labrapport viser hele veien fra reaksjon via rensing til krystaller, og kobler observasjonene til nøytralisering og krystallisasjon. Skill tydelig mellom observasjon, tolkning og konklusjon.

Del av rapporten	Hva du bør skrive
Hensikt	At du skal framstille og krystallisere et salt.
Hypotese	At syren reagerer fullstendig med overskudd, og at saltet krystalliserer ved inndamping.
Utstyr og HMS	Syre, metalloksid/karbonat, filterutstyr, fordampingsskål, vernebriller og riktig avfall.
Framgangsmåte	Reager, tilsett overskudd, filtrer, damp inn, la kjøle og samle krystaller.
Resultater	Beskriv farge, form og mengde krystaller, og gjerne utbytte.
Teori	Skriv reaksjonslikningen og forklar nøytralisering, mettet løsning og krystallisasjon.
Drøfting	Vurder feilkilder som overskudd, inndamping, avkjøling og tap ved filtrering.
Konklusjon	Svar på om saltet ble framstilt og krystallisert, og hvordan reaksjonen forklarer det.

Klar for muntlig-praktisk?

Øv på flere Kjemi 1-forsøk, begreper og eksamensoppgaver med fasit.

Gå til Kjemi 1

Kjennetegn på et sterkt svar

• Du skriver reaksjonslikningen, f.eks. CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O, og navngir saltet.
• Du kaller reaksjonen en nøytralisering og forklarer at det dannes salt og vann.
• Du forklarer hvorfor overskudd brukes og hvorfor du filtrerer.
• Du forklarer krystallisasjon ut fra en mettet løsning og løselighet.
• Du kobler krystallstørrelse til hvor raskt løsningen kjøler.
• Du vurderer HMS og feilkilder som tap ved filtrering og for mye inndamping.

Vanlige misforståelser

• «Krystallene dannes fordi løsningen blir kald.» Delvis. De dannes fordi løsningen blir mettet ved inndamping; avkjøling hjelper og styrer størrelsen.
• «Overskudd er sløsing.» Nei. Overskudd sikrer at all syren reagerer og fjernes lett ved filtrering.
• «Filtratet er avfallet.» Nei. Filtratet inneholder saltet; residuet (overskuddet) er det du kaster.
• «Jo raskere inndamping, jo bedre krystaller.» Nei. Rask inndamping gir små, urene krystaller.

Slik drøfter du feilkilder

En god drøfting forklarer hvordan hver feil påvirker resultatet. Hvis du bruker for lite overskudd, kan det bli igjen fri syre, slik at produktet ikke er rent salt. Hvis du damper løsningen helt tørr, får du et fint pulver med urenheter i stedet for pene krystaller, og hvis du kjøler for raskt, dannes mange små krystaller.

Tap av løsning ved filtrering og overføring reduserer utbyttet, og veiing gir en usikkerhet i beregningen av utbytte. For å forbedre forsøket bør du bruke tydelig overskudd, dampe inn til nesten mettet, kjøle sakte og arbeide nøyaktig ved overføring.

Eksempel på faglig forklaring

Når kobber(II)oksid tilsettes varm svovelsyre, reagerer de i en nøytralisering: CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O. Løsningen blir blå fordi det dannes kobber(II)ioner. Overskudd av oksid sikrer at all syren reagerer, og overskuddet filtreres bort. Når filtratet dampes inn, fordamper vann til løsningen blir mettet, og kobbersulfat felles ut. Ved langsom avkjøling ordner ionene seg i et gitter, og det vokser fram blå krystaller.

Relaterte sider

Separasjon (salt og sand)Bestemme krystallvannLøselighet og temperaturKjemi 1Alle Kjemi 1-forsøkBestemme krystallvann i saltLøselighet og temperaturKjemi 1-begreperOppgavesamling

Alle kapitler i Kjemi 1

1 · Stoffer og periodesystemet2 · Kjemiske bindinger3 · Reaksjoner og beregninger4 · Entalpi, reaksjonsfart og likevekt5 · Syrer og baser6 · Analyse7 · Organisk kjemi8 · Grønn kjemi