Sustancias que no se disuelven en agua. Lección "La capacidad del agua para disolver sólidos (sal, azúcar, etc.)

Amanbayeva Zhanar Zhumabekovna
Región de Aktobe Shalkar
Escuela Secundaria No. 5
Asunto: Escuela primaria

Tema: El agua es un solvente. Sustancias solubles e insolubles en agua.
Objetivos de la lección: dar una idea sobre el agua como disolvente, sobre las sustancias solubles e insolubles; introducir el concepto de "filtro", con las formas más sencillas de determinar sustancias solubles e insolubles; preparar un informe sobre el tema “El agua es un solvente”.
Equipos y ayudas visuales: libros de texto, lectores, cuadernos para trabajo independiente; juegos: vasos vacíos y con agua hervida; cajas con sal de mesa, azúcar, arena de río, arcilla; cucharillas, embudos, filtros de servilletas de papel; gouache (acuarelas), pinceles y hojas de reflexión; presentación realizada en Power Point, proyector multimedia, pantalla.

DURANTE LAS CLASES
I. Momento organizacional
U. ¡Buenos días a todos! (Diapositiva 1)
Los invito a la tercera reunión del club de ciencias de la escuela "Nosotros y el mundo que nos rodea".
II. Mensaje sobre el tema y el propósito de la lección.
Maestro. Hoy tenemos invitados, maestros de otras escuelas que vinieron a la reunión del club. Propongo al presidente del club, Poroshina Anastasia, que abra la reunión.
Presidente. Hoy nos hemos reunido para una reunión del club sobre el tema "El agua es un solvente". La tarea para todos los presentes es preparar un informe sobre el tema “El agua es un solvente”. En esta lección, nuevamente se convertirán en investigadores de las propiedades del agua. Estudiará estas propiedades en sus laboratorios, con la ayuda de "consultores": Mikhail Makarenkov, Olesya Starkova y Yulia Stenina. Cada laboratorio deberá realizar la siguiente tarea: realizar experimentos y observaciones, y al final de la reunión, discutir el plan para el mensaje "Agua - solvente".

tercero Aprendiendo nuevo material
U. Con el permiso del presidente, me gustaría hacer el primer anuncio. (Diapositiva 2) La misma sesión sobre el tema “El agua es un solvente” fue realizada recientemente por estudiantes del pueblo de Mirny. La reunión fue inaugurada por Kostya Pogodin, quien recordó a todos los presentes otra asombrosa propiedad del agua: muchas sustancias en el agua pueden descomponerse en diminutas partículas invisibles, es decir, disolverse. Por lo tanto, el agua es un buen disolvente para muchas sustancias. Después de eso, Masha propuso realizar experimentos e identificar formas en las que sería posible obtener una respuesta a la pregunta de si una sustancia se disuelve en agua o no.

U. Le sugiero que en una reunión del club determine la solubilidad en agua de sustancias como la sal de mesa, el azúcar, la arena de río y la arcilla.
Supongamos qué sustancia, en su opinión, se disolverá en agua y cuál no. Exprese sus suposiciones, conjeturas y continúe la afirmación: (Diapositiva 3)

U. Pensemos juntos qué hipótesis vamos a confirmar. (Diapositiva 3)
Supongamos... (la sal se disolverá en agua)
Digamos... (el azúcar se disolverá en agua)
Quizás ... (la arena no se disolverá en agua)
¿Qué pasa si... (la arcilla no se disuelve en agua)

U. Vamos, y realizaremos experimentos que nos ayudarán a resolverlo. Antes del trabajo, el presidente le recordará las reglas para realizar experimentos y distribuirá tarjetas en las que están impresas estas reglas. (Diapositiva 4)
P. Mirar la pantalla donde están escritas las reglas.
"Reglas para realizar experimentos"
Todo el equipo debe manejarse con cuidado. No solo pueden romperse, también pueden lastimarse.
Durante el trabajo, no solo puede sentarse, sino también pararse.
El experimento lo lleva a cabo uno de los estudiantes (el orador), el resto observa en silencio o, a pedido del orador, lo ayuda.
El intercambio de opiniones sobre los resultados del experimento comienza solo después de que el orador permite que comience.
Deben hablar entre ellos en voz baja, sin molestar a los demás.
Acercarse a la mesa y cambiar el equipo de laboratorio solo es posible con el permiso del presidente.

IV. Trabajo practico
U. Sugiero que el presidente elija un "consultor" que leerá en voz alta del libro de texto el procedimiento para realizar el primer experimento. (Diapositiva 5)
1) P. Experimente con sal de mesa. Compruebe si la sal de mesa se disuelve en agua.
Un "consultor" de cada laboratorio toma uno de los juegos preparados y realiza un experimento con sal de mesa. El agua hervida se vierte en un vaso transparente. Vierta una pequeña cantidad de sal de mesa en el agua. El grupo observa lo que sucede con los cristales de sal y prueba el agua.
El presidente (como en el juego KVN) lee la misma pregunta a cada grupo y los representantes de los laboratorios las responden.

P. (Diapositiva 6) ¿Ha cambiado la transparencia del agua? (La transparencia no ha cambiado)
¿Ha cambiado el color del agua? (El color no ha cambiado)
¿Ha cambiado el sabor del agua? (El agua se volvió salada)
¿Podemos decir que la sal ha desaparecido? (Sí, desapareció, desapareció, no se ve)

U. Hacer una conclusión. (Sal disuelta) (Diapositiva 6)
P. Les pido a todos que procedan con el segundo experimento, para el cual es necesario usar filtros.
U. ¿Qué es un filtro? (Un dispositivo, dispositivo o estructura para purificar líquidos, gases de partículas sólidas, impurezas.) (Diapositiva 7)
U. Lea en voz alta el procedimiento para realizar el experimento con el filtro. (Diapositiva 8)
Los estudiantes pasan agua con sal a través de un filtro, observan y examinan el sabor del agua.

P. (Diapositiva 9) ¿Queda sal en el filtro? (No queda sal comestible en el filtro)

¿Has podido quitar la sal del agua? (Sal de mesa pasada por el filtro con agua)
U. Saque una conclusión de sus observaciones. (Sal disuelta en agua) (Diapositiva 9)
U. ¿Se confirmó su hipótesis?
U. ¡Está bien! ¡Bien hecho!
U. Escribir los resultados del experimento por escrito en el Cuaderno de trabajo independiente (pág. 30). (Diapositiva 10)

2) P. (Diapositiva 11) Hagamos el mismo experimento nuevamente, pero en lugar de sal, ponga una cucharadita de azúcar granulada.
Un "consultor" de cada laboratorio toma un segundo juego y realiza un experimento con azúcar. El agua hervida se vierte en un vaso transparente. Vierta una pequeña cantidad de azúcar en el agua. El grupo observa lo que sucede y examina el sabor del agua.
P. (Diapositiva 12) ¿Ha cambiado la transparencia del agua? (La transparencia del agua no ha cambiado)
¿Ha cambiado el color del agua? (El color del agua no ha cambiado)
¿Ha cambiado el sabor del agua? (El agua se volvió dulce)
¿Podemos decir que el azúcar se ha ido? (El azúcar se volvió invisible en el agua, el agua la disolvió)
U. Hacer una conclusión. (Azúcar disuelta) (Diapositiva 12)
U. Pasar el agua con azúcar por un filtro de papel. (Diapositiva 13)
Los estudiantes pasan agua con azúcar a través de un filtro, observan y examinan el sabor del agua.
P. (Diapositiva 14) ¿Queda azúcar en el filtro? (El azúcar no se ve en el filtro)
¿Ha cambiado el sabor del agua? (El sabor del agua no ha cambiado)
¿Has conseguido limpiar el agua de azúcar? (El agua no se pudo purificar del azúcar, junto con el agua pasó por el filtro)
U. Hacer una conclusión. (Azúcar disuelta en agua) (Diapositiva 14)
U. ¿Se confirmó la hipótesis?
W. Correcto. ¡Bien hecho!
U. Escriba los resultados del experimento por escrito en un cuaderno para trabajo independiente. (Diapositiva 15)

3) P. (Diapositiva 16) Revisemos las afirmaciones y realicemos un experimento con arena de río.
U. Lea en el libro de texto el procedimiento para realizar el experimento.
Experimenta con arena de río. Revuelve una cucharadita de arena de río en un vaso de agua. Deja reposar la mezcla. Observa lo que sucede con los granos de arena y agua.
P. (Diapositiva 17) ¿Ha cambiado la transparencia del agua? (El agua se volvió turbia, sucia)
¿Ha cambiado el color del agua? (El color del agua ha cambiado)
¿Se acabaron los granos? (Los granos de arena más pesados ​​se hunden hasta el fondo, mientras que los más pequeños flotan en el agua y la enturbian)
U. Hacer una conclusión. (La arena no se disolvió) (Diapositiva 17)
U. (Diapositiva 18) Pasar el contenido del vaso por un filtro de papel.
Los alumnos pasan agua con azúcar por un filtro, observan.
P. (Diapositiva 19) ¿Qué pasa por el filtro y qué queda en él? (El agua pasa por el filtro, pero la arena del río permanece en el filtro y los granos de arena son claramente visibles)
¿Se limpió el agua de arena? (El filtro ayuda a limpiar el agua de partículas que no se disuelven en ella)
U. Hacer una conclusión. (La arena de río no se disolvió en agua) (Diapositiva 19)
U. ¿Fue correcta su suposición sobre la solubilidad de la arena en agua?
U. ¡Excelente! ¡Bien hecho!
U. Escriba los resultados del experimento por escrito en un cuaderno para trabajo independiente. (Diapositiva 20)

4) P. (Diapositiva 21) Haz el mismo experimento con un trozo de arcilla.
Experimenta con arcilla. Revuelva un trozo de arcilla en un vaso de agua. Deja reposar la mezcla. Observa lo que sucede con la arcilla y el agua.
P. (Diapositiva 22) ¿Ha cambiado la transparencia del agua? (El agua se volvió turbia)
¿Ha cambiado el color del agua? (Sí)
¿Desaparecieron las partículas de arcilla? (Las partículas más pesadas se hunden hasta el fondo, mientras que las más pequeñas flotan en el agua, haciéndola turbia)
U. Hacer una conclusión. (La arcilla no se disolvió en agua) (Diapositiva 22)
U. (Diapositiva 23) Pasar el contenido del vaso por un filtro de papel.
P. (Diapositiva 24) ¿Qué pasa por el filtro y qué queda en él? (El agua pasa a través del filtro y las partículas sin disolver permanecen en el filtro).
¿Se ha limpiado el agua de arcilla? (El filtro ayudó a limpiar el agua de partículas que no se disolvieron en el agua)
U. Hacer una conclusión. (La arcilla no se disuelve en agua) (Diapositiva 24)
U. ¿Se confirmó la hipótesis?
U. ¡Bien hecho! ¡Todo es correcto!
U. Pido a uno de los miembros del grupo que lea las conclusiones escritas en el cuaderno a todos los presentes.
U. ¿Alguien tiene alguna adición, aclaración?
U. Saquemos conclusiones de los experimentos. (Diapositiva 25)

¿Todas las sustancias son solubles en agua? (Sal, azúcar granulada disuelta en agua, pero la arena y la arcilla no se disolvieron).
¿Siempre es posible usar un filtro para determinar si una sustancia es soluble en agua o no? (Las sustancias disueltas en agua pasan por el filtro junto con el agua, mientras que las partículas que no se disuelven quedan en el filtro)
D. Leer sobre la solubilidad de sustancias en agua en el libro de texto (pág. 87).
U. Sacar una conclusión sobre la propiedad del agua como disolvente. (El agua es un solvente, pero no todas las sustancias se disuelven en ella) (Diapositiva 25)
U. Aconsejo a los miembros del club que lean la historia en el lector “El agua es un solvente” (p. 46). (Diapositiva 26)
¿Por qué los científicos aún no han podido obtener agua absolutamente pura? (Porque cientos, tal vez miles de sustancias diferentes se disuelven en agua)

U. ¿Cómo usan las personas la propiedad del agua para disolver ciertas sustancias?
(Diapositiva 27) El agua insípida se vuelve dulce o salada debido al azúcar o la sal, a medida que el agua se disuelve y adquiere su sabor. Una persona usa esta propiedad cuando prepara alimentos: prepara té, cocina compota, sopas, sala y conserva verduras, prepara mermelada.
(Diapositiva 28) Cuando nos lavamos las manos, nos lavamos o nos bañamos, cuando lavamos la ropa, usamos agua líquida y su propiedad solvente.
(Diapositiva 29) Los gases, en particular el oxígeno, también se disuelven en agua. Gracias a esto, los peces y otros viven en ríos, lagos, mares. En contacto con el aire, el agua disuelve el oxígeno, el dióxido de carbono y otros gases que se encuentran en ella. Para los organismos vivos que viven en el agua, como los peces, el oxígeno disuelto en el agua es muy importante. Lo necesitan para respirar. Si el oxígeno no se disolviera en el agua, los cuerpos de agua no tendrían vida. Sabiendo esto, la gente no se olvida de oxigenar el agua del acuario donde viven los peces, ni de hacer agujeros en los estanques en invierno para mejorar la vida bajo el hielo.
(Diapositiva 30) Cuando pintamos con acuarelas o gouache.

U. Prestar atención a la tarea escrita en la pizarra. (Diapositiva 31) Propongo elaborar un plan de discurso colectivo sobre el tema "El agua es un solvente". Discútanlo en sus laboratorios.
Escuchar los planes sobre el tema “El agua es un solvente” recopilados por los estudiantes.

U. Formulemos todos juntos un plan de discurso. (Diapositiva 31)
Plan de discurso aproximado sobre el tema "El agua es un solvente"
Introducción.
Disolución de sustancias en agua.
Conclusiones.
Las personas usan la propiedad del agua para disolver ciertas sustancias.
Excursión a la "Sala de Exposiciones". (Diapositiva 32)

U. Al preparar un informe, puede utilizar literatura adicional seleccionada por los chicos, oradores asistentes sobre el tema de nuestra reunión. (Llamar la atención de los alumnos sobre la exposición de libros, páginas de Internet)

V. Resumen de la lección
¿Qué propiedad del agua se investigó en una reunión del club? (Propiedad del agua como disolvente)
¿A qué conclusión llegamos al examinar esta propiedad del agua? (El agua es un buen disolvente para algunas sustancias.)
¿Crees que es difícil ser exploradores?
¿Qué le pareció lo más difícil, interesante?
¿Los conocimientos adquiridos durante el estudio de esta propiedad del agua le serán útiles en su vida posterior? (Diapositiva 33) (Es muy importante recordar que el agua es un solvente. El agua disuelve las sales, entre las cuales hay beneficiosas y dañinas para los humanos. Por lo tanto, no se puede beber agua de una fuente si no se sabe si está limpia. Con razón hay un proverbio entre la gente: “No toda el agua es buena para beber”).

VI. Reflexión
¿Cómo usamos la propiedad del agua para disolver ciertas sustancias en las clases de arte? (Cuando pintamos con acuarelas o gouache)
Le sugiero que, utilizando esta propiedad del agua, pinte el agua en un vaso del color que mejor se adapte a su estado de ánimo. (Diapositiva 34)
"Color amarillo": alegre, brillante, de buen humor.
"Color verde" - tranquilo, equilibrado.
"Color azul": un estado de ánimo triste, triste y triste.
Muestra tus láminas de agua coloreada en un vaso.

VIII. Evaluación
Me gustaría agradecer al presidente, a los "consultores" ya todos los participantes de la reunión por su activo trabajo.
VIII. Tarea

El hecho de que el agua es un excelente disolvente, todos lo sabemos desde la infancia. Pero, ¿qué "acción mágica" ocurre en el momento en que se agrega agua a tal o cual sustancia? ¿Y por qué, si este solvente se considera universal, todavía existen esas sustancias, "cuervos blancos" que el agua nunca podrá hacer?

El secreto es simple pero brillante. La molécula de agua en sí es eléctricamente neutra. Sin embargo, la carga eléctrica dentro de la molécula se distribuye de manera muy desigual. El área de los átomos de hidrógeno tiene un "carácter" sintonizado positivamente, y la "residencia" del oxígeno es famosa por su expresiva carga negativa.

Si la energía de atracción de las moléculas de agua hacia las moléculas de una sustancia prevalece en comparación con la energía de atracción entre las moléculas de agua, entonces la sustancia se disuelve. Si tal condición no se cumple, entonces el "milagro" tampoco ocurre, respectivamente.

El principal "semáforo" con un color rojo encendido para el agua son las grasas. Es por eso que, si de repente “premiamos” la ropa con una expresiva mancha aceitosa, la frase “Solo agrega agua” en esta situación no será salvadora.

Aunque, debido al hecho de que inconscientemente estamos acostumbrados a ver el agua como un solvente universal, que prácticamente puede manejar cualquier problema, a menudo todavía tratamos de resolver el problema con agua. Y cuando nada nos sale bien, la mayoría de las veces nos enojamos, pero de hecho, deberíamos ... regocijarnos. ¡Sí, solo regocíjate!

De hecho, debido a que el agua no puede disolver las grasas, podemos ... vivir Porque es precisamente por el hecho de que las grasas están en la "lista negra" del agua que nosotros mismos no disolvemos.

Pero las sales, los álcalis y los ácidos para el agua son un verdadero “manjar”. Por cierto, tales propiedades químicas, nuevamente, son muy beneficiosas para una persona. Después de todo, si esto no fuera así, los productos de descomposición crearían un verdadero vertedero en el cuerpo y la sangre se espesaría automáticamente. Por lo tanto, si una persona se ve privada de agua, al quinto día muere. Además, por supuesto, si no recibe regularmente la cantidad requerida (la norma "promedio" es de 2 a 3 litros por día), las sales no disueltas aumentan significativamente el riesgo de cálculos renales y de vejiga.

Pero claro, es precisamente porque el agua disuelve, por ejemplo, las mismas sales que no vale la pena convertirla en una “bebida de agua” descontrolada, estableciendo “récords” descarados, simplemente porque alguna disputa lo ha obligado. Después de todo, esto puede alterar en gran medida el equilibrio mineral del cuerpo.

Por cierto, pasando por uno mismo (tanto literal como figurativamente) y comprendiendo la esencia fisicoquímica de este fenómeno, es fácil comprender el papel del agua como solvente en muchas otras áreas de los planes tanto domésticos como industriales.

Solución se llama un sistema homogéneo termodinámicamente estable (monofásico) de composición variable, que consta de dos o más componentes (químicos). Los componentes que componen una solución son un solvente y un soluto. Por lo general, se considera que un solvente es un componente que existe en su forma pura en el mismo estado de agregación que la solución resultante (por ejemplo, en el caso de una solución salina acuosa, el solvente es, por supuesto, agua). Si ambos componentes antes de la disolución estaban en el mismo estado de agregación (por ejemplo, alcohol y agua), entonces el componente que está en mayor cantidad se considera el solvente.

Las soluciones son líquidas, sólidas y gaseosas.

Las soluciones líquidas son soluciones de sales, azúcar, alcohol en agua. Las soluciones líquidas pueden ser acuosas o no acuosas. Las soluciones acuosas son soluciones en las que el disolvente es agua. Las soluciones no acuosas son soluciones en las que los líquidos orgánicos (benceno, alcohol, éter, etc.) son disolventes. Las soluciones sólidas son aleaciones de metales. Soluciones gaseosas - aire y otras mezclas de gases.

Proceso de disolución. La disolución es un proceso físico y químico complejo. Durante el proceso físico, la estructura de la sustancia disuelta se destruye y sus partículas se distribuyen entre las moléculas del solvente. Un proceso químico es la interacción de moléculas de disolvente con partículas de soluto. Como resultado de esta interacción, solvatos Si el solvente es agua, entonces los solvatos resultantes se llaman hidratos. El proceso de formación de solvatos se llama solvatación, el proceso de formación de hidratos se llama hidratación. Cuando las soluciones acuosas se evaporan, se forman hidratos cristalinos: estas son sustancias cristalinas que incluyen una cierta cantidad de moléculas de agua (agua de cristalización). Ejemplos de hidratos cristalinos: CuSO 4 . 5H 2 O - sulfato de cobre (II) pentahidratado; FeSO4 . 7H 2 O - sulfato de hierro heptahidratado (II).

El proceso físico de disolución procede con tomar el control energía, química destacando. Si como resultado de la hidratación (solvatación) se libera más energía de la que se absorbe durante la destrucción de la estructura de una sustancia, entonces la disolución - exotérmico proceso. La energía se libera durante la disolución de NaOH, H 2 SO 4 , Na 2 CO 3 , ZnSO 4 y otras sustancias. Si se necesita más energía para destruir la estructura de una sustancia de la que se libera durante la hidratación, entonces la disolución: endotérmico proceso. La absorción de energía ocurre cuando NaNO 3 , KCl, NH 4 NO 3 , K 2 SO 4 , NH 4 Cl y algunas otras sustancias se disuelven en agua.

La cantidad de energía liberada o absorbida durante la disolución se llama efecto térmico de disolución.

Solubilidad sustancia es su capacidad para distribuirse en otra sustancia en forma de átomos, iones o moléculas con la formación de un sistema termodinámicamente estable de composición variable. La característica cuantitativa de la solubilidad es factor de solubilidad, que muestra cuál es la masa máxima de una sustancia que se puede disolver en 1000 o 100 g de agua a una temperatura dada. La solubilidad de una sustancia depende de la naturaleza del disolvente y de la sustancia, de la temperatura y la presión (para los gases). La solubilidad de los sólidos generalmente aumenta con el aumento de la temperatura. La solubilidad de los gases disminuye al aumentar la temperatura, pero aumenta al aumentar la presión.

Según su solubilidad en agua, las sustancias se dividen en tres grupos:

1. Altamente soluble (pág.). La solubilidad de las sustancias es más de 10 g en 1000 g de agua. Por ejemplo, 2000 g de azúcar se disuelven en 1000 g de agua, o 1 litro de agua.

2. Ligeramente soluble (m.). La solubilidad de las sustancias es de 0,01 g a 10 g en 1000 g de agua. Por ejemplo, 2 g de yeso (CaSO 4 . 2 H 2 O) se disuelve en 1000 g de agua.

3. Prácticamente insoluble (n.). La solubilidad de las sustancias es inferior a 0,01 g en 1000 g de agua. Por ejemplo, en 1000 g de agua, 1,5 . 10 -3 g de AgCl.

Cuando las sustancias se disuelven, se pueden formar soluciones saturadas, insaturadas y sobresaturadas.

solución saturada es la solución que contiene la máxima cantidad de soluto en unas condiciones dadas. Cuando se agrega una sustancia a dicha solución, la sustancia ya no se disuelve.

solución no saturada Una solución que contiene menos soluto que una solución saturada bajo condiciones dadas. Cuando se agrega una sustancia a dicha solución, la sustancia aún se disuelve.

A veces es posible obtener una solución en la que el soluto contiene más que en una solución saturada a una temperatura dada. Tal solución se llama sobresaturada. Esta solución se obtiene enfriando cuidadosamente la solución saturada a temperatura ambiente. Las soluciones sobresaturadas son muy inestables. La cristalización de una sustancia en una solución de este tipo puede producirse frotando las paredes del recipiente en el que se encuentra la solución con una varilla de vidrio. Este método se utiliza cuando se realizan algunas reacciones cualitativas.

La solubilidad de una sustancia también se puede expresar por la concentración molar de su solución saturada (sección 2.2).

Constante de solubilidad. Consideremos los procesos que ocurren durante la interacción de un electrolito poco soluble pero fuerte de sulfato de bario BaSO 4 con agua. Bajo la acción de los dipolos de agua, los iones Ba 2+ y SO 4 2 - de la red cristalina de BaSO 4 pasarán a la fase líquida. Simultáneamente con este proceso, bajo la influencia del campo electrostático de la red cristalina, parte de los iones Ba 2+ y SO 4 2 - volverán a precipitar (Fig. 3). A una temperatura dada, finalmente se establecerá un equilibrio en un sistema heterogéneo: la velocidad del proceso de disolución (V 1) será igual a la velocidad del proceso de precipitación (V 2), es decir

BaSO 4 ⇄ Ba 2+ + SO 4 2 -

solución sólida

Arroz. 3. Solución saturada de sulfato de bario

Una solución en equilibrio con la fase sólida de BaSO 4 se llama rico en relación con el sulfato de bario.

Una solución saturada es un sistema heterogéneo en equilibrio, que se caracteriza por una constante de equilibrio químico:

, (1)

donde a (Ba 2+) es la actividad de los iones de bario; a(SO 4 2-) - actividad de iones de sulfato;

a (BaSO 4) es la actividad de las moléculas de sulfato de bario.

El denominador de esta fracción, la actividad del BaSO 4 cristalino, es un valor constante igual a uno. El producto de dos constantes da una nueva constante llamada constante de solubilidad termodinámica y denotar K s °:

K s ° \u003d a (Ba 2+) . a(SO 4 2-). (2)

Este valor se denominaba anteriormente producto de solubilidad y se designaba como PR.

Así, en una solución saturada de un electrolito fuerte poco soluble, el producto de las actividades de equilibrio de sus iones es un valor constante a una temperatura dada.

Si aceptamos que en una solución saturada de un electrolito poco soluble, el coeficiente de actividad F~1, entonces la actividad de los iones en este caso puede ser reemplazada por sus concentraciones, ya que a( X) = F (X) . CON( X). La constante de solubilidad termodinámica K s ° se convertirá en la constante de solubilidad de concentración K s:

K s \u003d C (Ba 2+) . C(SO 4 2-), (3)

donde C(Ba 2+) y C(SO 4 2 -) son las concentraciones de equilibrio de iones Ba 2+ y SO 4 2 - (mol / l) en una solución saturada de sulfato de bario.

Para simplificar los cálculos, se suele utilizar la constante de solubilidad de la concentración K s, tomando F(X) = 1 (Apéndice 2).

Si un electrolito fuerte poco soluble forma varios iones durante la disociación, entonces la expresión K s (o K s °) incluye las potencias correspondientes iguales a los coeficientes estequiométricos:

PbCl2 ⇄ Pb2+ + 2 Cl-; K s \u003d C (Pb 2+) . C2 (Cl-);

Ag3PO4 ⇄ 3 Ag++ PO43-; K s \u003d C 3 (Ag +) . C (PO 4 3 -).

En general, la expresión de la constante de solubilidad de concentración para el electrolito A m B n ⇄ metro Un n+ + norte B m - tiene la forma

K s \u003d C m (A n+) . Cn (Bm-),

donde C son las concentraciones de iones A n+ y B m en una solución electrolítica saturada en mol/l.

El valor de K s generalmente se usa solo para electrolitos, cuya solubilidad en agua no excede 0.01 mol/l.

Condiciones de precipitación

Suponga que c es la concentración real de iones de un electrolito poco soluble en solución.

Si C m (A n +) . Con n (B m -) > K s , entonces se formará un precipitado, porque la solución se sobresatura.

Si C m (A n +) . C norte (B m -)< K s , то раствор является ненасыщенным и осадок не образуется.

Propiedades de la solución. A continuación consideramos las propiedades de las soluciones sin electrolitos. En el caso de los electrolitos, en las fórmulas anteriores se introduce un coeficiente isotónico de corrección.

Si una sustancia no volátil se disuelve en un líquido, entonces la presión de vapor de saturación sobre la solución es menor que la presión de vapor de saturación sobre el solvente puro. Simultáneamente con la disminución de la presión de vapor sobre la solución, se observa un cambio en su punto de ebullición y congelación; los puntos de ebullición de las soluciones aumentan y los puntos de congelación disminuyen en comparación con las temperaturas que caracterizan a los disolventes puros.

La disminución relativa del punto de congelación o el aumento relativo del punto de ebullición de una solución es proporcional a su concentración.

El concepto de solubilidad se usa en química para describir las propiedades de un sólido que se mezcla y se disuelve en un líquido. Solo los compuestos iónicos (cargados) son completamente solubles. A efectos prácticos, basta recordar algunas reglas o ser capaz de encontrarlas para usarlas si es necesario y averiguar si ciertas sustancias iónicas se disolverán o no en el agua. De hecho, una cierta cantidad de átomos se disuelve en cualquier caso, incluso si los cambios no son perceptibles, por lo tanto, para realizar experimentos precisos, a veces es necesario calcular este número.

Pasos

Usando reglas simples

1. Obtenga más información sobre los compuestos iónicos. En el estado normal, cada átomo tiene una cierta cantidad de electrones, pero a veces puede capturar un electrón extra o perder uno. Como resultado, un y el, que tiene carga eléctrica. Si un ion con carga negativa (un electrón adicional) se encuentra con un ion con carga positiva (sin electrón), se unen, como los polos opuestos de dos imanes. Como resultado, se forma un compuesto iónico.

   • Los iones con carga negativa se llaman aniones, e iones con carga positiva - cationes.
   • En estado normal, el número de electrones en un átomo es igual al número de protones, por lo que el átomo es eléctricamente neutro.

2. Obtenga más información sobre la solubilidad. Las moléculas de agua (H 2 O) tienen una estructura peculiar que las hace parecer un imán: tienen una carga positiva en un extremo y una carga negativa en el otro. Cuando un compuesto iónico se coloca en agua, estos "imanes" de agua se juntan alrededor de sus moléculas y tienden a separar los iones positivos y negativos entre sí. Las moléculas de algunos compuestos iónicos no son muy fuertes y tales sustancias soluble en el agua, porque las moléculas de agua separan los iones y los disuelven. En otros compuestos, los iones están más estrechamente unidos y insoluble, ya que las moléculas de agua no pueden separar los iones.

   • En las moléculas de algunos compuestos, los enlaces internos son comparables en fuerza a la acción de las moléculas de agua. Tales conexiones se llaman ligeramente soluble, ya que una parte importante de sus moléculas se disocian, aunque otras quedan sin disolver.

3. Aprende las reglas de la solubilidad. Dado que la interacción entre los átomos se describe mediante leyes bastante complejas, no siempre es posible decir inmediatamente qué sustancias se disuelven y cuáles no. Encuentre uno de los iones del compuesto en la siguiente descripción de cómo se comportan típicamente varias sustancias. Después de eso, preste atención al segundo ion y verifique si esta sustancia no es una excepción debido a la interacción inusual de los iones.

   • Supongamos que se trata de cloruro de estroncio (SrCl 2). Localice los pasos a continuación (en negrita) para los iones Sr y Cl. Cl "generalmente soluble"; después de eso, mire las excepciones a continuación. Los iones Sr no se mencionan allí, por lo que el compuesto SrCl debe ser soluble en agua.
   • Debajo de las reglas relevantes se encuentran las excepciones más comunes. Hay otras excepciones, pero es poco probable que las encuentre en la clase de química o en el laboratorio.

4. Los compuestos son solubles si contienen iones de metales alcalinos, es decir, Li+, Na+, K+, Rb+ y Cs+. Estos son los elementos del grupo IA de la tabla periódica: litio, sodio, potasio, rubidio y cesio. Casi todos los compuestos simples de estos elementos son solubles.

   • Excepción: el compuesto Li 3 PO 4 es insoluble.

5. Los compuestos de iones NO 3 -, C 2 H 3 O 2 -, NO 2 -, ClO 3 - y ClO 4 - son solubles. Se denominan iones nitrato, acetato, nitrito, clorato y perclorato, respectivamente. El ion acetato a menudo se abrevia como OAc.

   • Excepciones: Ag(OAc) (acetato de plata) y Hg(OAc) 2 (acetato de mercurio) son insolubles.
   • AgNO 2 - y KClO 4 - son solo "ligeramente solubles".

6. Los compuestos de iones Cl - , Br - y I - suelen ser solubles. Los iones de cloro, bromo y yodo forman respectivamente cloruros, boruros y yoduros, que se denominan sales de halógeno. Estas sales son casi siempre solubles.

   • Excepción: si el segundo ion del par es un ion plata Ag + , mercurio Hg 2 2+ o plomo Pb 2+ , la sal es insoluble. Lo mismo ocurre con los halógenos menos comunes con iones de cobre Cu+ y talio Tl+.

7. Los compuestos del ion SO 4 2- (sulfatos) suelen ser solubles. Como regla general, los sulfatos se disuelven en agua, pero hay algunas excepciones.

   • Excepciones: Los sulfatos de los siguientes iones son insolubles: estroncio Sr 2+, bario Ba 2+, plomo Pb 2+, plata Ag +, calcio Ca 2+, radio Ra 2+ y plata bivalente Hg 2 2+. Tenga en cuenta que el sulfato de plata y el sulfato de calcio todavía son ligeramente solubles en agua y, a veces, se consideran ligeramente solubles.

8. Los compuestos OH- y S 2- son insolubles en agua. Estos son iones de hidróxido y sulfuro, respectivamente.

   • Excepciones:¿Recuerdas los metales alcalinos (grupo IA) y cómo casi todos sus compuestos son solubles? Entonces, los iones Li + , Na + , K + , Rb + y Cs + forman hidróxidos y sulfuros solubles. Además, las sales de calcio Ca 2+ , estroncio Sr 2+ y bario Ba 2+ (grupo IIA) son solubles. Tenga en cuenta que una parte importante de las moléculas de hidróxido de estos elementos todavía no se disuelve, por lo que a veces se los considera "poco solubles".

9. Los compuestos de iones CO 3 2- y PO 4 3- son insolubles. Estos iones forman carbonatos y fosfatos, que normalmente son insolubles en agua.

   • Excepciones: estos iones forman compuestos solubles con iones de metales alcalinos: Li + , Na + , K + , Rb + y Cs + , así como con amonio NH 4 + .

   Usando el producto de solubilidad K sp

   1. Encuentre el producto de solubilidad Ksp (esta es una constante). Cada compuesto tiene su propia constante Ksp. Sus valores para varias sustancias se dan en libros de referencia y en el sitio web (en inglés). Los valores del producto de solubilidad se determinan experimentalmente y pueden variar mucho de una fuente a otra, por lo que es mejor usar la tabla para K sp en su libro de texto de química, si está disponible. A menos que se indique lo contrario, la mayoría de las tablas dan el producto de solubilidad a 25ºC.

      • Por ejemplo, si está disolviendo yoduro de plomo PbI 2 , encuentre el producto de solubilidad para él. El sitio web bilbo.chm.uri.edu enumera un valor de 7,1 × 10–9.

   2. Escriba la ecuación química. Primero, determine en qué iones se descompondrá la molécula de la sustancia cuando se disuelva. Luego escribe una ecuación con Ksp en un lado y los iones correspondientes en el otro.

      • En nuestro ejemplo, la molécula de PbI 2 se divide en un ion Pb 2+ y dos iones I -. En este caso, es suficiente establecer la carga de un solo ion, ya que la solución en su conjunto será neutra.
      • Escriba la ecuación: 7.1 × 10 -9 \u003d 2.

   3. Transforma la ecuación para resolverla. Reescribe la ecuación en forma algebraica simple. Usa lo que sabes sobre el número de moléculas e iones. Sustituya el valor desconocido x por el número de átomos del compuesto disuelto y exprese el número de iones en términos de x.

      • En nuestro ejemplo, es necesario reescribir la siguiente ecuación: 7.1 × 10 -9 \u003d 2.
      • Como solo hay un átomo de plomo (Pb) en el compuesto, la cantidad de moléculas disueltas será igual a la cantidad de iones de plomo libres. Entonces podemos igualar x también.
      • Dado que hay dos iones de yodo (I) por cada ion de plomo, el número de átomos de yodo debe ser igual a 2x.
      • El resultado es la ecuación 7.1×10 -9 = (x)(2x) 2 .

   4. Permitir iones comunes si es necesario. Omita este paso si la sustancia es soluble en agua pura. Sin embargo, si está utilizando una solución que ya contiene uno o más de los iones de interés ("iones totales"), la solubilidad puede reducirse significativamente. El efecto de los iones comunes es especialmente notable para las sustancias poco solubles y, en tales casos, se puede suponer que la gran mayoría de los iones disueltos ya estaban presentes en la solución antes. Reescribe la ecuación y toma en cuenta las concentraciones molares conocidas (moles por litro, o M) de iones ya disueltos. Corrija los valores desconocidos de x para estos iones.

      • Por ejemplo, si el yoduro de plomo ya está presente en la solución a una concentración de 0,2 M, la ecuación debe reescribirse de la siguiente manera: 7,1 × 10 -9 = (0,2 M+x)(2x) 2 . Como 0,2M es mucho más grande que x, la ecuación se puede escribir como 7,1×10 –9 = (0,2M)(2x) 2 .

   5. Resuelve la ecuación. Encuentra el valor de x para saber qué tan soluble es este compuesto. En vista de la definición del producto de solubilidad, la respuesta se expresará en moles de soluto por litro de agua. Es posible que necesite una calculadora para calcular el resultado final.

      • Para disolución en agua pura, es decir, en ausencia de iones comunes, encontramos:
      • 7.1×10 –9 = (x)(2x) 2
      • 7.1×10 -9 = (x)(4x2)
      • 7.1x10 -9 = 4x3
      • (7.1 × 10 -9) / 4 \u003d x 3
      • x = ∛((7.1×10 –9)/4)
      • x= 1,2 x 10 -3 moles por litro de agua. Esta es una cantidad muy pequeña, por lo que esta sustancia es prácticamente insoluble.

Objetivo: Aprender por experiencia qué sólidos se disuelven en agua y cuáles no se disuelven en agua.

Educativo:

• Familiarizar a los estudiantes con los conceptos: sustancias solubles e insolubles.
• Aprenda a probar empíricamente la corrección de las suposiciones sobre la solubilidad (insolubilidad) de los sólidos.

Correctivo:

Aprenda a usar equipos de laboratorio y realice experimentos.

• Desarrollar el discurso a través de la explicación del trabajo que se está realizando.

Educativo:

Cultiva la perseverancia.

• Desarrollar la capacidad de comunicarse y trabajar en grupo.

Tipo de lección: trabajo de laboratorio.

Material didáctico: libro de texto "Ciencias naturales" N.V. Koroleva, E. V. Makarevich

Equipos para trabajo de laboratorio: vasos de precipitados, filtros, instrucciones. Sólidos: sal, azúcar, soda, arena, café, almidón, tierra, tiza, arcilla.

durante las clases

I. Momento organizacional

W: Hola chicos. Saludaos con los ojos. Me alegro de verte, toma asiento.

. Repetición del pasado

T: Repitamos lo que ya sabemos sobre el agua:

¿Qué le sucede al agua cuando se calienta?
¿Qué le sucede al agua cuando se enfría?
¿Qué le sucede al agua cuando se congela?
¿Cuáles son los tres estados en los que se presenta el agua en la naturaleza?

W: ¡Qué buenos compañeros sois! ¡Todo el mundo sabe!

tercero Aprendiendo nuevo material

(De antemano, estoy de acuerdo con los estudiantes sobre los grupos con los que trabajarán, los muchachos mismos eligen al jefe del laboratorio (se puede elegir a otro niño en otra lección de laboratorio), quien escribe los indicadores de experiencia en una tabla y da comentarios orales al completar la parte final de la tabla: el resultado).

U: Chicos, hoy en el trabajo de laboratorio descubriremos qué sustancias puede disolver el agua y cuáles no. Abra un cuaderno, anote la fecha y el tema de la lección "Sustancias solubles e insolubles en agua". ( Estoy adjuntando a la placa.) ¿Cuál es el objetivo de la lección de hoy?

R: Averigüe qué sustancias se disuelven en agua y cuáles no. ( Estoy adjuntando a la placa.)

U: Todas las sustancias en la naturaleza se pueden dividir en dos grupos: solubles e insolubles. ¿Qué sustancias se pueden llamar? soluble? (Ver libro de texto p.80:2) Las sustancias solubles en agua son aquellas que, cuando se colocan en agua, se vuelven invisibles y no se depositan en el filtro durante la filtración.. (Adjunto al tablero.)

T: ¿Y qué sustancias se pueden nombrar? insoluble? (ver libro de texto p.47-2) Sustancias insolubles en agua: aquellas que no se disuelven en agua y se depositan en el filtro. (adjunte al tablero).

T: Chicos, ¿qué creen que necesitamos para completar el trabajo de laboratorio?

R: Agua, algunas sustancias, vasos de precipitados, filtro ( Muestro el agua en la jarra; vasos llenos de sustancias: sal, azúcar, soda, arena, café, almidón, tiza, arcilla; vasos vacíos, filtro).

P: ¿Qué es un filtro?

R: Dispositivo para depurar líquidos de las sustancias insolubles en él que se depositan en él.

U: ¿Y qué medios improvisados ​​se pueden utilizar para hacer un filtro? ¡Bien hecho! Y usaremos algodón ( Pongo un trozo de algodón en el embudo).

U: Pero antes de comenzar el trabajo de laboratorio, completemos la tabla (la tabla está dibujada en la pizarra, uso crayones de dos colores, si los estudiantes asumen que la sustancia es completamente soluble en agua, entonces marco "+" en la segunda columna; si los estudiantes asumen que la sustancia permanecerá en el filtro, luego "+" en la tercera columna, y viceversa; con tiza de color fijo el resultado esperado en la cuarta columna: P (soluble) o H (insoluble))

	Nuestras suposiciones		Resultado
	Solubilidad	Filtración
1. Agua + arena	–	+	H
2. Agua + arcilla
3. Agua + café
4. Agua + almidón
5. Agua + refresco
6. Agua + tierra
7. Agua + azúcar
8. Agua + tiza

U: Y después de hacer el trabajo de laboratorio, compararemos nuestras suposiciones con los resultados obtenidos.

T: Cada laboratorio analizará dos sólidos, todos los resultados se registrarán en el informe de Sustancias solubles e insolubles en agua. Anexo 1

U: Chicos, este es su primer trabajo de laboratorio independiente y antes de comenzar a hacerlo, escuchen el procedimiento o las instrucciones. ( Distribuyo a cada laboratorio, después de leer discutimos.)

Trabajo de laboratorio

(Ayudo si es necesario. Puede ser difícil filtrar la solución de café, porque el filtro se manchará. Para facilitar el llenado de los informes, sugiero usar las frases que adjunto en la pizarra. Anexo 3.)

T: Ahora revisemos nuestras suposiciones. Jefes de laboratorios, verifique si su informe está firmado y comente los resultados obtenidos por experiencia. (Informa el jefe del laboratorio, fijando el resultado con una tiza de otro color)

U: Chicos, ¿qué sustancias para la investigación resultaron ser solubles? ¿Qué no lo son? ¿Cuántos partidos hubo? Bien hecho. Casi todas nuestras suposiciones fueron confirmadas.

VI. Preguntas para la consolidación

U: Chicos, ¿dónde usa una persona una solución de sal, azúcar, soda, arena, café, almidón, arcilla?

VIII. Resumen de la lección

T: ¿Cuál es nuestro objetivo hoy? ¿Lo completaste? ¿Somos geniales? ¡Estoy muy satisfecho contigo! Y les doy a todos "excelente".

VIII. Tarea

T: Lee el texto para lectura extracurricular en la página 43, responde las preguntas.

Levántense, por favor, esos tipos a los que no les gustó nuestra lección. Gracias por su honestidad. Y ahora los que les gustó nuestro trabajo. Gracias. Adiós a todos.