물에 녹지 않는 물질. 수업 “고형물(소금, 설탕 등)을 용해하는 물의 능력.
아만바예바 자나르 주마베코브나
악토베 지역 Shalkar
중등학교 5호
주제: 초등학교
주제: 물은 용매이다. 물에 용해되고 불용성인 물질.
수업 목표: 용매, 용해성 및 불용성 물질로서의 물에 대한 아이디어를 제공합니다. 수용성 물질과 불용성 물질을 결정하는 가장 간단한 방법인 "필터" 개념을 도입합니다. "물은 용매이다"라는 주제로 보고서를 준비합니다.
장비 및 시각 자료: 교과서, 독서 도서, 독립 작업용 노트북; 세트: 빈 잔과 끓인 물; 식염, 설탕, 강 모래, 점토가 담긴 상자; 티스푼, 깔때기, 종이냅킨 필터; 구아슈(수채화 물감), 브러쉬 및 반사 시트; 파워포인트, 멀티미디어 프로젝터, 스크린으로 만든 프리젠테이션.
수업 중
I. 조직적 순간
U. 다들 좋은 아침이에요! (슬라이드 1)
학교 과학 동아리 '우리와 우리 주변의 세계' 세 번째 모임에 여러분을 초대합니다.
II. 수업의 주제와 목적을 전달합니다.
선생님. 오늘은 동아리 모임에 다른 학교 선생님들이 손님으로 오셨습니다. 나는 클럽 회장인 아나스타샤 포로시나에게 회의를 열 것을 제안합니다.
의장. 오늘 우리는 “물은 용매이다”라는 주제로 클럽회의를 위해 모였습니다. 참석한 모든 사람들의 임무는 "물은 용매이다"라는 주제에 대한 보고서를 준비하는 것입니다. 이 수업에서 여러분은 다시 한 번 물의 특성에 대한 연구자가 될 것입니다. Mikhail Makarenkov, Olesya Starkova 및 Yulia Stenina와 같은 "컨설턴트"의 도움을 받아 실험실에서 이러한 속성을 연구하게 됩니다. 각 실험실은 실험과 관찰을 수행하고 회의가 끝나면 "물은 용매입니다"라는 메시지에 대한 계획을 논의하는 작업을 완료해야 합니다.
III. 새로운 자료를 학습
U. 위원장님의 허락을 받아 첫 번째 발언을 하고자 합니다. (슬라이드 2) 최근 Mirny 마을 학생들이 "물은 용매입니다"라는 주제로 동일한 회의를 열었습니다. 회의는 참석한 모든 사람에게 물의 또 다른 놀라운 특성을 상기시킨 Kostya Pogodin에 의해 시작되었습니다. 물 속의 많은 물질은 눈에 보이지 않는 작은 입자로 분해될 수 있습니다. 따라서 물은 많은 물질에 대한 좋은 용매입니다. 그 후 Masha는 물질이 물에 용해되는지 여부에 대한 질문에 대한 답을 얻을 수 있는 실험을 수행하고 방법을 식별할 것을 제안했습니다.
U. 클럽 회의에서 식염, 설탕, 강모래, 점토 등의 물질에 대한 물에 대한 용해도를 측정할 것을 제안합니다.
귀하의 의견으로는 어떤 물질이 물에 녹을 것이고 어떤 물질은 녹지 않을 것이라고 가정해 봅시다. 가정과 추측을 표현하고 진술을 계속하십시오. (슬라이드 3)
U. 어떤 가설을 확인할 것인지 함께 생각해 봅시다. (슬라이드 3)
가정해보자... (소금은 물에 녹는다)
예를 들어... (설탕은 물에 녹을 것입니다)
아마도... (모래는 물에 녹지 않을 것입니다)
만약에... (점토는 물에 녹지 않습니다)
U. 자, 이것을 알아내는 데 도움이 되는 실험을 해보자. 작업 전에 의장은 실험 수행 규칙을 상기시키고 이러한 규칙이 인쇄된 카드를 나눠줄 것입니다. (슬라이드 4)
P. 규칙이 적힌 화면을 보세요.
"실험 수행 규칙"
모든 장치는 주의해서 다루어야 합니다. 부러질 수 있을 뿐만 아니라 부상을 초래할 수도 있습니다.
일하는 동안 앉을 수 있을 뿐만 아니라 서 있을 수도 있습니다.
실험은 학생 중 한 명(발표자)이 수행하고 나머지는 조용히 관찰하거나 발표자의 요청에 따라 그를 돕습니다.
실험 결과에 대한 의견 교환은 발표자가 시작을 허용한 후에만 시작됩니다.
다른 사람을 방해하지 않고 조용히 대화해야 합니다.
테이블에 접근하고 실험실 장비를 교체하는 것은 의장의 허가가 있어야만 가능합니다.
IV. 실무
U. 첫 번째 실험을 수행하는 절차를 교과서에서 큰 소리로 읽어 줄 "컨설턴트"를 의장이 선택하도록 제안합니다. (슬라이드 5)
1) P. 식염을 이용한 실험을 실시한다. 식염이 물에 녹는지 확인하세요.
각 실험실의 "컨설턴트"는 준비된 세트 중 하나를 가져와 식염을 사용하여 실험을 수행합니다. 끓인 물을 투명한 유리에 붓습니다. 소량의 식염을 물에 붓습니다. 그룹은 소금 결정에 어떤 일이 일어나는지 관찰하고 물의 맛을 봅니다.
의장(KVN 게임에서와 마찬가지로)은 각 그룹에 동일한 질문을 읽어주고, 실험실 대표가 이에 답합니다.
P. (슬라이드 6) 물의 투명도가 바뀌었나요? (투명도는 변경되지 않았습니다)
물 색깔이 변했나요? (색상은 변하지 않았습니다)
물맛이 변했나요? (물이 짠맛이 났다)
소금이 사라졌다고 할 수 있나요? (예, 그녀는 용해되어 사라졌으며 보이지 않습니다)
U. 결론을 도출합니다. (소금이 녹았습니다) (슬라이드 6)
P. 필터를 사용하는 두 번째 실험을 진행해 보시기 바랍니다.
U. 필터란 무엇인가요? (액체, 고체 입자 및 불순물의 가스를 정화하는 장치, 장치 또는 구조입니다.) (슬라이드 7)
U. 필터를 사용하여 실험을 수행하는 절차를 큰 소리로 읽어보세요. (슬라이드 8)
학생들은 소금과 함께 물을 필터에 통과시키고 관찰하고 물의 맛을 봅니다.
P. (슬라이드 9) 필터에 소금이 남아 있나요? (필터에 식염이 남지 않음)
소금물을 깨끗이 제거하셨나요? (물과 함께 필터를 통과한 식염)
U. 관찰로부터 결론을 도출하십시오. (물에 녹인 소금) (슬라이드 9)
U. 가설이 확인됐나요?
U. 모든 것이 정확합니다! 잘하셨어요!
U. 독립적인 작업을 위해 실험 결과를 노트에 기록하여 준비합니다(p. 30). (슬라이드 10)
2) P. (슬라이드 11) 같은 실험을 다시 해보겠습니다. 소금 대신 과립 설탕 1티스푼만 넣습니다.
각 실험실의 "컨설턴트"는 두 번째 세트를 가져와 설탕을 사용하여 실험을 수행합니다. 끓인 물을 투명한 유리에 붓습니다. 물에 소량의 설탕을 첨가하십시오. 그룹은 무슨 일이 일어나는지 관찰하고 물을 맛봅니다.
P. (슬라이드 12) 물의 투명도가 바뀌었나요? (물의 투명도는 변하지 않았습니다)
물 색깔이 변했나요? (물 색깔은 변하지 않았습니다)
물맛이 변했나요? (물이 달콤해졌어요)
설탕이 사라졌다고 할 수 있나요? (설탕은 물에 보이지 않게 되었고, 물에 녹였습니다)
U. 결론을 도출합니다. (설탕이 녹았습니다) (슬라이드 12)
U. 물과 설탕을 종이 필터에 통과시킵니다. (슬라이드 13)
학생들은 설탕과 함께 물을 필터에 통과시키고 물을 관찰하고 맛봅니다.
P. (슬라이드 14) 필터에 설탕이 남아 있나요? (설탕은 필터에 보이지 않습니다)
물맛이 변했나요? (물맛은 변하지 않았습니다)
물에서 설탕을 제거하셨나요? (설탕은 물을 정제할 수 없어 물과 함께 필터를 거쳤습니다.)
U. 결론을 도출합니다. (물에 녹인 설탕) (슬라이드 14)
U. 가설이 확인됐나요?
W. 맞습니다. 잘하셨어요!
U. 독립적인 작업을 위해 실험 결과를 노트북에 기록하여 준비합니다. (슬라이드 15)
3) P. (슬라이드 16) 진술을 확인하고 강모래를 이용한 실험을 진행해 보겠습니다.
U. 교과서에서 실험 수행 절차를 읽으십시오.
강 모래로 실험을 해보세요. 물 한 컵에 강 모래 한 티스푼을 저어주세요. 혼합물을 안정시키십시오. 모래알과 물알이 어떻게 되는지 관찰해 보세요.
P. (슬라이드 17) 물의 투명도가 바뀌었나요? (물이 탁해지고 더러워졌습니다)
물 색깔이 변했나요? (물 색깔이 변했어요)
모래알이 사라졌나요? (무거운 모래알은 바닥으로 가라앉고, 작은 모래알은 물에 떠서 흐려집니다.)
U. 결론을 도출합니다. (모래는 녹지 않았습니다) (슬라이드 17)
U. (슬라이드 18) 유리의 내용물을 종이 필터에 통과시킵니다.
학생들은 설탕과 함께 물을 필터에 통과시켜 관찰합니다.
P. (슬라이드 19) 무엇이 필터를 통과하고 무엇이 남나요? (물은 필터를 통과하지만 강모래가 필터에 남아 모래알이 선명하게 보입니다)
물에 모래가 깨끗해졌나요? (필터는 물에 용해되지 않는 입자를 제거하는 데 도움이 됩니다.)
U. 결론을 도출합니다. (강 모래는 물에 녹지 않았습니다) (슬라이드 19)
U. 물에 대한 모래의 용해도에 대한 가정이 정확했습니까?
U. 좋아요! 잘하셨어요!
U. 독립적인 작업을 위해 실험 결과를 노트북에 기록하여 준비합니다. (슬라이드 20)
4) P. (슬라이드 21) 점토 조각으로 동일한 실험을 해보세요.
점토로 실험을 해보세요. 물 한 컵에 점토 조각을 저어주세요. 혼합물을 안정시키십시오. 점토와 물에 어떤 일이 일어나는지 관찰해 보세요.
P. (슬라이드 22) 물의 투명도가 바뀌었나요? (물이 흐려졌습니다)
물 색깔이 변했나요? (예)
점토 입자가 사라졌나요? (무거운 입자는 바닥으로 가라앉고, 작은 입자는 물에 떠서 흐려집니다.)
U. 결론을 도출합니다. (점토는 물에 녹지 않았습니다) (슬라이드 22)
U. (슬라이드 23) 유리의 내용물을 종이 필터에 통과시킵니다.
P. (슬라이드 24) 무엇이 필터를 통과하고 무엇이 남나요? (물이 필터를 통과하고, 용해되지 않은 입자가 필터에 남습니다.)
물에서 점토가 제거되었습니까? (필터는 물에 녹지 않는 입자를 제거하는 데 도움이 됨)
U. 결론을 도출합니다. (점토는 물에 녹지 않습니다.) (슬라이드 24)
U. 가설이 확인됐나요?
U. 잘했어요! 모든 것이 정확합니다!
U. 그룹 구성원 중 한 명에게 노트에 적힌 결론을 참석자 모두에게 읽어달라고 요청합니다.
U. 추가 사항이나 설명이 있는 분 계시나요?
U. 실험을 통해 결론을 도출해 보겠습니다. (슬라이드 25)
모든 물질은 물에 녹는가? (소금과 설탕은 물에 녹았으나 모래와 점토는 녹지 않았습니다.)
물질이 물에 용해되는지 여부를 확인하기 위해 필터를 사용하는 것이 항상 가능합니까? (물에 용해된 물질은 물과 함께 필터를 통과하고, 용해되지 않은 입자는 필터에 남습니다)
U. 교과서에서 물에 대한 물질의 용해도에 대해 읽으십시오 (p. 87).
U. 용매로서 물의 특성에 대한 결론을 도출합니다. (물은 용매이지만 모든 물질이 용해되는 것은 아닙니다.) (슬라이드 25)
U. 저는 클럽 회원들에게 “물은 용매입니다”(46쪽) 선집의 이야기를 읽어보라고 권합니다. (슬라이드 26)
과학자들이 아직 완전히 순수한 물을 얻지 못한 이유는 무엇입니까? (물에는 수백, 어쩌면 수천 가지의 서로 다른 물질이 용해되어 있기 때문입니다)
U. 사람들은 특정 물질을 용해하기 위해 물의 특성을 어떻게 사용합니까?
(슬라이드 27) 맛이 없는 물은 설탕이나 소금으로 인해 달거나 짠맛이 납니다. 물이 녹아 그 맛을 갖게 되기 때문입니다. 사람은 음식을 준비할 때 이 속성을 사용합니다: 차 끓이기, 설탕에 절인 과일 만들기, 수프 만들기, 야채 소금에 절이기 및 통조림 만들기, 잼 만들기.
(슬라이드 28) 손을 씻을 때, 씻을 때, 목욕할 때, 옷을 빨 때 우리는 액체 물과 그 특성을 용매로 사용합니다.
(슬라이드 29) 가스, 특히 산소도 물에 용해됩니다. 덕분에 강, 호수, 바다에는 물고기 등이 살고 있습니다. 물은 공기와 접촉하여 산소, 이산화탄소 및 그 안에 있는 기타 가스를 용해시킵니다. 물고기와 같이 물 속에 사는 생물에게는 물에 용해된 산소가 매우 중요합니다. 숨을 쉬려면 그것이 필요합니다. 산소가 물에 녹지 않으면 수역은 생명이 없을 것입니다. 이를 알기 때문에 사람들은 물고기가 사는 수족관의 물을 산소로 포화시키거나 겨울에 저수지에 얼음 구멍을 뚫어 얼음 아래 생활을 개선하는 것을 잊지 않습니다.
(슬라이드 30) 수채화나 구아슈로 칠할 때.
U. 칠판에 적힌 과제에 주의를 기울이세요. (슬라이드 31) 저는 "물은 용매입니다"라는 주제로 발표를 위한 집단 계획을 세울 것을 제안합니다. 실험실에서 이에 대해 토론하십시오.
학생들이 편집한 “물은 용매이다”라는 주제에 대한 계획을 듣습니다.
U. 모두 함께 연설 계획을 세우자. (슬라이드 31)
"물은 용매이다"라는 주제에 대한 연설 샘플 계획
소개.
물에 물질이 용해됩니다.
결론.
사람들은 물의 성질을 이용하여 특정 물질을 용해시킵니다.
전시장 견학. (슬라이드 32)
U. 메시지를 준비할 때 우리 회의 주제에 대해 보조 연사인 사람들이 선택한 추가 문헌을 사용할 수 있습니다. (도서 및 인터넷 페이지 전시로 학생들의 관심 유도)
V. 수업 요약
클럽회의에서 물의 어떤 성질에 대해 연구하였습니까? (용매로서의 물의 성질)
물의 이러한 성질을 연구한 후 우리는 어떤 결론에 이르렀습니까? (물은 일부 물질에 좋은 용매입니다.)
연구자가 되는 것이 어렵다고 생각하시나요?
가장 어려웠거나 흥미로웠던 점은 무엇입니까?
물의 이러한 특성을 연구하면서 얻은 지식이 나중에 인생에서 도움이 될까요? (슬라이드 33) (물은 용매라는 점을 기억하는 것이 매우 중요합니다. 물은 염분을 용해하는데, 그 중 일부는 인간에게 이롭기도 하고 해롭기도 합니다. 따라서 물이 맞는지 모르는 경우에는 수원에서 물을 마시지 마십시오. 순수하지 마십시오. 사람들이 "모든 물이 마시기에 적합한 것은 아닙니다."라는 속담을 가지고 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다.
6. 반사
미술 수업에서 특정 물질을 용해시키는 물의 능력을 어떻게 사용합니까? (수채화나 과슈로 칠할 때)
이러한 물의 특성을 이용하여 유리잔에 담긴 물을 기분에 가장 잘 맞는 색상으로 칠해 보세요. (슬라이드 34)
"노란색" - 즐겁고 밝고 기분이 좋습니다.
"녹색" – 차분하고 균형 잡힌 색상입니다.
"파란색"은 슬프고 우울하고 우울한 분위기입니다.
유리잔에 색깔이 있는 물을 담은 시트를 전시해보세요.
Ⅶ. 평가
활발한 활동을 해주신 의장, "컨설턴트"및 회의의 모든 참가자에게 감사드립니다.
Ⅷ. 숙제
그 비결은 간단하면서도 기발합니다. 물 분자 자체는 전기적으로 중성입니다. 그러나 분자 내부의 전하는 매우 고르지 않게 분포되어 있습니다. 수소 원자 영역은 양의 "특성"을 가지며 산소의 "거주"는 표현적인 음전하로 유명합니다.
물질 분자에 대한 물 분자의 인력 에너지가 물 분자 사이의 인력 에너지에 비해 우세하면 물질이 용해됩니다. 이 조건이 충족되지 않으면 '기적'도 일어나지 않습니다.
물에 대한 빨간불이 켜진 주요 "신호등"은 지방입니다. 그렇기 때문에 갑자기 옷에 표현력이 풍부한 기름진 얼룩을 "보상"하면 "물만 추가하세요"라는 문구가이 상황에서 절약되지 않습니다.
무의식적으로 우리는 물을 거의 모든 문제를 처리할 수 있는 보편적인 용매로 보는 데 익숙하기 때문에 여전히 물의 도움으로 문제를 해결하려고 노력합니다. 그리고 성공하지 못할 때 우리는 가장 자주 화를 내지만 사실 우리는... 행복해야 합니다. 예, 기뻐하세요!
실제로 물에는 지방을 용해하는 능력이 없기 때문에 우리는 살 수 있습니다. 왜냐하면 지방이 우리 자신이 용해하지 않는 물의 "블랙리스트"에 포함되어 있기 때문입니다.
그러나 물의 소금, 알칼리 및 산은 진정한 "진미"입니다. 그건 그렇고, 그러한 화학적 특성은 다시 인간에게 매우 유용합니다. 결국, 그렇지 않다면 부패 생성물은 신체에 실제 매립지를 만들고 혈액은 자동으로 걸쭉해질 것입니다. 따라서 물이 부족하면 5일째 되는 날 이미 사망합니다. 또한, 필요한 양(“평균” 기준은 하루 2-3리터)을 정기적으로 섭취하지 않으면 용해되지 않은 염분으로 인해 신장과 방광에 결석이 생길 위험이 크게 높아집니다.
그러나 물론 물이 예를 들어 동일한 염분과 같이 용해되기 때문에 통제되지 않은 "물 마시는 사람"으로 변신하여 대담한 "기록"을 세울 필요가 없습니다. 결국 이것은 신체의 미네랄 균형을 크게 방해할 수 있습니다.
그건 그렇고, 그것을 (문자 그대로와 비유적인 의미 모두에서) 자신에게 전달하고 이 현상의 물리적, 화학적 본질을 이해함으로써 가정 및 산업을 포함한 다른 많은 분야에서 용매로서의 물의 역할을 쉽게 이해할 수 있습니다 .
해결책두 개 이상의 구성 요소(화학 물질)로 구성된 가변 조성의 열역학적으로 안정적인 균질(단상) 시스템입니다. 용액을 구성하는 성분은 용매와 용질입니다. 일반적으로 용매는 순수한 형태로 생성된 용액과 동일한 응집 상태로 존재하는 성분으로 간주됩니다(예를 들어, 소금 수용액의 경우 용매는 물론 물입니다). ). 두 성분이 용해되기 전에 동일한 응집 상태에 있었다면(예: 알코올과 물), 더 많은 양의 성분이 용매로 간주됩니다.
용액은 액체, 고체 및 기체입니다.
액체 용액은 물에 소금, 설탕, 알코올을 섞은 용액입니다. 액체 용액은 수성 또는 비수성일 수 있습니다. 수용액은 용매가 물인 용액이다. 비수성 용액은 용매가 유기 액체(벤젠, 알코올, 에테르 등)인 용액입니다. 고용체는 금속 합금입니다. 기체 용액 - 공기 및 기타 가스 혼합물.
용해과정. 용해는 복잡한 물리적, 화학적 과정입니다. 물리적 과정에서 용질의 구조가 파괴되고 그 입자가 용매 분자 사이에 분포됩니다. 화학 공정은 용매 분자와 용질 입자의 상호 작용입니다. 이러한 상호작용의 결과로, 용매화물.용매가 물인 경우 생성되는 용매화물을 수화물.용매화물이 생성되는 과정을 용매화, 수화물이 생성되는 과정을 수화라고 합니다. 수용액이 증발하면 결정성 수화물이 형성됩니다. 이는 특정 수의 물 분자(결정수)를 포함하는 결정성 물질입니다. 결정성 수화물의 예: CuSO 4 . 5H 2 O – 황산구리(II) 5수화물; FeSO4 . 7H 2 O – 황산철(II) 칠수화물.
용해의 물리적 과정은 다음과 같이 발생합니다. 흡수에너지, 화학 - 포함 강조. 수화(용매화)의 결과로 물질 구조가 파괴되는 동안 흡수되는 것보다 더 많은 에너지가 방출되면 용해는 발열의프로세스. NaOH, H 2 SO 4, Na 2 CO 3, ZnSO 4 및 기타 물질이 용해되면 에너지가 방출됩니다. 수화 중에 방출되는 것보다 물질의 구조를 파괴하는 데 더 많은 에너지가 필요한 경우 용해는 흡열성의프로세스. NaNO 3, KCl, NH 4 NO 3, K 2 SO 4, NH 4 Cl 및 기타 물질이 물에 용해되면 에너지 흡수가 발생합니다.
용해되는 동안 방출되거나 흡수되는 에너지의 양을 에너지라고 합니다. 용해의 열 효과.
용해도물질은 원자, 이온 또는 분자 형태로 다른 물질에 분포되어 열역학적으로 안정적인 가변 구성 시스템을 형성하는 능력입니다. 용해도의 정량적 특성은 다음과 같습니다. 용해도 계수, 이는 주어진 온도에서 물질의 최대 질량이 물 1000g 또는 100g에 용해될 수 있는지를 나타냅니다. 물질의 용해도는 용매와 물질의 성질, 온도와 압력(가스의 경우)에 따라 달라집니다. 고체의 용해도는 일반적으로 온도가 증가함에 따라 증가합니다. 가스의 용해도는 온도가 증가하면 감소하지만 압력이 증가하면 증가합니다.
물에 대한 용해도에 따라 물질은 세 그룹으로 나뉩니다.
1. 잘 녹습니다 (r.). 물질의 용해도는 물 1000g에 10g 이상입니다. 예를 들어 설탕 2000g은 물 1000g 또는 물 1리터에 녹습니다.
2. 약간 용해됨(m.). 물질의 용해도는 물 1000g에 0.01g ~ 10g입니다. 예를 들어, 석고 2g(CaSO4 . 2 H 2 O) 1000g의 물에 용해됩니다.
3. 실질적으로 불용성 (명사). 물질의 용해도는 물 1000g에 0.01g 미만입니다. 예를 들어, 1.5는 물 1000g에 녹습니다. . 10-3g AgCl.
물질이 용해되면 포화, 불포화, 과포화 용액이 형성될 수 있습니다.
포화 용액주어진 조건에서 최대량의 용질을 함유하는 용액이다. 그러한 용액에 물질을 첨가하면 물질은 더 이상 용해되지 않습니다.
불포화 용액- 주어진 조건에서 포화 용액보다 용질이 적은 용액. 이러한 용액에 물질을 첨가하면 물질은 여전히 용해됩니다.
때로는 주어진 온도에서 포화 용액보다 더 많은 용질을 포함하는 용액을 얻는 것이 가능합니다. 이러한 솔루션을 과포화라고합니다. 이 용액은 포화 용액을 조심스럽게 실온으로 냉각하여 제조됩니다. 과포화 용액은 매우 불안정합니다. 이러한 용액에서 물질의 결정화는 용액이 위치한 용기의 벽을 유리 막대로 문지르면 발생할 수 있습니다. 이 방법은 일부 정성적 반응을 수행할 때 사용됩니다.
물질의 용해도는 포화 용액의 몰 농도로 표현될 수도 있습니다(2.2절).
용해도 상수. 난용성이지만 강한 전해질인 황산바륨 BaSO4와 물이 상호 작용하는 동안 발생하는 과정을 고려해 보겠습니다. 물 쌍극자의 영향으로 BaSO 4 결정 격자의 Ba 2+ 및 SO 4 2 - 이온이 액체상으로 전달됩니다. 이 과정과 동시에 결정 격자의 정전기장의 영향으로 Ba 2+ 및 SO 4 2 - 이온 중 일부가 다시 증착됩니다(그림 3). 주어진 온도에서 이종 시스템에서 최종적으로 평형이 확립됩니다. 용해 과정의 속도(V 1)는 침전 과정의 속도(V 2)와 동일합니다.
BaSO4 ⇄ Ba 2+ + SO4 2 -
고용체
쌀. 3. 포화 황산바륨 용액
고체상 BaSO 4와 평형을 이루는 용액을 다음과 같이 부릅니다. 부자황산바륨에 비해
포화 용액은 화학 평형 상수를 특징으로 하는 평형 이종 시스템입니다.
, (1)
여기서 a(Ba 2+)는 바륨 이온의 활동도입니다. a(SO 4 2-) – 황산염 이온의 활동;
a (BaSO 4) – 황산바륨 분자의 활성.
이 분율의 분모(결정질 BaSO4의 활성)는 1과 동일한 상수 값입니다. 두 상수의 곱은 다음과 같은 새로운 상수를 제공합니다. 열역학적 용해도 상수 K s °를 나타냅니다.
К s° = a(Ba 2+) . a(SO4 2-). (2)
이 양은 이전에 용해도 곱이라고 불리며 PR로 지정되었습니다.
따라서 난용성 강한 전해질의 포화 용액에서 이온의 평형 활동의 곱은 주어진 온도에서 일정한 값입니다.
난용성 전해질의 포화 용액에서 활동도 계수가 에프~1이면 이 경우 이온의 활동은 농도로 대체될 수 있습니다. 엑스) = 에프 (엑스) . 와 함께( 엑스). 열역학적 용해도 상수 K s °는 농도 용해도 상수 K s로 변경됩니다.
Ks = C(Ba 2+) . C(SO4 2-), (3)
여기서 C(Ba 2+) 및 C(SO 4 2 -)는 황산바륨 포화 용액 내 Ba 2+ 및 SO 4 2 - 이온의 평형 농도(mol/l)입니다.
계산을 단순화하기 위해 일반적으로 농도 용해도 상수 Ks가 사용됩니다. 에프(엑스) = 1(부록 2).
난용성 강한 전해질이 해리 시 여러 이온을 형성하는 경우 Ks(또는 Ks°) 표현에는 화학량론적 계수와 동일한 해당 전력이 포함됩니다.
PbCl2 ⇄ Pb2+ + 2 Cl - ; Ks = C(Pb 2+) . C2(Cl-);
Ag3PO4 ⇄ 3 Ag + + PO 4 3 - ; Ks = C 3 (Ag +) . C(PO43-).
일반적으로 전해질의 농도 용해도 상수 표현은 A m B n ⇄ 중앤 + + N B m - 형식이 있습니다
Ks = Сm (A n+) . Cn(Bm-),
여기서 C는 포화 전해질 용액 내 A n+ 및 B m 이온의 농도(mol/l)입니다.
Ks 값은 일반적으로 물에 대한 용해도가 0.01mol/l를 초과하지 않는 전해질에만 사용됩니다.
강수 형성 조건
c가 용액 내 난용성 전해질 이온의 실제 농도라고 가정해 보겠습니다.
Cm(An+)인 경우 . n (B m -) > K s이면 침전물이 형성됩니다. 용액은 과포화 상태가 됩니다.
Cm(An+)인 경우 . Cn(Bm-)< K s , то раствор является ненасыщенным и осадок не образуется.
솔루션의 속성. 아래에서는 비전해질 용액의 특성을 고려합니다. 전해질의 경우 등장성 보정 계수가 주어진 공식에 도입됩니다.
비휘발성 물질이 액체에 용해되면 용액 위의 포화 증기압은 순수한 용매 위의 포화 증기압보다 낮습니다. 용액 위의 증기압이 감소하는 동시에 끓는점과 어는점의 변화가 관찰됩니다. 순수한 용매의 특징적인 온도에 비해 용액의 끓는점이 증가하고 동결 온도가 감소합니다.
용액의 어는점의 상대적 감소 또는 끓는점의 상대적 증가는 농도에 비례합니다.
용해도의 개념은 화학에서 액체와 혼합되고 용해되는 고체의 특성을 설명하는 데 사용됩니다. 이온성(하전된) 화합물만이 완전히 용해됩니다. 실제적인 필요에 따라 몇 가지 규칙을 기억하거나 이를 찾아 가끔 사용하고 특정 이온 물질이 물에 용해되는지 여부를 알아내는 것으로 충분합니다. 실제로 변화가 눈에 띄지 않더라도 어떤 경우에는 어느 정도의 원자가 용해되므로 정확한 실험을 수행하려면 때때로 이 숫자를 계산해야 합니다.
단계
간단한 규칙 사용
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이온 화합물에 대해 자세히 알아보세요.정상 상태에서 각 원자는 일정한 수의 전자를 가지고 있지만 때로는 추가로 전자를 포획하거나 잃을 수도 있습니다. 결과적으로, 그리고 그는, 전하가 있습니다. 음전하를 띤 이온(추가 전자)이 양전하를 띤 이온(전자 없음)을 만나면 두 자석의 반대 극처럼 서로 결합됩니다. 결과적으로 이온 화합물이 형성됩니다.
- 음전하를 띤 이온을 이온이라고 합니다. 음이온, 및 양전하를 띤 이온 - 양이온.
- 정상 상태에서 원자의 전자 수는 양성자의 수와 동일하여 원자를 전기적으로 중성으로 만듭니다.
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용해도에 대해 자세히 알아보세요.물 분자(H 2 O)는 독특한 구조를 갖고 있어 자석과 유사합니다. 한쪽 끝은 양전하를 띠고 다른 쪽 끝은 음전하를 띠고 있습니다. 이온성 화합물이 물에 들어가면 이러한 물 "자석"이 분자 주위에 모여서 양이온과 음이온을 서로 끌어당기는 경향이 있습니다. 일부 이온 화합물의 분자는 그다지 강하지 않으며 이러한 물질은 녹는물 분자는 이온을 서로 끌어당겨 용해시키기 때문입니다. 다른 화합물에서는 이온이 더 단단히 결합되어 있습니다. 불용성, 물 분자는 이온을 분리할 수 없기 때문입니다.
- 일부 화합물의 분자에서 내부 결합의 강도는 물 분자의 작용과 비슷합니다. 이러한 연결을 호출합니다. 약간 용해됨, 분자의 상당 부분이 해리되기 때문에 다른 부분은 용해되지 않은 상태로 남아 있습니다.
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용해도의 규칙을 배우십시오.원자 사이의 상호 작용은 다소 복잡한 법칙으로 설명되므로 어떤 물질이 용해되고 어떤 물질이 용해되지 않는지 즉시 말할 수 없는 경우가 있습니다. 다양한 물질이 일반적으로 어떻게 행동하는지에 대한 아래 설명에서 화합물 이온 중 하나를 찾아보세요. 그런 다음 두 번째 이온을 살펴보고 비정상적인 이온 상호 작용으로 인한 예외인지 확인합니다.
- 염화스트론튬(SrCl 2)을 다루고 있다고 가정해 보겠습니다. 아래 단계에서 Sr 및 Cl 이온을 찾으십시오(굵게 표시됨). Cl "보통 가용성"; 그 후에는 아래의 예외 사항을 살펴보세요. 거기에는 Sr 이온이 언급되어 있지 않으므로 SrCl 화합물은 물에 용해되어야 합니다.
- 관련 규칙 아래에는 가장 일반적인 예외가 나와 있습니다. 다른 예외도 있지만 화학 수업이나 실험실에서는 이러한 예외를 접할 가능성이 거의 없습니다.
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화합물은 알칼리 금속 이온, 즉 Li +, Na +, K +, Rb + 및 Cs +를 포함하면 용해됩니다.주기율표의 IA족 원소는 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘입니다. 이러한 원소의 거의 모든 단순 화합물은 가용성입니다.
- 예외: Li 3 PO 4 화합물은 불용성입니다.
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이온 화합물 NO 3 -, C 2 H 3 O 2 -, NO 2 -, ClO 3 - 및 ClO 4 -는 가용성입니다.각각 질산염, 아세트산, 아질산염, 염소산염, 과염소산염 이온이라고 합니다. 아세테이트 이온은 종종 OAc로 약칭됩니다.
- 예외: Ag(OAc)(아세트산은) 및 Hg(OAc) 2 (아세트산수은)은 불용성입니다.
- AgNO 2 - 및 KClO 4 -는 "약간 용해"됩니다.
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Cl -, Br - 및 I - 이온의 화합물은 일반적으로 용해됩니다.염소, 브롬 및 요오드 이온은 각각 염화물, 붕소화물 및 요오드화물을 형성하며 이를 할로겐염이라고 합니다. 이 염은 거의 항상 용해됩니다.
- 예외:쌍의 두 번째 이온이 은 이온 Ag + , 수은 Hg 2 2+ 또는 납 Pb 2+ 이면 염은 불용성입니다. 구리 이온 Cu + 및 탈륨 Tl +를 포함하는 덜 일반적인 할로겐의 경우에도 마찬가지입니다.
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SO 4 2- 이온 화합물(황산염)은 일반적으로 용해됩니다.일반적으로 황산염은 물에 용해되지만 몇 가지 예외가 있습니다.
- 예외:다음 이온의 황산염은 불용성입니다: 스트론튬 Sr 2+, 바륨 Ba 2+, 납 Pb 2+, 은 Ag +, 칼슘 Ca 2+, 라듐 Ra 2+ 및 2가 은 Hg 2 2+. 황산은과 황산칼슘은 물에 약간 용해되며 때로는 약간 용해되는 물질로 간주됩니다.
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OH - 및 S 2 - 화합물은 물에 불용성입니다.이들은 각각 수산화물 이온과 황화물 이온이다.
- 예외:알칼리 금속(IA족)과 그 화합물이 거의 모두 용해된다는 사실을 기억하시나요? 따라서 Li +, Na +, K +, Rb + 및 Cs + 이온은 가용성 수산화물과 황화물을 형성합니다. 또한 칼슘염 Ca 2+, 스트론튬 Sr 2+ 및 바륨염 Ba 2+(IIA족)도 가용성입니다. 이들 원소의 수산화물 분자의 상당 부분은 여전히 용해되지 않으므로 때때로 "약간 용해되는" 것으로 간주됩니다.
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CO 3 2- 및 PO 4 3- 이온의 화합물은 불용성입니다.이들 이온은 일반적으로 물에 용해되지 않는 탄산염과 인산염을 형성합니다.
- 예외:이들 이온은 알칼리 금속 이온(Li +, Na +, K +, Rb + 및 Cs +) 및 암모늄 NH 4 +와 함께 가용성 화합물을 형성합니다.
용해도 곱 K sp 사용
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용해도 곱 K sp를 구합니다(이것은 상수입니다).각 화합물에는 고유한 K sp 상수가 있습니다. 다양한 물질의 값은 참고 서적과 웹 사이트(영문)에 나와 있습니다. 용해도 곱의 값은 실험적으로 결정되며 소스에 따라 서로 크게 다를 수 있으므로 표가 있는 경우 화학 교과서의 K sp 표를 사용하는 것이 좋습니다. 달리 명시하지 않는 한, 대부분의 표는 25°C에서의 용해도 곱을 나타냅니다.
- 예를 들어, 요오드화 납 PbI 2를 용해하는 경우 이에 대한 용해도 제품을 찾으십시오. bilbo.chm.uri.edu 웹사이트는 7.1×10 –9의 값을 제공합니다.
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화학반응식을 적어보세요.먼저, 물질 분자가 용해될 때 어떤 이온으로 분해되는지 결정합니다. 그런 다음 한쪽에는 K sp가 있고 다른 쪽에는 해당 이온이 있는 방정식을 작성하십시오.
- 우리의 예에서 PbI 2 분자는 Pb 2+ 이온과 두 개의 I - 이온으로 분리됩니다. 이 경우 전체 용액은 중성이기 때문에 하나의 이온만 전하를 설정하는 것으로 충분합니다.
- 방정식을 적어보세요: 7.1×10 –9 = 2.
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방정식을 다시 배열하여 해결하세요.간단한 대수 형식으로 방정식을 다시 작성합니다. 분자와 이온의 수에 대해 알고 있는 것을 활용하십시오. 가용성 화합물의 원자 수를 미지의 양 x로 대체하고 x로 이온 수를 표현합니다.
- 이 예에서는 다음 방정식을 다시 작성해야 합니다: 7.1 × 10 –9 = 2.
- 화합물에는 납(Pb) 원자가 하나만 포함되어 있으므로 용해된 분자의 수는 유리 납 이온의 수와 같습니다. 따라서 우리는 와 x를 동일시할 수 있습니다.
- 모든 납 이온에는 두 개의 요오드(I) 이온이 있으므로 요오드 원자의 수는 2x와 같아야 합니다.
- 결과 방정식은 7.1×10 –9 = (x)(2x) 2 입니다.
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필요한 경우 공유 이온을 고려하십시오.물질이 순수한 물에 용해되는 경우 이 단계를 건너뛰세요. 그러나 이미 하나 이상의 관심 이온("총 이온")을 포함하는 용액을 사용하는 경우 용해도가 크게 감소할 수 있습니다. 공통 이온의 효과는 난용성 물질의 경우 특히 두드러지며, 이러한 경우 용해된 이온의 대부분이 이전에 이미 용액에 존재했다고 가정할 수 있습니다. 이미 용해된 이온의 알려진 몰 농도(리터당 몰 또는 M)를 포함하도록 방정식을 다시 작성하십시오. 이들 이온에 대해 알려지지 않은 x 값을 조정합니다.
- 예를 들어, 요오드화 납이 이미 용액에 0.2M 농도로 존재한다면 방정식은 다음과 같이 다시 작성되어야 합니다: 7.1×10 –9 = (0.2M+x)(2x) 2 . 0.2M은 x보다 훨씬 크기 때문에 방정식을 7.1×10 –9 = (0.2M)(2x) 2 로 쓸 수 있습니다.
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방정식을 풀어보세요. x 값을 찾아 주어진 화합물이 얼마나 용해되는지 알아보세요. 용해도 곱의 정의로 인해 답은 물 1리터당 용질의 몰수로 표시됩니다. 최종 결과를 계산하려면 계산기가 필요할 수 있습니다.
- 순수한 물에 용해되는 경우, 즉 공통 이온이 없는 경우 다음을 발견합니다.
- 7.1×10 –9 = (x)(2x) 2
- 7.1×10 –9 = (x)(4x 2)
- 7.1×10 –9 = 4×3
- (7.1×10 –9)/4 = x 3
- x = ∛((7.1×10 –9)/4)
- x = 물 1리터당 1.2 x 10 -3 몰. 이는 매우 적은 양이므로 이 물질은 사실상 불용성입니다.
목적: 물에 녹는 고체와 물에 녹지 않는 고체를 실험적으로 알아내는 것입니다.
교육적인:
- 학생들에게 수용성 물질과 불용성 물질의 개념을 익히게 합니다.
- 고체의 용해도(불용해성)에 대한 가정의 정확성을 실험적으로 증명하는 방법을 배웁니다.
교정:
- 수행중인 작업을 설명함으로써 연설을 개발하십시오.
실험실 장비를 독립적으로 사용하고 실험을 수행하는 방법을 배웁니다.
교육적인:
- 그룹으로 의사소통하고 작업하는 능력을 개발합니다.
인내심을 기르십시오.
수업 유형: 실험실 작업.
교육 보조 자료: 교과서 "자연 과학" N.V. 코롤레바, E.V. 마카레비치
실험실 작업용 장비: 비커, 필터, 지침. 고체: 소금, 설탕, 소다, 모래, 커피, 전분, 흙, 분필, 점토.
수업 중
I. 조직적 순간
여: 안녕하세요, 여러분. 눈으로 서로 인사하세요. 만나서 반가워요. 자리에 앉으세요.
. 다룬 내용의 반복U: 우리가 이미 물에 대해 알고 있는 것을 반복해 보겠습니다.
– 물을 가열하면 어떻게 되나요?
– 물이 식으면 어떻게 되나요?
– 물이 얼면 어떻게 되나요?
– 자연에서 물은 어떤 세 가지 상태로 발생하나요?
여: 정말 훌륭한 동료들이군요! 넌 다 아는군!
III. 새로운 자료를 학습
(미리 나는 학생들이 작업할 그룹에 대해 동의합니다. 아이들은 실험실 리더를 선택하고(다른 실험실 수업에서는 다른 어린이를 선택할 수 있음) 표에 경험 지표를 기록하고 다음을 제공합니다. 표의 마지막 부분을 작성할 때 구두 의견 - 결과.)
T: 여러분, 오늘 실험실 작업에서 우리는 물이 어떤 물질을 녹일 수 있고 어떤 물질은 녹일 수 없는지 알아볼 것입니다. 노트를 열고 "물에 용해되거나 불용성인 물질" 수업의 날짜와 주제를 적어보세요. ( 보드에 붙이겠습니다.) 오늘 수업의 목표는 무엇입니까?
R: 물에 녹는 물질과 녹지 않는 물질을 알아보세요. ( 보드에 붙이겠습니다.)
U: 자연의 모든 물질은 가용성과 불용성의 두 그룹으로 나눌 수 있습니다. 어떤 물질에 이름을 붙일 수 있습니까? 녹는? (교과서 p.80:2를 확인해 보세요) 수용성 물질은 물에 넣으면 눈에 보이지 않게 되고 여과 중에 필터에 침전되지 않는 물질입니다.. (보드에 붙이겠습니다.)
U: 어떤 물질에 이름을 붙일 수 있나요? 불용성? (교과서 p.47-2 확인) 수불용성 물질은 물에 녹지 않고 필터에 침전되는 물질입니다. (보드에 고정됨).
T: 여러분, 실험실 작업을 완료하려면 무엇이 필요할 것 같나요?
R: 물, 일부 물질, 비커, 필터( 디캔터에 물을 보여주는 것; sl로 채워진 비커. 물질: 소금, 설탕, 소다, 모래, 커피, 전분, 분필, 점토; 빈 비커, 필터).
T: 필터란 무엇인가요?
R: 액체에 침전된 불용성 물질을 정제하는 장치입니다.
U: 필터를 만드는데 어떤 재료를 사용할 수 있나요? 잘하셨어요! 그리고 우리는 탈지면을 사용할 것입니다 ( 깔때기에 탈지면 조각을 넣었습니다).
U: 하지만 실험실 작업을 시작하기 전에 표를 작성해 보겠습니다. (표는 칠판에 그려져 있습니다. 저는 두 가지 색상의 크레용을 사용합니다. 학생들이 물질이 물에 완전히 용해되었다고 가정하면 "+"를 표시합니다. 두 번째 열에 학생들이 물질이 필터에 남아 있다고 가정하면 세 번째 열에 "+"가 표시되고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 네 번째 열에는 예상 결과인 P(가용성) 또는 H( 불용성))
| 우리의 가정 | 결과 | ||
| 용해도 | 여과법 | ||
| 1. 물 + 모래 | – | + | N |
| 2. 물 + 점토 | |||
| 3. 물 + 커피 | |||
| 4. 물 + 전분 | |||
| 5. 물 + 탄산음료 | |||
| 6. 물 + 흙 | |||
| 7. 물 + 설탕 | |||
| 8. 물 + 분필 | |||
U: 그리고 실험실 작업을 마친 후에 우리는 가정을 얻은 결과와 비교할 것입니다.
T: 각 연구실에서는 두 가지 고체 물질을 검사하고, 모든 결과는 '수용성 및 불용성 물질' 보고서에 기록됩니다. 부록 1
T: 여러분, 이것은 첫 번째 독립적인 실험실 작업이므로 시작하기 전에 절차나 지침을 들어보세요. ( 각 연구실에 나눠주고, 읽은 뒤 토론을 해요..)
실험실 작업
(필요하시면 도와드리겠습니다. 커피액은 필터 색이 변하기 때문에 걸러내기 어려울 수 있습니다. 보고서 작성을 더 쉽게 하기 위해 제가 칠판에 붙인 문구를 활용하는 것을 추천드립니다. 부록 3.)
여: 이제 가정을 확인해 보겠습니다. 실험실 관리자 여러분, 보고서에 서명이 되어 있는지 확인하고 실험 결과에 대해 의견을 제시해 주십시오. (실험실장이 보고하고, 나는 다른 색의 분필로 얻은 결과를 기록한다)
T: 여러분, 연구에서 용해성으로 밝혀진 물질은 무엇인가요? 그렇지 않은 것은 무엇입니까? 경기는 몇 번이나 있었나요? 잘하셨어요. 거의 모든 가정이 확인되었습니다.
6. 통합에 대한 질문
U: 여러분, 소금, 설탕, 소다, 모래, 커피, 전분, 점토 용액을 어디에 사용합니까?
Ⅶ. 수업 요약
U: 오늘 우리의 목표는 무엇이었나요? 완료하셨나요? 우리는 훌륭합니까? 나는 당신에게 매우 기쁘게 생각합니다! 그리고 나는 모든 사람에게 "훌륭함"을 부여합니다.
Ⅷ. 숙제
T: 43페이지의 과외 독서를 읽고 질문에 답하세요.
우리 레슨이 마음에 들지 않았던 놈들은 일어나주세요. 당신의 정직함에 감사드립니다. 그리고 이제 우리 일을 좋아하는 사람들. 감사합니다. 모두들 안녕히 계세요.
