Substancje nierozpuszczalne w wodzie. Lekcja „Zdolność wody do rozpuszczania ciał stałych (soli, cukru itp.)

Amanbajewa Zhanar Zhumabekovna
Region Aktobe Shalkar
Gimnazjum nr 5
Temat: Szkoła podstawowa

Temat: Woda jest rozpuszczalnikiem. Substancje rozpuszczalne i nierozpuszczalne w wodzie.
Cele lekcji: przedstawienie pojęcia wody jako rozpuszczalnika, substancji rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych; wprowadzić pojęcie „filtra”, najprostsze metody oznaczania substancji rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych; przygotować raport na temat „Woda jest rozpuszczalnikiem”.
Sprzęt i pomoce wizualne: podręczniki, lektury, zeszyty do samodzielnej pracy; zestawy: szklanki puste i z przegotowaną wodą; pudełka z solą kuchenną, cukrem, piaskiem rzecznym, gliną; łyżeczki, lejki, filtry do serwetek papierowych; gwasz (farby akwarelowe), pędzle i arkusze refleksyjne; prezentacja wykonana w programie Power Point, rzutnik multimedialny, ekran.

PODCZAS ZAJĘĆ
I. Moment organizacyjny
U. Dzień dobry wszystkim! (slajd 1)
Zapraszam na trzecie spotkanie szkolnego koła naukowego „My i świat wokół nas”.
II. Komunikowanie tematu i celu lekcji
Nauczyciel. Dziś na spotkanie klubu przybyli goście, nauczyciele z innych szkół. Proponuję prezesowi klubu Anastazji Poroszinie otwarcie spotkania.
Przewodniczący. Dziś zebraliśmy się na spotkaniu klubowym pod hasłem „Woda jest rozpuszczalnikiem”. Zadaniem wszystkich obecnych jest przygotowanie referatu na temat „Woda jest rozpuszczalnikiem”. Podczas tej lekcji po raz kolejny staniecie się badaczami właściwości wody. Będziesz badał te właściwości w swoich laboratoriach, przy pomocy „konsultantów” - Michaiła Makarenkowa, Olesi Starkowej i Julii Steniny. Każde laboratorium będzie musiało wykonać następujące zadanie: przeprowadzić doświadczenia i obserwacje, a na koniec spotkania omówić plan komunikatu „Woda jest rozpuszczalnikiem”.

III. Nauka nowego materiału
U. Za pozwoleniem przewodniczącego chciałbym wygłosić pierwsze oświadczenie. (Slajd 2) To samo spotkanie na temat „Woda jest rozpuszczalnikiem” zorganizowali niedawno uczniowie ze wsi Mirny. Spotkanie otworzył Kostya Pogodin, który przypomniał wszystkim obecnym o innej niesamowitej właściwości wody: wiele substancji znajdujących się w wodzie może rozpaść się na niewidoczne drobne cząsteczki, czyli rozpuścić się. Dlatego woda jest dobrym rozpuszczalnikiem wielu substancji. Następnie Masza zaproponowała przeprowadzenie eksperymentów i określenie metod, dzięki którym możliwe byłoby uzyskanie odpowiedzi na pytanie, czy substancja rozpuszcza się w wodzie, czy nie.

U. Na spotkaniu klubowym proponuję określić rozpuszczalność w wodzie takich substancji jak sól kuchenna, cukier, piasek rzeczny i glina.
Załóżmy, która substancja Twoim zdaniem rozpuści się w wodzie, a która nie. Wyraź swoje założenia, domysły i kontynuuj wypowiedź: (slajd 3)

U. Zastanówmy się wspólnie, jakie hipotezy potwierdzimy. (slajd 3)
Załóżmy... (sól rozpuszcza się w wodzie)
Powiedzmy... (cukier rozpuści się w wodzie)
Być może... (piasek nie rozpuści się w wodzie)
A co jeśli... (glina nie rozpuści się w wodzie)

U. Chodź, przeprowadźmy eksperymenty, które pomogą nam to rozgryźć. Przed pracą przewodniczący przypomni zasady przeprowadzania eksperymentów i rozda karty, na których wydrukowane są te zasady. (slajd 4)
P. Spójrz na ekran, na którym zapisane są zasady.
„Zasady przeprowadzania eksperymentów”
Ze wszystkimi urządzeniami należy obchodzić się ostrożnie. Nie tylko mogą zostać złamane, ale mogą również spowodować obrażenia.
Podczas pracy możesz nie tylko siedzieć, ale także stać.
Eksperyment przeprowadza jeden z uczniów (mówca), pozostali w milczeniu obserwują lub na prośbę mówiącego pomagają mu.
Wymiana opinii na temat wyników eksperymentu rozpoczyna się dopiero wtedy, gdy prelegent pozwoli na jego rozpoczęcie.
Trzeba ze sobą rozmawiać cicho, nie przeszkadzając innym.
Podchodzenie do stołu i zmiana sprzętu laboratoryjnego jest możliwa wyłącznie za zgodą przewodniczącego.

IV. Praktyczna praca
U. Sugeruję, aby przewodniczący wybrał „konsultanta”, który przeczyta na głos z podręcznika procedurę przeprowadzenia pierwszego eksperymentu. (slajd 5)
1) P. Przeprowadź eksperyment z solą kuchenną. Sprawdź, czy sól kuchenna rozpuszcza się w wodzie.
„Konsultant” z każdego laboratorium bierze jeden z przygotowanych zestawów i przeprowadza eksperyment z solą kuchenną. Przegotowaną wodę wlewa się do przezroczystej szklanki. Do wody wsyp niewielką ilość soli kuchennej. Grupa obserwuje, co dzieje się z kryształkami soli i smakuje wodę.
Przewodniczący (jak w grze KVN) czyta to samo pytanie każdej grupie, a przedstawiciele laboratoriów odpowiadają na nie.

P. (Slajd 6) Czy zmieniła się przezroczystość wody? (Przejrzystość nie uległa zmianie)
Czy zmienił się kolor wody? (Kolor się nie zmienił)
Czy zmienił się smak wody? (Woda stała się słona)
Czy można powiedzieć, że sól zniknęła? (Tak, rozpuściła się, zniknęła, nie jest widoczna)

U. Wyciągnij wniosek. (Sól się rozpuściła) (Slajd 6)
P. Proszę wszystkich o przystąpienie do drugiego eksperymentu, do którego konieczne jest użycie filtrów.
U. Co to jest filtr? (Urządzenie, urządzenie lub konstrukcja do oczyszczania cieczy, gazów z cząstek stałych i zanieczyszczeń.) (Slajd 7)
U. Przeczytaj głośno procedurę przeprowadzenia doświadczenia z filtrem. (slajd 8)
Uczniowie przepuszczają wodę i sól przez filtr, obserwują i smakują wodę.

P. (Slajd 9) Czy na filtrze pozostała sól? (Na filtrze nie pozostaje żadna sól kuchenna)

Czy udało Ci się oczyścić wodę z soli? (Sól kuchenna przepuszczona przez filtr z wodą)
U. Wyciągnij wnioski ze swoich obserwacji. (Sól rozpuszczona w wodzie) (Slajd 9)
U. Czy Twoja hipoteza została potwierdzona?
U. Wszystko się zgadza! Dobrze zrobiony!
U. Przygotuj wyniki doświadczenia w formie pisemnej w zeszycie do samodzielnej pracy (s. 30). (slajd 10)

2) P. (slajd 11) Powtórzmy ten sam eksperyment, tylko zamiast soli dodajemy łyżeczkę cukru kryształu.
„Konsultant” z każdego laboratorium bierze drugi zestaw i przeprowadza doświadczenie z cukrem. Przegotowaną wodę wlewa się do przezroczystej szklanki. Do wody dodaj niewielką ilość cukru. Grupa obserwuje, co się dzieje i smakuje wodę.
P. (Slajd 12) Czy zmieniła się przezroczystość wody? (Przejrzystość wody nie uległa zmianie)
Czy zmienił się kolor wody? (Kolor wody się nie zmienił)
Czy zmienił się smak wody? (Woda stała się słodka)
Czy można powiedzieć, że cukier zniknął? (Cukier stał się niewidoczny w wodzie, woda go rozpuściła)
U. Wyciągnij wniosek. (Cukier się rozpuścił) (Slajd 12)
U. Przepuścić wodę z cukrem przez filtr papierowy. (slajd 13)
Uczniowie przepuszczają wodę z cukrem przez filtr, obserwują i smakują wodę.
P. (Slajd 14) Czy na filtrze pozostał cukier? (Cukier nie jest widoczny na filtrze)
Czy zmienił się smak wody? (Smak wody się nie zmienił)
Czy udało Ci się usunąć cukier z wody? (Nie udało się oczyścić wody z cukru, przeszła ona przez filtr razem z wodą)
U. Wyciągnij wniosek. (Cukier rozpuszczony w wodzie) (Slajd 14)
U. Czy hipoteza została potwierdzona?
W. Zgadza się. Dobrze zrobiony!
U. Przygotuj wyniki doświadczenia w formie pisemnej w zeszycie do samodzielnej pracy. (slajd 15)

3) P. (slajd 16) Sprawdźmy stwierdzenia i przeprowadźmy eksperyment z piaskiem rzecznym.
U. Przeczytaj procedurę przeprowadzenia doświadczenia w podręczniku.
Przeprowadź eksperyment z piaskiem rzecznym. Łyżeczkę piasku rzecznego wymieszaj w szklance wody. Niech mieszanina się uspokoi. Obserwuj, co dzieje się z ziarenkami piasku i wody.
P. (Slajd 17) Czy zmieniła się przezroczystość wody? (Woda stała się mętna i brudna)
Czy zmienił się kolor wody? (Zmienił się kolor wody)
Czy ziarenka piasku zniknęły? (Cięższe ziarna piasku opadają na dno, a mniejsze unoszą się w wodzie powodując jej zmętnienie)
U. Wyciągnij wniosek. (Piasek się nie rozpuścił) (Slajd 17)
U. (Slajd 18) Przepuść zawartość szklanki przez filtr papierowy.
Uczniowie przepuszczają wodę z cukrem przez filtr i obserwują.
P. (slajd 19) Co przechodzi przez filtr i co na nim zostaje? (Woda przepływa przez filtr, ale piasek rzeczny pozostaje na filtrze, a jego ziarna są wyraźnie widoczne)
Czy woda została oczyszczona z piasku? (Filtr pomaga oczyścić wodę z cząstek, które się w niej nie rozpuszczają)
U. Wyciągnij wniosek. (Piasek rzeczny nie rozpuszczał się w wodzie) (Slajd 19)
U. Czy Twoje założenie dotyczące rozpuszczalności piasku w wodzie było prawidłowe?
U. Świetnie! Dobrze zrobiony!
U. Przygotuj wyniki doświadczenia w formie pisemnej w zeszycie do samodzielnej pracy. (slajd 20)

4) P. (slajd 21) Wykonaj ten sam eksperyment z kawałkiem gliny.
Przeprowadź eksperyment z gliną. Zamieszaj kawałek gliny w szklance wody. Niech mieszanina się uspokoi. Obserwuj, co dzieje się z gliną i wodą.
P. (slajd 22) Czy zmieniła się przezroczystość wody? (Woda stała się mętna)
Czy zmienił się kolor wody? (Tak)
Czy cząsteczki gliny zniknęły? (Cięższe cząstki opadają na dno, a mniejsze unoszą się w wodzie powodując jej zmętnienie)
U. Wyciągnij wniosek. (Glina nie rozpuszczała się w wodzie) (Slajd 22)
U. (Slajd 23) Przepuść zawartość szklanki przez papierowy filtr.
P. (slajd 24) Co przechodzi przez filtr i co na nim zostaje? (Woda przepływa przez filtr, a nierozpuszczone cząstki pozostają na filtrze.)
Czy woda została oczyszczona z gliny? (Filtr pomógł oczyścić wodę z cząstek, które nie rozpuściły się w wodzie)
U. Wyciągnij wniosek. (Glina nie rozpuszcza się w wodzie) (Slajd 24)
U. Czy hipoteza została potwierdzona?
U. Dobra robota! Wszystko się zgadza!
U. Proszę jednego z członków grupy o przeczytanie wszystkim obecnym wniosków zapisanych w zeszycie.
U. Czy ktoś ma jakieś uzupełnienia lub wyjaśnienia?
U. Wyciągnijmy wnioski z eksperymentów. (slajd 25)

Czy wszystkie substancje są rozpuszczalne w wodzie? (Sól i cukier granulowany rozpuściły się w wodzie, ale piasek i glina nie rozpuściły się.)
Czy zawsze można zastosować filtr, aby określić, czy substancja rozpuszcza się w wodzie, czy nie? (Substancje rozpuszczone w wodzie przechodzą przez filtr wraz z wodą, a cząstki nierozpuszczone pozostają na filtrze)
U. O rozpuszczalności substancji w wodzie przeczytaj w podręczniku (s. 87).
U. Wyciągnij wniosek na temat właściwości wody jako rozpuszczalnika. (Woda jest rozpuszczalnikiem, ale nie wszystkie substancje się w niej rozpuszczają) (Slajd 25)
U. Klubowiczom radzę przeczytać opowiadanie z antologii „Woda jest rozpuszczalnikiem” (s. 46). (slajd 26)
Dlaczego naukowcom nie udało się jeszcze uzyskać absolutnie czystej wody? (Ponieważ w wodzie rozpuszczone są setki, a może tysiące różnych substancji)

U. W jaki sposób ludzie wykorzystują właściwości wody do rozpuszczania pewnych substancji?
(Slajd 27) Bezsmakowa woda staje się słodka lub słona dzięki cukrowi lub soli, gdy woda rozpuszcza się i nabiera ich smaku. Osoba wykorzystuje tę właściwość podczas przygotowywania potraw: parzenia herbaty, robienia kompotu, zup, solenia i konserwowania warzyw, robienia dżemów.
(Slajd 28) Kiedy myjemy ręce, myjemy się lub kąpiemy, kiedy pierzemy ubrania, używamy ciekłej wody i jej właściwości jako rozpuszczalnika.
(Slajd 29) Gazy, w szczególności tlen, również rozpuszczają się w wodzie. Dzięki temu ryby i inne żyją w rzekach, jeziorach i morzach. Woda w kontakcie z powietrzem rozpuszcza tlen, dwutlenek węgla i inne znajdujące się w niej gazy. Dla organizmów żywych żyjących w wodzie, takich jak ryby, bardzo ważny jest tlen rozpuszczony w wodzie. Potrzebują tego, żeby oddychać. Gdyby tlen nie rozpuścił się w wodzie, zbiorniki wodne byłyby martwe. Wiedząc o tym, ludzie nie zapominają o nasycaniu wody w akwarium, w którym żyją ryby, tlenem lub wycinaniu zimą dziur w zbiornikach lodowych, aby poprawić życie pod lodem.
(Slajd 30) Kiedy malujemy akwarelami lub gwaszem.

U. Zwróć uwagę na zadanie zapisane na tablicy. (Slajd 31) Proponuję sporządzić zbiorczy plan prezentacji na temat „Woda jest rozpuszczalnikiem”. Porozmawiajcie o tym w swoich laboratoriach.
Wysłuchanie planów na temat „Woda jest rozpuszczalnikiem” opracowanych przez uczniów.

U. Ustalmy wspólnie plan przemówienia. (slajd 31)
Przykładowy plan wystąpienia na temat „Woda jest rozpuszczalnikiem”
Wstęp.
Rozpuszczanie substancji w wodzie.
Wnioski.
Ludzie wykorzystują właściwości wody do rozpuszczania niektórych substancji.
Wycieczka do Sali Wystawowej. (slajd 32)

U. Przygotowując swój raport, możesz skorzystać z dodatkowej literatury wybranej przez chłopaków, asystentów prelegenta na temat naszego spotkania. (Zwróć uwagę uczniów na wystawę książek i strony internetowe)

V. Podsumowanie lekcji
Jakie właściwości wody badano na spotkaniu klubowym? (Właściwość wody jako rozpuszczalnika)
Do jakiego wniosku doszliśmy po zbadaniu tej właściwości wody? (Woda jest dobrym rozpuszczalnikiem niektórych substancji.)
Czy uważasz, że trudno jest być badaczem?
Co było dla Ciebie najtrudniejsze i najbardziej interesujące?
Czy wiedza zdobyta podczas badania tej właściwości wody przyda się Wam w późniejszym życiu? (Slajd 33) (Bardzo ważne jest, aby pamiętać, że woda jest rozpuszczalnikiem. Woda rozpuszcza sole, z których niektóre są zarówno korzystne dla człowieka, jak i szkodliwe. Dlatego nie należy pić wody ze źródła, jeśli nie wiadomo, czy jest ona czysta. Nie Nic dziwnego, że ludzie mają przysłowie: „Nie każda woda nadaje się do picia.”)

VI. Odbicie
Jak wykorzystujemy zdolność wody do rozpuszczania określonych substancji na lekcjach plastyki? (Kiedy malujemy akwarelami lub gwaszem)
Proponuję Ci, korzystając z tej właściwości wody, pomalować wodę w szklance na kolor, który najlepiej odpowiada Twojemu nastrojowi. (slajd 34)
„Kolor żółty” – radosny, jasny, dobry nastrój.
„Kolor zielony” – spokojny, zrównoważony.
„Kolor niebieski” to smutny, melancholijny, melancholijny nastrój.
Zaprezentuj swoje prześcieradła z kolorową wodą w szklance.

VII. Ocena
Dziękuję przewodniczącemu, „konsultantom” i wszystkim uczestnikom spotkania za aktywną pracę.
VIII. Praca domowa

Wszyscy wiemy od dzieciństwa, że ​​woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem. Ale jaki „magiczny efekt” pojawia się w momencie dodania wody do konkretnej substancji? I dlaczego, jeśli uzna się ten rozpuszczalnik za uniwersalny, nadal istnieją substancje - „białe wrony”, z którymi woda nigdy nie będzie w stanie sobie poradzić?

Sekret jest prosty, ale genialny. Sama cząsteczka wody jest elektrycznie obojętna. Jednakże ładunek elektryczny wewnątrz cząsteczki rozkłada się bardzo nierównomiernie. Obszar atomów wodoru ma „charakter” dodatni, a „zamieszkanie” tlenu słynie z wyrazistego ładunku ujemnego.

Jeżeli energia przyciągania cząsteczek wody do cząsteczek substancji przeważa nad energią przyciągania pomiędzy cząsteczkami wody, wówczas substancja ulega rozpuszczeniu. Jeśli ten warunek nie zostanie spełniony, „cud” również się nie wydarzy.

Główną „sygnalizacją świetlną” z zapaloną czerwoną lampką oznaczającą wodę są tłuszcze. Dlatego jeśli nagle „nagrodzimy” nasze ubrania wyrazistą tłustą plamą, stwierdzenie „Wystarczy dodać wody” nie będzie w tej sytuacji zbawienne.

Choć podświadomie przyzwyczajeni jesteśmy do postrzegania wody jako uniwersalnego rozpuszczalnika, który poradzi sobie z niemal każdym problemem, wciąż często próbujemy rozwiązać problem za pomocą wody. A kiedy nam się nie udaje, najczęściej się złościmy, choć tak naprawdę powinniśmy… być szczęśliwi. Tak, po prostu się ciesz!

Rzeczywiście, dzięki temu, że woda pozbawiona jest zdolności rozpuszczania tłuszczów, możemy... żyć. Bo właśnie dzięki temu, że na „czarnej liście” wody znajdują się tłuszcze, których sami nie rozpuszczamy.

Ale sole, zasady i kwasy do wody to prawdziwy „przysmak”. Nawiasem mówiąc, takie właściwości chemiczne znów są bardzo przydatne dla ludzi. Przecież gdyby tak nie było, to produkty rozkładu tworzyłyby w organizmie prawdziwe wysypisko śmieci, a krew automatycznie gęstniałaby. Dlatego jeśli dana osoba zostanie pozbawiona wody, umiera już piątego dnia. Ponadto, oczywiście, jeśli nie otrzymujesz regularnie wymaganej ilości („średnia” norma to 2-3 litry dziennie), nierozpuszczone sole znacznie zwiększają ryzyko wystąpienia kamieni w nerkach i pęcherzu.

Jednak oczywiście właśnie dlatego, że woda rozpuszcza np. te same sole, nie ma potrzeby zamieniać się w nieopanowanego „pijącego wodę”, bijąc brawurowe „rekordy”, tylko dlatego, że jakiś spór go do tego obliguje. W końcu może to znacznie zakłócić równowagę mineralną organizmu.

Swoją drogą przechodząc przez siebie (zarówno w sensie dosłownym, jak i w przenośni) i rozumiejąc fizyczną i chemiczną istotę tego zjawiska, łatwo jest zrozumieć rolę wody jako rozpuszczalnika w wielu innych obszarach, zarówno domowych, jak i przemysłowych .

Rozwiązanie to stabilny termodynamicznie jednorodny (jednofazowy) układ o zmiennym składzie, składający się z dwóch lub więcej składników (chemikaliów). Składniki tworzące roztwór to rozpuszczalnik i substancja rozpuszczona. Zazwyczaj za rozpuszczalnik uważa się składnik, który w czystej postaci występuje w tym samym stanie skupienia, co powstały roztwór (przykładowo w przypadku wodnego roztworu soli rozpuszczalnikiem jest oczywiście woda ). Jeżeli oba składniki były w tym samym stanie skupienia przed rozpuszczeniem (na przykład alkohol i woda), wówczas za rozpuszczalnik uważa się składnik występujący w większych ilościach.

Roztwory są ciekłe, stałe i gazowe.

Roztwory płynne to roztwory soli, cukru, alkoholu w wodzie. Roztwory ciekłe mogą być wodne lub niewodne. Roztwory wodne to roztwory, w których rozpuszczalnikiem jest woda. Roztwory niewodne to roztwory, w których rozpuszczalnikami są ciecze organiczne (benzen, alkohol, eter itp.). Roztwory stałe to stopy metali. Roztwory gazowe – powietrze i inne mieszaniny gazów.

Proces rozpuszczania. Rozpuszczanie jest złożonym procesem fizycznym i chemicznym. Podczas procesu fizycznego struktura substancji rozpuszczonej ulega zniszczeniu, a jej cząsteczki rozdzielają się pomiędzy cząsteczkami rozpuszczalnika. Proces chemiczny polega na oddziaływaniu cząsteczek rozpuszczalnika z cząsteczkami substancji rozpuszczonej. W wyniku tej interakcji, solwatuje. Jeśli rozpuszczalnikiem jest woda, powstałe solwaty nazywa się nawilża. Proces tworzenia solwatów nazywa się solwatacją, proces tworzenia hydratów nazywa się hydratacją. Po odparowaniu roztworów wodnych powstają krystaliczne hydraty - są to substancje krystaliczne, które zawierają pewną liczbę cząsteczek wody (woda krystalizacyjna). Przykłady krystalicznych hydratów: CuSO 4 . 5H 2 O – pentahydrat siarczanu miedzi (II); FeSO4 . 7H 2 O – siedmiowodny siarczan żelaza (II).

Fizyczny proces rozpuszczania zachodzi z wchłanianie energia, chemia - z podkreślanie. Jeżeli w wyniku hydratacji (solwatacji) zostanie uwolnionych więcej energii niż zostanie pochłonięta podczas niszczenia struktury substancji, wówczas następuje rozpuszczanie egzotermiczny proces. Energia uwalniana jest po rozpuszczeniu NaOH, H 2 SO 4, Na 2 CO 3, ZnSO 4 i innych substancji. Jeśli do zniszczenia struktury substancji potrzeba więcej energii niż jest uwalniana podczas hydratacji, wówczas następuje rozpuszczenie endotermiczny proces. Absorpcja energii następuje, gdy NaNO 3, KCl, NH 4 NO 3, K 2 SO 4, NH 4 Cl i niektóre inne substancje rozpuszczają się w wodzie.

Nazywa się ilość energii uwolnionej lub pochłoniętej podczas rozpuszczania termiczny efekt rozpuszczania.

Rozpuszczalność substancja to jej zdolność do rozprzestrzeniania się w innej substancji w postaci atomów, jonów lub cząsteczek w celu utworzenia termodynamicznie stabilnego układu o zmiennym składzie. Ilościową cechą rozpuszczalności jest współczynnik rozpuszczalności, który pokazuje, jaką maksymalną masę substancji można rozpuścić w 1000 lub 100 g wody w danej temperaturze. Rozpuszczalność substancji zależy od charakteru rozpuszczalnika i substancji, temperatury i ciśnienia (w przypadku gazów). Rozpuszczalność substancji stałych na ogół wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. Rozpuszczalność gazów maleje wraz ze wzrostem temperatury, ale wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia.

Ze względu na rozpuszczalność w wodzie substancje dzieli się na trzy grupy:

1. Dobrze rozpuszczalny (r.). Rozpuszczalność substancji przekracza 10 g w 1000 g wody. Przykładowo 2000 g cukru rozpuszcza się w 1000 g wody, czyli w 1 litrze wody.

2. Słabo rozpuszczalny (m.). Rozpuszczalność substancji wynosi od 0,01 g do 10 g w 1000 g wody. Na przykład 2 g gipsu (CaSO 4 . 2H 2 O) rozpuszcza się w 1000 g wody.

3. Praktycznie nierozpuszczalny (n.). Rozpuszczalność substancji jest mniejsza niż 0,01 g w 1000 g wody. Na przykład 1,5 rozpuszcza się w 1000 g wody . 10 -3 g AgCl.

Kiedy substancje się rozpuszczają, mogą tworzyć się roztwory nasycone, nienasycone i przesycone.

Roztwór nasycony to roztwór zawierający maksymalną ilość substancji rozpuszczonej w danych warunkach. Kiedy do takiego roztworu dodaje się substancję, substancja ta przestaje się rozpuszczać.

Nienasycony roztwór- roztwór, który w danych warunkach zawiera mniej substancji rozpuszczonej niż roztwór nasycony. Kiedy do takiego roztworu dodaje się substancję, substancja ta nadal się rozpuszcza.

Czasami możliwe jest otrzymanie roztworu zawierającego w danej temperaturze więcej substancji rozpuszczonej niż roztwór nasycony. Takie rozwiązanie nazywa się przesyconym. Roztwór ten wytwarza się ostrożnie schładzając nasycony roztwór do temperatury pokojowej. Roztwory przesycone są bardzo niestabilne. Krystalizacja substancji w takim roztworze może być spowodowana pocieraniem szklanym prętem ścianek naczynia, w którym znajduje się roztwór. Metodę tę stosuje się przy przeprowadzaniu niektórych reakcji jakościowych.

Rozpuszczalność substancji można również wyrazić poprzez stężenie molowe jej nasyconego roztworu (sekcja 2.2).

Stała rozpuszczalności. Rozważmy procesy zachodzące podczas oddziaływania słabo rozpuszczalnego, ale mocnego elektrolitu siarczanu baru BaSO 4 z wodą. Pod wpływem dipoli wody jony Ba 2+ i SO 4 2 - z sieci krystalicznej BaSO 4 przejdą do fazy ciekłej. Równolegle z tym procesem, pod wpływem pola elektrostatycznego sieci krystalicznej, nastąpi ponowne osadzenie części jonów Ba 2+ i SO 4 2 - (rys. 3). W danej temperaturze w układzie heterogenicznym ostatecznie ustali się równowaga: szybkość procesu rozpuszczania (V 1) będzie równa szybkości procesu wytrącania (V 2), tj.

BaSO 4 ⇄ Ba 2+ + SO 4 2 -

solidne rozwiązanie

Ryż. 3. Nasycony roztwór siarczanu baru

Nazywa się roztwór będący w równowadze z fazą stałą BaSO 4 bogaty w stosunku do siarczanu baru.

Roztwór nasycony to równowagowy układ heterogeniczny, który charakteryzuje się stałą równowagi chemicznej:

, (1)

gdzie a (Ba 2+) jest aktywnością jonów baru; a(SO 4 2-) – aktywność jonów siarczanowych;

a (BaSO 4) – aktywność cząsteczek siarczanu baru.

Mianownik tej frakcji – aktywność krystalicznego BaSO 4 – jest stałą wartością równą jedności. Iloczyn dwóch stałych daje nową stałą zwaną termodynamiczna stała rozpuszczalności i oznacz K s °:

К s° = a(Ba 2+) . a(SO42-). (2)

Ilość tę nazywano wcześniej iloczynem rozpuszczalności i oznaczono jako PR.

Zatem w nasyconym roztworze trudno rozpuszczalnego mocnego elektrolitu iloczyn aktywności równowagowych jego jonów ma stałą wartość w danej temperaturze.

Jeśli założymy, że w nasyconym roztworze trudno rozpuszczalnego elektrolitu współczynnik aktywności F~1, to aktywność jonów w tym przypadku można zastąpić ich stężeniami, gdyż a( X) = F (X) . Z( X). Termodynamiczna stała rozpuszczalności K s ° zamieni się w stałą rozpuszczalności stężenia K s:

Ks = C(Ba 2+) . C(SO42-), (3)

gdzie C(Ba 2+) i C(SO 4 2 -) to równowagowe stężenia jonów Ba 2+ i SO 4 2 - (mol/l) w nasyconym roztworze siarczanu baru.

Aby uprościć obliczenia, zwykle stosuje się stałą rozpuszczalności stężenia K s, biorąc F(X) = 1 (dodatek 2).

Jeżeli słabo rozpuszczalny mocny elektrolit tworzy kilka jonów po dysocjacji, wówczas wyrażenie K s (lub K s °) obejmuje odpowiednie potęgi równe współczynnikom stechiometrycznym:

PbCl2 ⇄ Pb2+ + 2 Cl-; Ks = C (Pb 2+) . C2(Cl-);

Ag 3 PO 4 ⇄ 3 Ag + + PO 4 3 -; Ks = C3 (Ag +) . C (PO 4 3 -).

Ogólnie wyrażenie na stałą rozpuszczalności stężenia elektrolitu to A m B n ⇄ M N+ + N B m - ma postać

K s = С m (A n+) . C n (B m -),

gdzie C jest stężeniem jonów A n+ i B m w nasyconym roztworze elektrolitu w mol/l.

Wartość K s stosuje się zwykle tylko dla elektrolitów, których rozpuszczalność w wodzie nie przekracza 0,01 mol/l.

Warunki powstawania opadów

Załóżmy, że c jest rzeczywistym stężeniem jonów trudno rozpuszczalnego elektrolitu w roztworze.

Jeśli C m (A n +) . Przy n (B m -) > K s nastąpi utworzenie osadu, ponieważ roztwór staje się przesycony.

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

Właściwości rozwiązań. Poniżej rozważymy właściwości roztworów nieelektrolitowych. W przypadku elektrolitów do podanych wzorów wprowadza się izotoniczny współczynnik korygujący.

Jeżeli substancja nielotna jest rozpuszczona w cieczy, wówczas prężność pary nasyconej nad roztworem jest mniejsza niż prężność pary nasyconej nad czystym rozpuszczalnikiem. Jednocześnie ze spadkiem prężności pary nad roztworem obserwuje się zmianę jego temperatur wrzenia i krzepnięcia; Zwiększają się temperatury wrzenia roztworów, a temperatury zamarzania spadają w porównaniu do temperatur charakteryzujących czyste rozpuszczalniki.

Względny spadek temperatury zamarzania lub względny wzrost temperatury wrzenia roztworu jest proporcjonalny do jego stężenia.

Pojęcie rozpuszczalności jest stosowane w chemii do opisu właściwości ciała stałego, które miesza się z cieczą i rozpuszcza w niej. Tylko związki jonowe (naładowane) są całkowicie rozpuszczalne. Ze względów praktycznych wystarczy zapamiętać kilka zasad lub umieć je znaleźć, aby przy okazji skorzystać z nich i dowiedzieć się, czy określone substancje jonowe rozpuszczą się w wodzie, czy nie. W rzeczywistości pewna liczba atomów i tak ulega rozpuszczeniu, nawet jeśli zmiany nie są zauważalne, dlatego aby przeprowadzić dokładne eksperymenty, czasami konieczne jest obliczenie tej liczby.

Kroki

Stosowanie prostych zasad

1. Dowiedz się więcej o związkach jonowych. W stanie normalnym każdy atom ma określoną liczbę elektronów, ale czasami może przechwycić dodatkowy elektron lub go stracić. W rezultacie, i on, który ma ładunek elektryczny. Jeśli jon z ładunkiem ujemnym (dodatkowy elektron) napotka jon z ładunkiem dodatnim (bez elektronu), łączą się ze sobą, jak przeciwne bieguny dwóch magnesów. W rezultacie powstaje związek jonowy.

   • Nazywa się jony o ładunku ujemnym aniony i jony o ładunku dodatnim - kationy.
   • W stanie normalnym liczba elektronów w atomie jest równa liczbie protonów, co czyni atom elektrycznie obojętnym.

2. Dowiedz się więcej o rozpuszczalności. Cząsteczki wody (H 2 O) mają specyficzną budowę, która upodabnia je do magnesu: na jednym końcu mają ładunek dodatni, a na drugim ładunek ujemny. Kiedy związek jonowy zostanie umieszczony w wodzie, te „magnesy” wody gromadzą się wokół jego cząsteczek i mają tendencję do przyciągania jonów dodatnich i ujemnych od siebie. Cząsteczki niektórych związków jonowych nie są zbyt mocne i takie substancje rozpuszczalny w wodzie, ponieważ cząsteczki wody odciągają od siebie jony i rozpuszczają je. W innych związkach jony są związane mocniej i one nierozpuszczalny, ponieważ cząsteczki wody nie są w stanie rozdzielić jonów.

   • W cząsteczkach niektórych związków wiązania wewnętrzne mają siłę porównywalną z działaniem cząsteczek wody. Takie połączenia nazywane są lekko rozpuszczalny, ponieważ znaczna część ich cząsteczek dysocjuje, chociaż inne pozostają nierozpuszczone.

3. Poznaj zasady rozpuszczalności. Ponieważ interakcję między atomami opisują dość złożone prawa, nie zawsze można od razu powiedzieć, które substancje rozpuszczają się, a które nie. Znajdź jeden z jonów złożonych w poniższym opisie typowego zachowania różnych substancji. Następnie spójrz na drugi jon i zobacz, czy jest to wyjątek ze względu na niezwykłe interakcje jonów.

   • Załóżmy, że masz do czynienia z chlorkiem strontu (SrCl 2). Znajdź jony Sr i Cl w poniższych krokach (są pogrubione). Cl „zwykle rozpuszczalny”; następnie spójrz na poniższe wyjątki. Nie ma tam wzmianki o jonach Sr, więc związek SrCl musi być rozpuszczalny w wodzie.
   • Poniżej odpowiednie zasady przedstawiają najczęstsze wyjątki. Istnieją inne wyjątki, ale jest mało prawdopodobne, że spotkasz je na lekcjach chemii lub w laboratorium.

4. Związki są rozpuszczalne, jeśli zawierają jony metali alkalicznych, to znaczy Li +, Na +, K +, Rb + i Cs +. Są to pierwiastki grupy IA układu okresowego: lit, sód, potas, rubid i cez. Prawie wszystkie proste związki tych pierwiastków są rozpuszczalne.

   • Wyjątek: związek Li 3 PO 4 jest nierozpuszczalny.

5. Związki jonowe NO 3 -, C 2 H 3 O 2 -, NO 2 -, ClO 3 - i ClO 4 - są rozpuszczalne. Nazywa się je odpowiednio jonami azotanowymi, octanowymi, azotynowymi, chloranowymi i nadchloranowymi. Jon octanowy jest często skracany jako OAc.

   • Wyjątki: Ag(OAc) (octan srebra) i Hg(OAc)2 (octan rtęci) są nierozpuszczalne.
   • AgNO 2 - i KClO 4 - są jedynie „słabo rozpuszczalne”.

6. Związki jonów Cl - , Br - i I - są zazwyczaj rozpuszczalne. Jony chloru, bromu i jodu tworzą odpowiednio chlorki, borki i jodki, które nazywane są solami halogenowymi. Sole te są prawie zawsze rozpuszczalne.

   • Wyjątek: jeśli drugim jonem w parze jest jon srebra Ag + , rtęć Hg 2 2+ lub ołów Pb 2+ , sól jest nierozpuszczalna. To samo dotyczy mniej powszechnych halogenów z jonami miedzi Cu + i talu Tl +.

7. Związki jonu SO 4 2- (siarczany) są zazwyczaj rozpuszczalne. Ogólnie rzecz biorąc, siarczany są rozpuszczalne w wodzie, ale jest kilka wyjątków.

   • Wyjątki: Nierozpuszczalne są siarczany następujących jonów: strontu Sr 2+, baru Ba 2+, ołowiu Pb 2+, srebra Ag +, wapnia Ca 2+, radu Ra 2+ i srebra dwuwartościowego Hg 2 2+. Należy pamiętać, że siarczan srebra i siarczan wapnia rozpuszczają się nieznacznie w wodzie i czasami są uważane za substancje słabo rozpuszczalne.

8. Związki OH - i S 2- są nierozpuszczalne w wodzie. Są to odpowiednio jony wodorotlenkowe i siarczkowe.

   • Wyjątki: pamiętasz metale alkaliczne (grupa IA) i fakt, że prawie wszystkie ich związki są rozpuszczalne? Zatem jony Li +, Na +, K +, Rb + i Cs + tworzą rozpuszczalne wodorotlenki i siarczki. Ponadto rozpuszczalne są sole wapnia Ca 2+, strontu Sr 2+ i sole baru Ba 2+ (grupa IIA). Należy pamiętać, że znaczna część cząsteczek wodorotlenku tych pierwiastków nadal się nie rozpuszcza, dlatego czasami uważa się je za „słabo rozpuszczalne”.

9. Związki jonów CO 3 2- i PO 4 3- są nierozpuszczalne. Jony te tworzą węglany i fosforany, które zwykle są nierozpuszczalne w wodzie.

   • Wyjątki: jony te tworzą rozpuszczalne związki z jonami metali alkalicznych: Li+, Na+, K+, Rb+ i Cs+, a także z amonem NH4+.

   Stosując iloczyn rozpuszczalności K sp

   1. Znajdź iloczyn rozpuszczalności K sp (jest to stała). Każdy związek ma swoją własną stałą K sp. Jego wartości dla różnych substancji podane są w podręcznikach i na stronie internetowej (w języku angielskim). Wartości iloczynu rozpuszczalności wyznaczane są eksperymentalnie i w różnych źródłach mogą znacznie się od siebie różnić, dlatego lepiej jest skorzystać z tabeli dla K sp z podręcznika chemii, jeśli taka tabela jest dostępna. O ile nie zaznaczono inaczej, większość tabel podaje produkt rozpuszczalności w temperaturze 25°C.

      • Na przykład, jeśli rozpuścisz jodek ołowiu PbI 2, znajdź jego iloczyn rozpuszczalności. Strona bilbo.chm.uri.edu podaje wartość 7,1×10 –9.

   2. Zapisz równanie chemiczne. Najpierw określ, na jakie jony cząsteczka substancji rozpadnie się po rozpuszczeniu. Następnie napisz równanie z K sp po jednej stronie i odpowiednimi jonami po drugiej.

      • W naszym przykładzie cząsteczka PbI 2 jest podzielona na jon Pb 2+ i dwa jony I -. W tym przypadku wystarczy ustalić ładunek tylko jednego jonu, ponieważ ogólne rozwiązanie będzie neutralne.
      • Zapisz równanie: 7,1×10 –9 = 2.

   3. Zmień układ równania, aby je rozwiązać. Zapisz równanie w prostej formie algebraicznej. Wykorzystaj swoją wiedzę na temat liczby cząsteczek i jonów. Zastąp nieznaną ilość x liczbą atomów rozpuszczalnego związku i wyraź liczbę jonów w postaci x.

      • W naszym przykładzie konieczne jest przepisanie następującego równania: 7,1 × 10 –9 = 2.
      • Ponieważ związek zawiera tylko jeden atom ołowiu (Pb), liczba rozpuszczonych cząsteczek będzie równa liczbie wolnych jonów ołowiu. W ten sposób możemy przyrównać i x.
      • Ponieważ na każdy jon ołowiu przypadają dwa jony jodu (I), liczba atomów jodu powinna być równa 2x.
      • Wynikowe równanie to 7,1×10 –9 = (x)(2x) 2 .

   4. Jeśli to konieczne, rozważ wspólne jony. Pomiń ten krok, jeśli substancja jest rozpuszczalna w czystej wodzie. Jeśli jednak użyjesz roztworu, który zawiera już jeden lub więcej jonów będących przedmiotem zainteresowania („jony całkowite”), rozpuszczalność może zostać znacznie zmniejszona. Działanie jonów powszechnych jest szczególnie zauważalne w przypadku substancji słabo rozpuszczalnych i w takich przypadkach można założyć, że zdecydowana większość rozpuszczonych jonów była już wcześniej obecna w roztworze. Przepisz równanie, aby uwzględnić znane stężenia molowe (mole na litr lub M) już rozpuszczonych jonów. Dostosuj nieznane wartości x dla tych jonów.

      • Przykładowo, jeśli jodek ołowiu występuje już w roztworze w stężeniu 0,2M, równanie należy przepisać w następujący sposób: 7,1×10 –9 = (0,2M+x)(2x) 2 . Ponieważ 0,2 M jest znacznie większe niż x, możemy zapisać równanie jako 7,1×10 –9 = (0,2M)(2x) 2 .

   5. Rozwiązać równanie. Znajdź wartość x, aby dowiedzieć się, jak rozpuszczalny jest dany związek. Ze względu na definicję iloczynu rozpuszczalności odpowiedź będzie wyrażona w molach substancji rozpuszczonej na litr wody. Aby obliczyć wynik końcowy, możesz potrzebować kalkulatora.

      • W przypadku rozpuszczania w czystej wodzie, to znaczy pod nieobecność wspólnych jonów, znajdujemy:
      • 7,1×10 –9 = (x)(2x) 2
      • 7,1×10 –9 = (x)(4x2)
      • 7,1×10 –9 = 4x 3
      • (7,1×10 –9)/4 = x 3
      • x = ∛((7,1×10 –9)/4)
      • x = 1,2 x 10 -3 moli na litr wody. Jest to bardzo mała ilość, zatem substancja ta jest praktycznie nierozpuszczalna.

Cel: eksperymentalne sprawdzenie, które ciała stałe rozpuszczają się w wodzie, a które nie.

Edukacyjny:

• Zapoznanie studentów z pojęciami: substancje rozpuszczalne i nierozpuszczalne.
• Naucz się eksperymentalnie udowadniać poprawność założeń dotyczących rozpuszczalności (nierozpuszczalności) ciał stałych.

Poprawczy:

Naucz się samodzielnie posługiwać sprzętem laboratoryjnym i przeprowadzać eksperymenty.

• Rozwijaj mowę poprzez wyjaśnianie wykonywanej pracy.

Edukacyjny:

Kultywuj wytrwałość.

• Rozwijaj umiejętność komunikowania się i pracy w grupie.

Rodzaj zajęć: praca laboratoryjna.

Pomoce dydaktyczne: podręcznik „Nauki przyrodnicze” N.V. Koroleva, E.V. Makarevich

Sprzęt do prac laboratoryjnych: zlewki, filtry, instrukcja. Substancje stałe: sól, cukier, soda, piasek, kawa, skrobia, ziemia, kreda, glina.

Podczas zajęć

I. Moment organizacyjny

W: Witam chłopaki. Powitajcie się oczami. Miło cię widzieć, usiądź.

. Powtórzenie tego, co zostało omówione

U: Powtórzmy to, co już wiemy o wodzie:

– co dzieje się z wodą po podgrzaniu?
– co dzieje się z wodą, gdy ostygnie?
– co dzieje się z wodą, gdy zamarza?
– W jakich trzech stanach występuje woda w przyrodzie?

W: Jacy z was wspaniali ludzie! Ty wiesz wszystko!

III. Nauka nowego materiału

(Wstępnie uzgadniam z uczniami grupy, w których będą pracować; dzieci same wybierają kierownika laboratorium (można wybrać kolejne dziecko na innej lekcji laboratoryjnej), który zapisuje w tabeli wskaźniki doświadczenia i podaje uwagi słowne przy wypełnianiu ostatniej części tabeli – wynik.)

T: Kochani, dzisiaj w pracy laboratoryjnej dowiemy się, jakie substancje woda może rozpuścić, a jakie nie. Otwórz zeszyt, zapisz datę i temat lekcji „Substancje rozpuszczalne i nierozpuszczalne w wodzie”. ( Dołączam go do tablicy.) Jaki cel postawimy sobie na dzisiejszą lekcję?

R: Dowiedz się, które substancje rozpuszczają się w wodzie, a które nie. ( Dołączam go do tablicy.)

U: Wszystkie substancje występujące w przyrodzie można podzielić na dwie grupy: rozpuszczalne i nierozpuszczalne. Jakie substancje można nazwać rozpuszczalny? (Sprawdźmy podręcznik, str. 80:2) Substancje rozpuszczalne w wodzie to takie, które po umieszczeniu w wodzie stają się niewidoczne i nie osadzają się na filtrze podczas filtracji.. (Dołączam go do tablicy.)

U: Jakie substancje można nazwać nierozpuszczalny? (sprawdź podręcznik s. 47-2) Substancje nierozpuszczalne w wodzie to takie, które nie rozpuszczają się w wodzie i osadzają się na filtrze. (przypięty do tablicy).

T: Chłopaki, jak myślicie, czego będziemy potrzebować, aby ukończyć prace laboratoryjne?

R: Woda, niektóre substancje, zlewki, filtr ( pokazywanie wody w karafce; zlewki wypełnione sl. substancje: sól, cukier, soda, piasek, kawa, skrobia, kreda, glina; puste zlewki, filtr).

T: Co to jest filtr?

R: Urządzenie do oczyszczania cieczy z substancji nierozpuszczalnych, które się na niej osadzają.

U: Z jakich materiałów można wykonać filtr? Dobrze zrobiony! I użyjemy waty ( Do lejka włożyłem kawałek waty).

U: Ale zanim przystąpimy do pracy laboratoryjnej, wypełnijmy tabelę (tabela jest narysowana na tablicy, używam kredek dwukolorowych, jeśli uczniowie zakładają, że substancja jest całkowicie rozpuszczona w wodzie, to zaznaczam „+” w drugiej kolumnie; jeśli uczniowie założą, że substancja pozostaje na filtrze, to w trzeciej kolumnie „+” i odwrotnie kolorową kredą zapisuję oczekiwany wynik w czwartej kolumnie – P (rozpuszczalny) lub H ( nierozpuszczalny))

	Nasze założenia		Wynik
	Rozpuszczalność	Filtrowanie
1. Woda + piasek	–	+	N
2. Woda + glina
3. Woda + kawa
4. Woda + skrobia
5. Woda + soda
6. Woda + ziemia
7. Woda + cukier
8. Woda + kreda

U: A po zakończeniu prac laboratoryjnych porównamy nasze założenia z uzyskanymi wynikami.

T: Każde laboratorium zbada dwie substancje stałe, a wszystkie wyniki zostaną zapisane w raporcie „Substancje rozpuszczalne i nierozpuszczalne w wodzie”. Aneks 1

T: Kochani, to Wasza pierwsza samodzielna praca laboratoryjna i zanim zaczniecie ją wykonywać, wysłuchajcie procedury lub instrukcji. ( Daję go każdemu laboratorium i po przeczytaniu omawiamy go..)

Praca laboratoryjna

(W razie potrzeby pomogę. Przefiltrowanie roztworu kawowego może być trudne, ponieważ filtr ulegnie zabarwieniu. Aby ułatwić wypełnianie raportów, sugeruję użycie zwrotów, które załączam na tablicy. Dodatek 3.)

W: Teraz sprawdźmy nasze założenia. Kierownicy laboratoriów powinni sprawdzić, czy raport jest podpisany i skomentować wyniki eksperymentów. (Kierownik laboratorium melduje wynik uzyskany kredą innego koloru)

T: Chłopaki, jakie substancje do badania okazały się rozpuszczalne? Które nie są? Ile było meczów? Dobrze zrobiony. Prawie wszystkie nasze przypuszczenia potwierdziły się.

VI. Pytania do konsolidacji

U: Chłopaki, gdzie używa się roztworu soli, cukru, sody, piasku, kawy, skrobi, gliny?

VII. Podsumowanie lekcji

U: Jaki był nasz dzisiejszy cel? Czy to ukończyłeś? Czy jesteśmy wielcy? Jestem z ciebie bardzo zadowolony! I każdemu daję „doskonały”.

VIII. Praca domowa

T: Przeczytaj tekst do lektury pozalekcyjnej na stronie 43, odpowiedz na pytania.

Proszę wstać, ci goście, którym nie podobała się nasza lekcja. Dziękuję za szczerość. A teraz ci, którym spodobała się nasza praca. Dziękuję. Do widzenia wszystkim.