Substancje, które nie rozpuszczają się w wodzie. Lekcja „Zdolność wody do rozpuszczania ciał stałych (sól, cukier itp.)

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

Temat: Woda to rozpuszczalnik. Substancje rozpuszczalne i nierozpuszczalne w wodzie.
Cele lekcji: przedstawienie idei wody jako rozpuszczalnika, substancji rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych; wprowadzić pojęcie „filtra” z najprostszymi sposobami określania substancji rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych; przygotować raport na temat „Woda jest rozpuszczalnikiem”.
Sprzęt i pomoce wizualne: podręczniki, czytniki, zeszyty do samodzielnej pracy; zestawy: szklanki puste i z przegotowaną wodą; pudełka z solą stołową, cukrem, piaskiem rzecznym, gliną; łyżeczki, lejki, papierowe filtry do serwetek; gwasz (akwarele), pędzle i arkusze do refleksji; prezentacja wykonana w 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 otaczający nas świat”.
II. Wiadomość o temacie i celu lekcji
Nauczyciel. Dziś mamy gości, nauczycieli z innych szkół, którzy przybyli na spotkanie klubu. Proponuję przewodniczącej klubu Poroshinie Anastazji otwarcie spotkania.
Przewodniczący. Dziś zebraliśmy się na spotkanie klubowe na temat „Woda jest rozpuszczalnikiem”. Zadaniem wszystkich obecnych jest przygotowanie raportu na temat „Woda jest rozpuszczalnikiem”. W tej lekcji ponownie staniecie się badaczami właściwości wody. Będziesz badać te właściwości w swoich laboratoriach z pomocą „konsultantów” - Michaiła Makarenkova, Olesyi Starkovej i Julii Steniny. Każde laboratorium będzie musiało wykonać następujące zadanie: przeprowadzić eksperymenty i obserwacje, a na koniec spotkania omówić plan na przesłanie „Woda – rozpuszczalnik”.

III. Nauka nowego materiału
U. Za zgodą przewodniczącego chciałbym dokonać pierwszego ogłoszenia. (slajd 2) Ta sama sesja na temat „Woda jest rozpuszczalnikiem” została niedawno zorganizowana przez uczniów ze wsi Mirny. Spotkanie otworzył Kostya Pogodin, który przypomniał wszystkim obecnym o kolejnej niesamowitej właściwości wody: wiele substancji w wodzie może rozpaść się na niewidzialne maleńkie cząsteczki, czyli rozpuścić się. Dlatego woda jest dobrym rozpuszczalnikiem dla wielu substancji. Następnie Masza zaproponowała przeprowadzenie eksperymentów i zidentyfikowanie sposobów uzyskania odpowiedzi na pytanie, czy substancja rozpuszcza się w wodzie, czy nie.

U. Proponuję, abyś na spotkaniu klubowym określił rozpuszczalność w wodzie substancji takich 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 rozpuści się w wodzie)
Powiedzmy ... (cukier rozpuści się w wodzie)
Być może ... (piasek nie rozpuści się w wodzie)
Co jeśli... (glina nie rozpuści się w wodzie)

U. Let's, i przeprowadzimy eksperymenty, które pomogą nam to rozgryźć. Przed pracą przewodniczący przypomni o zasadach przeprowadzania eksperymentów i rozda karty, na których te zasady są wydrukowane. (Slajd 4)
P. Spójrz na ekran, na którym zapisane są zasady.
„Zasady przeprowadzania eksperymentów”
Z całym sprzętem należy obchodzić się ostrożnie. Można je nie tylko złamać, ale także zranić.
Podczas pracy możesz nie tylko siedzieć, ale i stać.
Eksperyment przeprowadza jeden z uczniów (mówca), pozostali w milczeniu obserwują lub na prośbę mówcy pomagają mu.
Wymiana opinii na temat wyników eksperymentu rozpoczyna się dopiero wtedy, gdy mówca pozwoli na jego rozpoczęcie.
Musicie rozmawiać ze sobą cicho, nie przeszkadzając innym.
Podchodzenie do stołu i zmiana sprzętu laboratoryjnego jest możliwa tylko za zgodą przewodniczącego.

IV. Praktyczna praca
U. Proponuję, aby przewodniczący wybrał „konsultanta”, który na głos odczyta z podręcznika procedurę przeprowadzenia pierwszego eksperymentu. (Slajd 5)
1) P. Eksperymentuj 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 przezroczystego szkła. Wlej do wody niewielką ilość soli kuchennej. Grupa obserwuje, co dzieje się z kryształkami soli i smakuje wodę.
Przewodniczący (jak w grze KVN) czyta każdej grupie to samo pytanie, a odpowiadają na nie przedstawiciele laboratoriów.

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

U. Wyciągnij wniosek. (Sól rozpuszczona) (Slajd 6)
P. Proszę wszystkich o przystąpienie do drugiego eksperymentu, do którego konieczne jest zastosowanie filtrów.
U. Co to jest filtr? (Urządzenie, urządzenie lub konstrukcja do oczyszczania cieczy, gazów z cząstek stałych, zanieczyszczeń.) (Slajd 7)
U. Przeczytaj na głos procedurę przeprowadzania eksperymentu z filtrem. (slajd 8)
Uczniowie przepuszczają przez filtr wodę z solą, obserwują i badają smak wody.

P. (Slajd 9) Czy na filtrze pozostała jakaś sól? (Na filtrze nie ma już jadalnej soli)

Czy udało Ci się usunąć sól z wody? (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. W porządku! Bardzo dobrze!
U. Zapisz wyniki eksperymentu na piśmie w Zeszycie do samodzielnej pracy (s. 30). (Slajd 10)

2) P. (Slajd 11) Zróbmy ponownie ten sam eksperyment, ale zamiast soli włóż łyżeczkę cukru pudru.
„Konsultant” z każdego laboratorium bierze drugi zestaw i przeprowadza eksperyment z cukrem. Przegotowaną wodę wlewa się do przezroczystego szkła. Do wody wsyp niewielką ilość cukru. Grupa obserwuje, co się dzieje i bada smak wody.
P. (Slajd 12) Czy zmieniła się przezroczystość wody? (Przejrzystość wody się nie zmieniła)
Czy zmienił się kolor wody? (Kolor wody się nie zmienił)
Czy zmienił się smak wody? (Woda stała się słodka)
Czy możemy powiedzieć, że cukier zniknął? (Cukier stał się niewidoczny w wodzie, woda go rozpuściła)
U. Wyciągnij wniosek. (Rozpuszczony cukier) (Slajd 12)
U. Przepuścić wodę z cukrem przez papierowy filtr. (slajd 13)
Uczniowie przepuszczają wodę z cukrem przez filtr, obserwują i badają smak wody.
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 oczyścić wodę z cukru? (Woda nie mogła zostać oczyszczona z cukru, wraz z wodą przeszła przez filtr)
U. Wyciągnij wniosek. (Cukier rozpuszczony w wodzie) (Slajd 14)
U. Czy hipoteza została potwierdzona?
Masz rację. Bardzo dobrze!
U. Zapisz wyniki eksperymentu na piśmie w zeszycie do samodzielnej pracy. (slajd 15)

3) P. (slajd 16) Sprawdźmy stwierdzenia i przeprowadźmy eksperyment z piaskiem rzecznym.
U. Przeczytaj w podręczniku procedurę przeprowadzania eksperymentu.
Eksperymentuj z piaskiem rzecznym. Wymieszaj łyżeczkę piasku rzecznego w szklance wody. Pozostaw mieszaninę. Obserwuj, co dzieje się z ziarnami piasku i wody.
P. (Slajd 17) Czy zmieniła się przezroczystość wody? (Woda stała się mętna, brudna)
Czy zmienił się kolor wody? (Zmienił się kolor wody)
Czy ziarna zniknęły? (Cięższe ziarna piasku opadają na dno, podczas gdy mniejsze unoszą się w wodzie, przez co staje się mętna)
U. Wyciągnij wniosek. (Piasek się nie rozpuścił) (Slajd 17)
U. (Slajd 18) Przepuść zawartość szklanki przez papierowy filtr.
Uczniowie przepuszczają wodę z cukrem przez filtr, obserwuj.
P. (Slajd 19) Co przechodzi przez filtr, a co na nim pozostaje? (Woda przepływa przez filtr, ale piasek rzeczny pozostaje na filtrze i ziarna piasku 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 rozpuścił się w wodzie) (Slajd 19)
U. Czy twoje założenie o rozpuszczalności piasku w wodzie było prawidłowe?
Doskonale! Bardzo dobrze!
U. Zapisz wyniki eksperymentu na piśmie w zeszycie do samodzielnej pracy. (Slajd 20)

4) P. (Slajd 21) Wykonaj to samo doświadczenie z kawałkiem gliny.
Eksperymentuj z gliną. Wymieszaj kawałek gliny w szklance wody. Pozostaw mieszaninę. 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 cząsteczki opadają na dno, podczas gdy mniejsze unoszą się w wodzie, przez co staje się mętna)
U. Wyciągnij wniosek. (Glina nie rozpuściła się w wodzie) (Slajd 22)
U. (Slajd 23) Przepuść zawartość szklanki przez papierowy filtr.
P. (slajd 24) Co przechodzi przez filtr, a co na nim pozostaje? (Woda przepływa przez filtr, a nierozpuszczone cząsteczki 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?
Dobra robota! Wszystko się zgadza!
U. Proszę jednego z członków grupy o przeczytanie wniosków zapisanych w zeszycie wszystkim obecnym.
U. Czy ktoś ma jakieś uzupełnienia, wyjaśnienia?
U. Wyciągnijmy wnioski z eksperymentów. (slajd 25)

Czy wszystkie substancje są rozpuszczalne w wodzie? (Sól, cukier granulowany rozpuszczony w wodzie, ale piasek i glina nie rozpuściły się.)
Czy zawsze można użyć filtra do określenia, czy substancja jest rozpuszczalna w wodzie, czy nie? (Substancje rozpuszczone w wodzie przechodzą przez filtr wraz z wodą, natomiast cząsteczki nierozpuszczalne pozostają na filtrze)
D. Przeczytaj o rozpuszczalności substancji w wodzie w podręczniku (s. 87).
U. Wyciągnij wniosek na temat właściwości wody jako rozpuszczalnika. (Woda jest rozpuszczalnikiem, ale nie wszystkie substancje w niej rozpuszczają się) (Slajd 25)
U. Radzę członkom klubu przeczytać historię w czytniku „Woda jest rozpuszczalnikiem” (s. 46). (slajd 26)
Dlaczego naukowcy nie byli jeszcze w stanie uzyskać absolutnie czystej wody? (Ponieważ w wodzie rozpuszczają się setki, a może tysiące różnych substancji)

U. Jak ludzie wykorzystują właściwości wody do rozpuszczania pewnych substancji?
(Slajd 27) Woda bez smaku staje się słodka lub słona z powodu cukru lub soli, ponieważ woda rozpuszcza się i nabiera smaku. Osoba korzysta z tej właściwości przygotowując jedzenie: parzy herbatę, gotuje kompot, zupy, sole i konserwuje warzywa, przygotowuje dżemy.
(Slajd 28) Kiedy myjemy ręce, myjemy się lub kąpiemy, kiedy pierzemy ubrania, używamy ciekłej wody i jej właściwości rozpuszczalnika.
(Slajd 29) Gazy, w szczególności tlen, również rozpuszczają się w wodzie. Dzięki temu ryby i inne żyją w rzekach, jeziorach, morzach. W kontakcie z powietrzem woda rozpuszcza tlen, dwutlenek węgla i inne znajdujące się w niej gazy. Dla organizmów żywych żyjących w wodzie, takich jak ryby, tlen rozpuszczony w wodzie jest bardzo ważny. Potrzebują go do oddychania. Gdyby tlen nie rozpuścił się w wodzie, zbiorniki wodne byłyby pozbawione życia. Wiedząc o tym, ludzie nie zapominają o dotlenieniu wody w akwarium, w którym żyją ryby, lub wycinaniu dziur w stawach zimą, aby poprawić życie pod lodem.
(Slajd 30) Kiedy malujemy akwarelami lub gwaszem.

U. Zwróć uwagę na zadanie zapisane na tablicy. (slajd 31) Proponuję sporządzenie zbiorowego planu wystąpień na temat „Woda jest rozpuszczalnikiem”. Omów to w swoich laboratoriach.
Słuchanie planów na temat „Woda jest rozpuszczalnikiem” opracowanych przez uczniów.

U. Sformułujmy razem plan przemówienia. (slajd 31)
Przybliżony plan przemówienia na temat „Woda jest rozpuszczalnikiem”
Wstęp.
Rozpuszczanie substancji w wodzie.
Wnioski.
Ludzie wykorzystują właściwości wody do rozpuszczania pewnych substancji.
Wycieczka do „Sali Wystawowej”. (Slajd 32)

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

V. Podsumowanie lekcji
Jaką właściwość wody badano na spotkaniu klubowym? (Właściwość wody jako rozpuszczalnika)
Do jakiego wniosku doszliśmy, badając tę ​​właściwość wody? (Woda jest dobrym rozpuszczalnikiem dla niektórych substancji.)
Czy uważasz, że trudno jest być odkrywcą?
Co wydawało się najtrudniejsze, interesujące?
Czy wiedza zdobyta podczas badania tej właściwości wody przyda Ci się w późniejszym życiu? (Slajd 33) (Bardzo ważne jest, aby pamiętać, że woda jest rozpuszczalnikiem. Woda rozpuszcza sole, wśród których są zarówno korzystne, jak i szkodliwe dla człowieka. Dlatego nie możesz pić wody ze źródła, jeśli nie wiesz, czy jest czysta Nie na próżno wśród ludzi jest przysłowie: „Nie każda woda nadaje się do picia”.

VI. Odbicie
Jak wykorzystujemy właściwość wody do rozpuszczania określonych substancji na zajęciach plastycznych? (Kiedy malujemy akwarelami lub gwaszem)
Proponuję, wykorzystując tę ​​właściwość wody, pomalować wodę w szklance na kolor, który najlepiej pasuje do Twojego nastroju. (slajd 34)
„Żółty kolor” - radosny, jasny, dobry nastrój.
"Kolor zielony" - spokojny, zrównoważony.
"Kolor niebieski" - smutny, smutny, ponury nastrój.
Pokaż swoje arkusze kolorowej wody w szklance.

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

To, że woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem, wszyscy wiemy od dzieciństwa. Ale jakie „magiczne działanie” następuje w momencie dodania wody do tej lub innej substancji? I dlaczego, jeśli ten rozpuszczalnik jest uważany za uniwersalny, nadal istnieją te substancje - „białe wrony”, których woda nigdy nie będzie w stanie zrobić?

Sekret jest prosty, ale genialny. Sama cząsteczka wody jest elektrycznie obojętna. Jednak ładunek elektryczny wewnątrz cząsteczki jest rozłożony bardzo nierównomiernie. Obszar atomów wodoru ma dodatnio dostrojony „charakter”, a „zamieszkanie” tlenu słynie z ekspresyjnego ładunku ujemnego.

Jeśli energia przyciągania cząsteczek wody do cząsteczek substancji przeważa w porównaniu z energią przyciągania cząsteczek wody, to substancja rozpuszcza się. Jeśli taki warunek nie jest spełniony, to „cud” również odpowiednio nie zachodzi.

Głównym „światłem drogowym” z zapalonym czerwonym kolorem dla wody są tłuszcze. Dlatego jeśli nagle „nagrodzimy” ubrania wyrazistą tłustą plamą, zwrot „Wystarczy dodać wody” w tej sytuacji nie będzie oszczędzał.

Chociaż z uwagi na to, że podświadomie jesteśmy przyzwyczajeni do postrzegania wody jako uniwersalnego rozpuszczalnika, który praktycznie poradzi sobie z każdym problemem, często wciąż próbujemy rozwiązać problem z wodą. A gdy nic nam nie wychodzi, to najczęściej się denerwujemy, ale tak naprawdę powinniśmy… radować się. Tak, po prostu raduj się!

Rzeczywiście, z tego powodu, że woda nie jest w stanie rozpuszczać tłuszczów, możemy… żyć.Bo właśnie dzięki temu, że tłuszcze znajdują się na „czarnej liście” wody, my sami się nie rozpuszczamy.

Ale sole, zasady i kwasy do wody to prawdziwy „delikates”. Nawiasem mówiąc, takie właściwości chemiczne są ponownie bardzo korzystne dla osoby. Przecież gdyby tak nie było, to produkty rozpadu tworzyłyby w organizmie prawdziwy zrzut, a krew automatycznie gęstniałaby. Dlatego jeśli dana osoba jest pozbawiona wody, umiera piątego dnia. Ponadto, oczywiście, jeśli nie otrzymujesz regularnie wymaganej ilości ("średnia" norma to 2-3 litry dziennie), nierozpuszczone sole znacznie zwiększają ryzyko kamieni nerkowych, a także pęcherza.

Jednak oczywiście właśnie dlatego, że woda rozpuszcza np. te same sole, nie warto zamieniać się w niekontrolowany „wodny napój”, ustanawiając bezczelne „rekordy”, po prostu dlatego, że zobowiązał się do tego jakiś spór. W końcu może to znacznie zakłócić równowagę mineralną organizmu.

Nawiasem mówiąc, przechodząc przez siebie (zarówno dosłownie, jak i w przenośni) i rozumiejąc fizykochemiczną istotę tego zjawiska, łatwo zrozumieć rolę wody jako rozpuszczalnika w wielu innych obszarach planów zarówno domowych, jak i przemysłowych.

Rozwiązanie nazywany jest termodynamicznie stabilnym jednorodnym (jednofazowym) układem o zmiennym składzie, składającym się z dwóch lub więcej składników (chemikalia). Składniki tworzące roztwór to rozpuszczalnik i substancja rozpuszczona. Zwykle za rozpuszczalnik uważa się składnik, który istnieje w czystej postaci w tym samym stanie skupienia, co otrzymany roztwór (na przykład w przypadku wodnego roztworu soli rozpuszczalnikiem jest oczywiście woda). Jeśli oba składniki przed rozpuszczeniem były w tym samym stanie skupienia (na przykład alkohol i woda), to rozpuszczalnikiem jest składnik, który jest w większej ilości.

Roztwory są płynne, stałe i gazowe.

Roztwory płynne to roztwory soli, cukru, alkoholu w wodzie. Roztwory płynne mogą być wodne lub niewodne. Roztwory wodne to roztwory, w których rozpuszczalnikiem jest woda. Roztwory bezwodne 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 to złożony proces fizyczny i chemiczny. Podczas procesu fizycznego struktura rozpuszczonej substancji ulega zniszczeniu, a jej cząsteczki są rozprowadzane między cząsteczkami rozpuszczalnika. Proces chemiczny to interakcja cząsteczek rozpuszczalnika z cząsteczkami substancji rozpuszczonej. W wyniku tej interakcji solwaty. Jeśli rozpuszczalnikiem jest woda, powstałe solwaty nazywają się nawilża. Proces powstawania solwatów nazywamy solwatacją, proces tworzenia hydratów nazywamy hydratacją. Po odparowaniu roztworów wodnych powstają hydraty krystaliczne - są to substancje krystaliczne, które zawierają pewną liczbę cząsteczek wody (wody krystalizacyjnej). Przykłady krystalicznych hydratów: CuSO 4 . 5H2O - pentahydrat siarczanu miedzi (II); FeSO4 . 7H 2 O - heptahydrat siarczanu żelaza (II).

Fizyczny proces rozpuszczania postępuje z przejąć energia, chemia podświetlanie. Jeżeli w wyniku hydratacji (solwatacji) uwalnia się więcej energii niż jest pochłaniane podczas niszczenia struktury substancji, to rozpuszczanie - egzotermiczny proces. Energia uwalniana jest podczas rozpuszczania NaOH, H 2 SO 4 , Na 2 CO 3 , ZnSO 4 i innych substancji. Jeśli do zniszczenia struktury substancji potrzeba więcej energii niż jest uwalniane podczas nawodnienia, to rozpuszczanie - endotermiczny proces. Pochłanianie energii następuje po rozpuszczeniu w wodzie NaNO 3 , KCl, NH 4 NO 3 , K 2 SO 4 , NH 4 Cl i niektórych innych substancji.

Ilość energii uwolnionej lub pochłoniętej podczas rozpuszczania nazywa się efekt termiczny rozpuszczania.

Rozpuszczalność substancja to jej zdolność do rozmieszczania się w innej substancji w postaci atomów, jonów lub cząsteczek z utworzeniem stabilnego termodynamicznie układu o zmiennym składzie. Ilościowa charakterystyka rozpuszczalności to współczynnik rozpuszczalności, który pokazuje, jaka jest maksymalna masa substancji, jaką 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 ciał stałych generalnie wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. Rozpuszczalność gazów maleje wraz ze wzrostem temperatury, ale wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia.

Substancje dzielą się na trzy grupy według ich rozpuszczalności w wodzie:

1. Wysoce rozpuszczalny (str.). Rozpuszczalność substancji przekracza 10 g w 1000 g wody. Na przykład 2000 g cukru rozpuszcza się w 1000 g wody lub 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 . 2 H 2 O) rozpuszcza się w 1000 g wody.

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

Po rozpuszczeniu substancji mogą powstawać roztwory nasycone, nienasycone i przesycone.

roztwór nasycony to rozwiązanie, które zawiera maksymalną ilość substancji rozpuszczonej w danych warunkach. Po dodaniu substancji do takiego roztworu substancja nie rozpuszcza się.

nienasycony roztwór Roztwór zawierający mniej substancji rozpuszczonych niż roztwór nasycony w danych warunkach. Po dodaniu substancji do takiego roztworu substancja nadal się rozpuszcza.

Czasami możliwe jest uzyskanie roztworu, w którym substancja rozpuszczona zawiera więcej niż w roztworze nasyconym w danej temperaturze. Takie rozwiązanie nazywa się przesycone. Ten roztwór otrzymuje się przez ostrożne schłodzenie nasyconego roztworu 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. Ta metoda jest używana podczas wykonywania 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 silnego elektrolitu siarczanu baru BaSO 4 z wodą. Pod działaniem 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, część jonów Ba 2+ i SO 4 2 - ponownie wytrąca się (rys. 3). W danej temperaturze ostatecznie ustali się równowaga w układzie niejednorodnym: szybkość procesu rozpuszczania (V 1) będzie równa szybkości procesu wytrącania (V 2), tj.

BaSO 4 ⇄ Ba 2+ + SO 4 2 -

stałe rozwiązanie

Ryż. 3. Nasycony roztwór siarczanu baru

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

Nasycony roztwór jest równowagowym układem heterogenicznym, który charakteryzuje się stałą równowagi chemicznej:

, (1)

gdzie a (Ba 2+) to aktywność jonów baru; a(SO 4 2-) - aktywność jonów siarczanowych;

a (BaSO 4) to aktywność cząsteczek siarczanu baru.

Mianownik tej frakcji - aktywność krystalicznego BaSO 4 - jest wartością stałą równą jedności. Iloczyn dwóch stałych daje nową stałą o nazwie termodynamiczna stała rozpuszczalności i oznaczają K s °:

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

Wartość ta była wcześniej nazywana iloczynem rozpuszczalności i oznaczona jako PR.

Tak więc w nasyconym roztworze słabo rozpuszczalnego mocnego elektrolitu iloczynem aktywności równowagowych jego jonów jest wartość stała w danej temperaturze.

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

K s \u003d C (Ba 2+) . C(SO 4 2-), (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, przyjmując f(X) = 1 (dodatek 2).

Jeśli słabo rozpuszczalny silny elektrolit tworzy kilka jonów podczas dysocjacji, wówczas wyrażenie K s (lub K s °) zawiera odpowiednie moce równe współczynnikom stechiometrycznym:

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

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

Ogólnie rzecz biorąc, wyrażenie na stałą rozpuszczalności stężenia dla elektrolitu A m B n ⇄ m A n+ + n B m - ma formę

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

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

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

Warunki opadów

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

Jeśli C m (A n +) . Gdy n (B m -) > K s , wtedy utworzy się osad, ponieważ roztwór staje się przesycony.

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

Właściwości rozwiązania. Poniżej rozważamy właściwości roztworów nieelektrolitowych. W przypadku elektrolitów do powyższych wzorów wprowadza się korekcyjny współczynnik izotoniczny.

Jeżeli substancja nielotna jest rozpuszczona w cieczy, to prężność pary nasyconej nad roztworem jest mniejsza niż prężność pary nasyconej nad czystym rozpuszczalnikiem. Równolegle ze spadkiem prężności pary nad roztworem obserwuje się zmianę jego temperatury wrzenia i krzepnięcia; temperatura wrzenia roztworów wzrasta, a temperatura zamarzania spada w porównaniu z temperaturami charakteryzującymi czyste rozpuszczalniki.

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

Pojęcie rozpuszczalności jest używane w chemii do opisu właściwości ciała stałego, które miesza się z cieczą i rozpuszcza się w niej. Tylko związki jonowe (naładowane) są całkowicie rozpuszczalne. Ze względów praktycznych wystarczy zapamiętać kilka zasad lub umieć je znaleźć, aby w razie potrzeby z nich skorzystać i dowiedzieć się, czy określone substancje jonowe rozpuszczą się w wodzie, czy nie. W rzeczywistości pewna liczba atomów jest w każdym przypadku rozpuszczona, nawet jeśli zmiany nie są zauważalne, dlatego w celu przeprowadzenia dokładnych eksperymentów czasami konieczne jest obliczenie tej liczby.

Kroki

Korzystanie z prostych zasad

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

   • Jony o ładunku ujemnym nazywane są aniony i jony o ładunku dodatnim - kationy.
   • W stanie normalnym liczba elektronów w atomie jest równa liczbie protonów, w wyniku czego atom jest elektrycznie obojętny.

2. Dowiedz się więcej o rozpuszczalności. Cząsteczki wody (H 2 O) mają osobliwą strukturę, która sprawia, że ​​wyglądają jak magnes: z jednej strony mają ładunek dodatni, a z drugiej ładunek ujemny. Kiedy związek jonowy zostanie umieszczony w wodzie, te wodne „magnesy” gromadzą się wokół jego cząsteczek i mają tendencję do odciągania od siebie jonów dodatnich i ujemnych. Cząsteczki niektórych związków jonowych nie są bardzo silne, a takie substancje rozpuszczalny w wodzie, ponieważ cząsteczki wody odciągają jony od siebie i rozpuszczają je. W innych związkach jony są ściślej związane i nierozpuszczalny, ponieważ cząsteczki wody nie są w stanie rozerwać jonów.

   • W cząsteczkach niektórych związków wiązania wewnętrzne mają siłę porównywalną do działania cząsteczek wody. Takie połączenia nazywają się słabo rozpuszczalny, ponieważ znaczna część ich cząsteczek dysocjuje, chociaż inne pozostają nierozpuszczone.

3. Poznaj zasady rozpuszczalności. Ponieważ interakcja między atomami jest opisana dość skomplikowanymi prawami, nie zawsze można od razu stwierdzić, które substancje rozpuszczają się, a które nie. Znajdź jeden z jonów związku w poniższym opisie typowego zachowania różnych substancji. Następnie zwróć uwagę na drugi jon i sprawdź, czy ta substancja nie jest wyjątkiem ze względu na nietypową interakcję jonów.

   • Załóżmy, że masz do czynienia z chlorkiem strontu (SrCl 2). Znajdź poniższe kroki (pogrubione) dla jonów Sr i Cl. Cl „zazwyczaj rozpuszczalny”; następnie spójrz na wyjątki poniżej. Jony Sr nie są tam wymienione, więc związek SrCl musi być rozpuszczalny w wodzie.
   • Poniżej odpowiednie zasady znajdują się najczęstsze wyjątki. Istnieją inne wyjątki, ale raczej nie spotkasz ich na zajęciach z chemii lub w laboratorium.

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

   • Wyjątek: związek Li3PO4 jest nierozpuszczalny.

5. Związki jonów 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 tylko "nieznacznie rozpuszczalne".

6. Związki jonów Cl-, Br- i I- są zwykle 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 + , rtęci Hg 2 2+ lub ołowiu 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 zwykle rozpuszczalne. Z reguły siarczany rozpuszczają się w wodzie, ale jest kilka wyjątków.

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

8. Związki OH- i S2- są nierozpuszczalne w wodzie. Są to odpowiednio jony wodorotlenkowe i siarczkowe.

   • Wyjątki: pamiętasz metale alkaliczne (grupa IA) i jak prawie wszystkie ich związki są rozpuszczalne? Tak więc jony Li + , Na + , K + , Rb + i Cs + tworzą rozpuszczalne wodorotlenki i siarczki. Ponadto rozpuszczalne są sole wapnia Ca 2+ , strontu Sr 2+ i baru Ba 2+ (grupa IIA). Należy pamiętać, że znaczna część cząsteczek wodorotlenków tych pierwiastków nadal nie rozpuszcza się, 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 NH 4 + .

   Stosując iloczyn rozpuszczalności K sp

   1. Znajdź iloczyn rozpuszczalności K sp (jest to stała). Każdy związek ma swoją stałą K sp . Jego wartości dla różnych substancji podane są w podręcznikach i na stronie internetowej (w języku angielskim). Wartości produktu rozpuszczalności są określane eksperymentalnie i mogą się znacznie różnić w zależności od źródła, dlatego najlepiej jest użyć tabeli dla K sp w podręczniku chemii, jeśli jest dostępna. O ile nie zaznaczono inaczej, większość tabel podaje iloczyn rozpuszczalności w temperaturze 25ºC.

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

   2. Zapisz równanie chemiczne. Najpierw określ, na jakie jony cząsteczka substancji rozłoży 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 takim przypadku wystarczy ustalić ładunek tylko jednego jonu, ponieważ roztwór jako całość będzie neutralny.
      • Zapisz równanie: 7,1 × 10 -9 \u003d 2.

   3. Przekształć równanie, aby je rozwiązać. Przepisz równanie w prostej postaci algebraicznej. Wykorzystaj to, co wiesz o liczbie cząsteczek i jonów. Zastąp nieznaną wartość x liczbę atomów rozpuszczonego związku i wyraź liczbę jonów jako x.

      • W naszym przykładzie konieczne jest przepisanie następującego równania: 7,1 × 10 -9 \u003d 2.
      • Ponieważ w związku jest tylko jeden atom ołowiu (Pb), liczba rozpuszczonych cząsteczek będzie równa liczbie wolnych jonów ołowiu. Możemy więc zrównać również x.
      • Ponieważ na każdy jon ołowiu przypada dwa jony jodu (I), liczba atomów jodu powinna być równa 2x.
      • Wynikiem jest równanie 7,1×10 -9 = (x)(2x) 2 .

   4. W razie potrzeby zezwól na wspólne jony. Pomiń ten krok, jeśli substancja jest rozpuszczalna w czystej wodzie. Jednakże, jeśli używasz roztworu, który już zawiera jeden lub więcej jonów będących przedmiotem zainteresowania („jony ogółem”), rozpuszczalność może być znacznie zmniejszona. Działanie zwykłych jonów jest szczególnie zauważalne w przypadku substancji słabo rozpuszczalnych i w takich przypadkach można przypuszczać, że zdecydowana większość rozpuszczonych jonów była już wcześniej obecna w roztworze. Przepisz równanie i weź pod uwagę znane stężenia molowe (mole na litr lub M) już rozpuszczonych jonów. Popraw nieznane wartości x dla tych jonów.

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

   5. Rozwiązać równanie. Znajdź wartość x, aby dowiedzieć się, jak rozpuszczalny jest ten związek. Z uwagi na definicję iloczynu rozpuszczalności odpowiedź będzie wyrażona w molach substancji rozpuszczonej na litr wody. Do obliczenia wyniku końcowego może być potrzebny kalkulator.

      • Do rozpuszczania w czystej wodzie, czyli przy braku wspólnych jonów, znajdujemy:
      • 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 moli na litr wody. Jest to bardzo mała ilość, więc substancja ta jest praktycznie nierozpuszczalna.

Cel: Nauczenie się przez doświadczenie, które ciała stałe rozpuszczają się w wodzie, a które nie rozpuszczają się w wodzie.

Edukacyjny:

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

Poprawczy:

Dowiedz się, jak korzystać ze sprzętu laboratoryjnego i przeprowadzać eksperymenty.

• Rozwijaj mowę poprzez wyjaśnienie wykonywanej pracy.

Edukacyjny:

Pielęgnuj wytrwałość.

• Rozwijaj umiejętność komunikowania się i pracy w grupach.

Rodzaj lekcji: praca laboratoryjna.

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

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

Podczas zajęć

I. Moment organizacyjny

W: Cześć chłopaki. Pozdrówcie się oczami. Miło cię widzieć, usiądź.

. Powtórka z przeszłości

T: 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: Jakimi dobrymi ludźmi jesteście! Wszyscy wiedzą!

III. Nauka nowego materiału

(z góry uzgadniam ze studentami grupy, z którymi będą pracować, chłopaki sami wybierają kierownika laboratorium (na innej lekcji laboratoryjnej można wybrać kolejne dziecko), który zapisuje wskaźniki doświadczenia w tabeli i udziela ustnych komentarzy, gdy wypełnienie ostatniej części tabeli - wynik.)

U: Chłopaki, dzisiaj w pracy laboratoryjnej dowiemy się, jakie substancje woda może rozpuszczać, a które nie. Otwórz zeszyt, zapisz datę i temat lekcji „Substancje rozpuszczalne i nierozpuszczalne w wodzie”. ( Dołączam do tablicy.) Jaki jest cel dzisiejszej lekcji?

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

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

T: A jakie substancje można nazwać nierozpuszczalny? (sprawdź podręcznik s.47-2) Substancje nierozpuszczalne w wodzie - takie, które nie rozpuszczają się w wodzie i osadzają na filtrze (dołączyć do tablicy).

T: Chłopaki, jak myślicie, czego potrzebujemy do ukończenia pracy laboratoryjnej?

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

P: Co to jest filtr?

R: Urządzenie do oczyszczania płynów z nierozpuszczalnych w nim substancji, które się na nim osadzają.

U: A jakich improwizowanych środków można użyć do wykonania filtra? Bardzo dobrze! I użyjemy waty ( Do lejka wkładam kawałek bawełny).

T: Ale zanim przystąpimy do pracy laboratoryjnej wypełnijmy tabelę (tabela jest narysowana na tablicy, używam dwóch kolorów kredek, jeśli studenci założą, że substancja jest całkowicie rozpuszczalna w wodzie, to zaznaczam "+" w druga kolumna, jeśli uczniowie zakładają, że substancja pozostaje na filtrze, to w trzeciej kolumnie „+” i odwrotnie, kolorową kredą ustalam oczekiwany wynik w czwartej kolumnie – P (rozpuszczalny) lub H (nierozpuszczalny ))

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

U: A po wykonaniu pracy laboratoryjnej porównamy nasze założenia z uzyskanymi wynikami.

T: Każde laboratorium przetestuje dwie substancje stałe, wszystkie wyniki zostaną zapisane w raporcie substancji rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych w wodzie. Załącznik 1

U: Chłopaki, to wasza pierwsza samodzielna praca laboratoryjna i zanim zaczniecie ją wykonywać, posłuchajcie procedury lub instrukcji. ( Rozdaję do każdego laboratorium, po przeczytaniu dyskutujemy.)

Praca laboratoryjna

(W razie potrzeby pomagam. Przefiltrowanie roztworu kawy może być trudne, bo filtr będzie poplamiony. Aby ułatwić wypełnianie raportów sugeruję używanie fraz, które dołączam do tablicy. Dodatek 3.)

T: Sprawdźmy teraz nasze założenia. Szefowie laboratoriów, sprawdźcie czy Wasz raport jest podpisany i skomentujcie wyniki uzyskane przez doświadczenie. (Kierownik laboratorium raportuje, ustalając wynik kawałkiem kredy innego koloru)

U: Chłopaki, jakie substancje do badań okazały się rozpuszczalne? Co nie jest? Ile było meczów? Bardzo dobrze. Prawie wszystkie nasze założenia zostały potwierdzone.

VI. Pytania do konsolidacji

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

VII. Podsumowanie lekcji

T: Jaki jest nasz dzisiejszy cel? Ukończyłeś go? Czy jesteśmy świetni? Jestem z Ciebie bardzo zadowolona! A wszystkim daję "doskonałe".

VIII. Praca domowa

T: Przeczytaj tekst do czytania pozalekcyjnego na stronie 43, odpowiedz na pytania.

Wstańcie, proszę, ci faceci, którym nie podobała się nasza lekcja. Dziękuję za twoją szczerość. A teraz ci, którym podobała się nasza praca. Dziękuję Ci. Do widzenia wszystkim.