Substanțe care nu se dizolvă în apă. Lecția „Abilitatea apei de a dizolva solide (sare, zahăr etc.)

Amanbayeva Zhanar Zhumabekovna
Regiunea Aktobe Shalkar
Scoala Gimnaziala nr 5
Subiect: Școala primară

Subiect: Apa este un solvent. Substanțe solubile și insolubile în apă.
Obiectivele lecției: să dea o idee despre apa ca solvent, despre substanțele solubile și insolubile; introducerea conceptului de „filtru”, cu cele mai simple modalități de determinare a substanțelor solubile și insolubile; pregătiți un raport pe tema „Apa este un solvent”.
Echipamente și ajutoare vizuale: manuale, cititoare, caiete pentru muncă independentă; seturi: pahare goale si cu apa fiarta; cutii cu sare de masă, zahăr, nisip de râu, argilă; lingurițe, pâlnii, filtre cu șervețele de hârtie; guașă (acuarele), pensule și foi pentru reflexie; prezentare realizata in Power Point, proiector multimedia, ecran.

ÎN CURILE CURĂRILOR
I. Moment organizatoric
U. Bună dimineața tuturor! (Diapozitivul 1)
Vă invit la a treia întâlnire a clubului școlar de științe „Noi și lumea din jurul nostru”.
II. Mesaj despre subiectul și scopul lecției
Profesor. Astăzi avem invitați, profesori din alte școli care au venit la ședința clubului. Îi propun președintelui clubului, Poroshina Anastasia, să deschidă ședința.
Preşedinte. Astăzi ne-am adunat la o întâlnire de club pe tema „Apa este un solvent”. Sarcina tuturor celor prezenți este să întocmească un raport pe tema „Apa este un solvent”. În această lecție, veți deveni din nou cercetători ai proprietăților apei. Veți studia aceste proprietăți în laboratoarele dvs., cu ajutorul „consultanților” - Mihail Makarenkov, Olesya Starkova și Yulia Stenina. Fiecare laborator va trebui să îndeplinească următoarea sarcină: să efectueze experimente și observații, iar la sfârșitul întâlnirii să discute planul pentru mesajul „Apă – solvent”.

III. Învățarea de materiale noi
U. Cu permisiunea președintelui, aș dori să fac primul anunț. (Diapozitivul 2) Aceeași sesiune pe tema „Apa este un solvent” a fost susținută recent de elevii din satul Mirny. Întâlnirea a fost deschisă de Kostya Pogodin, care a amintit tuturor celor prezenți de o altă proprietate uimitoare a apei: multe substanțe din apă se pot descompune în particule minuscule invizibile, adică se pot dizolva. Prin urmare, apa este un bun solvent pentru multe substanțe. După aceea, Masha a propus să efectueze experimente și să identifice modalități prin care ar fi posibil să se obțină un răspuns la întrebarea dacă o substanță se dizolvă în apă sau nu.

U. Vă propun la o întâlnire de club să determinați solubilitatea în apă a unor substanțe precum sarea de masă, zahărul, nisipul de râu și argila.
Să presupunem ce substanță, în opinia ta, se va dizolva în apă și care nu. Exprimați-vă presupunerile, presupunerile și continuați afirmația: (Diapozitivul 3)

U. Să ne gândim împreună ce ipoteze vom confirma. (Diapozitivul 3)
Să presupunem... (sarea se va dizolva în apă)
Să spunem... (zahărul se va dizolva în apă)
Poate... (nisipul nu se va dizolva în apă)
Ce se întâmplă dacă... (argila nu se va dizolva în apă)

U. Hai, și vom face experimente care ne vor ajuta să ne dăm seama. Înainte de muncă, președintele vă va aminti regulile de desfășurare a experimentelor și va distribui carduri pe care sunt tipărite aceste reguli. (Diapozitivul 4)
P. Uită-te la ecranul unde sunt scrise regulile.
„Reguli pentru efectuarea experimentelor”
Toate echipamentele trebuie manipulate cu grijă. Nu numai că pot fi rupte, ci pot fi și rănite.
În timpul muncii, nu poți doar să stai, ci și să stai în picioare.
Experimentul este condus de unul dintre elevi (vorbitorul), restul observă în tăcere sau, la cererea vorbitorului, îl ajută.
Schimbul de opinii asupra rezultatelor experimentului începe numai după ce vorbitorul îi permite să înceapă.
Trebuie să vorbiți unul cu celălalt în liniște, fără a-i deranja pe ceilalți.
Apropierea de masă și schimbarea echipamentului de laborator este posibilă numai cu permisiunea președintelui.

IV. Munca practica
U. Îi propun președintelui să aleagă un „consultant” care va citi cu voce tare din manual procedura de desfășurare a primului experiment. (Diapozitivul 5)
1) P. Experimentați cu sare de masă. Verificați dacă sarea de masă se dizolvă în apă.
Un „consultant” din fiecare laborator ia unul dintre seturile pregătite și efectuează un experiment cu sare de masă. Apa fiartă se toarnă într-un pahar transparent. Turnați o cantitate mică de sare de masă în apă. Grupul observă ce se întâmplă cu cristalele de sare și gustă apa.
Președintele (ca în jocul KVN) citește aceeași întrebare fiecărui grup, iar reprezentanții laboratoarelor le răspund.

P. (Diapozitivul 6) S-a schimbat transparența apei? (Transparența nu s-a schimbat)
S-a schimbat culoarea apei? (Culoarea nu s-a schimbat)
S-a schimbat gustul apei? (Apa a devenit sărată)
Putem spune că sarea a dispărut? (Da, a dispărut, a dispărut, nu este vizibilă)

U. Faceți o concluzie. (Sare dizolvată) (Diapozitivul 6)
P. Rog pe toată lumea să continue cu al doilea experiment, pentru care este necesar să se folosească filtre.
U. Ce este un filtru? (Un dispozitiv, dispozitiv sau structură pentru purificarea lichidelor, gazelor din particule solide, impurități.) (Diapozitivul 7)
U. Citiți cu voce tare procedura de efectuare a experimentului cu filtrul. (Diapozitivul 8)
Elevii trec apă cu sare printr-un filtru, observă și examinează gustul apei.

P. (Diapozitivul 9) A mai rămas sare pe filtru? (Nu a mai rămas sare comestibilă pe filtru)

Ai reușit să scoți sarea din apă? (Sare de masă trecută prin filtru cu apă)
U. Trageți o concluzie din observațiile dvs. (Sare dizolvată în apă) (Diapozitivul 9)
U. Ipoteza ta a fost confirmată?
U. Bine! Bine făcut!
U. Scrie rezultatele experimentului în scris în Caietul pentru muncă independentă (p. 30). (Diapozitivul 10)

2) P. (Diapozitivul 11) Să facem din nou același experiment, dar în loc de sare, puneți o linguriță de zahăr granulat.
Un „consultant” din fiecare laborator ia un al doilea set și face un experiment cu zahăr. Apa fiartă se toarnă într-un pahar transparent. Se toarnă o cantitate mică de zahăr în apă. Grupul observă ce se întâmplă și examinează gustul apei.
P. (Diapozitivul 12) S-a schimbat transparența apei? (Transparența apei nu s-a schimbat)
S-a schimbat culoarea apei? (Culoarea apei nu s-a schimbat)
S-a schimbat gustul apei? (Apa a devenit dulce)
Putem spune că zahărul a dispărut? (Zahărul a devenit invizibil în apă, apa l-a dizolvat)
U. Faceți o concluzie. (Zahăr dizolvat) (Diapozitivul 12)
U. Treci apa cu zahar printr-un filtru de hartie. (Diapozitivul 13)
Elevii trec apa cu zahăr printr-un filtru, observă și examinează gustul apei.
P. (Diapozitivul 14) A mai rămas zahăr pe filtru? (Zahărul nu este vizibil pe filtru)
S-a schimbat gustul apei? (Gustul apei nu s-a schimbat)
Ați reușit să curățați apa de zahăr? (Apa nu a putut fi purificată din zahăr, împreună cu apa a trecut prin filtru)
U. Faceți o concluzie. (Zahăr dizolvat în apă) (Diapozitivul 14)
U. S-a confirmat ipoteza?
W. Corect. Bine făcut!
U. Scrie rezultatele experimentului în scris într-un caiet pentru muncă independentă. (Diapozitivul 15)

3) P. (Diapozitivul 16) Să verificăm afirmațiile și să realizăm un experiment cu nisip de râu.
U. Citiţi în manual procedura de desfăşurare a experimentului.
Experimentați cu nisipul de râu. Se amestecă o linguriță de nisip de râu într-un pahar cu apă. Lăsați amestecul să stea. Observați ce se întâmplă cu boabele de nisip și apă.
P. (Diapozitivul 17) S-a schimbat transparența apei? (Apa a devenit tulbure, murdară)
S-a schimbat culoarea apei? (Culoarea apei s-a schimbat)
Au dispărut boabele? (Boabele mai grele de nisip se scufundă în fund, în timp ce cele mai mici plutesc în apă, făcându-l tulbure)
U. Faceți o concluzie. (Nisipul nu s-a dizolvat) (Diapozitivul 17)
U. (Diapozitivul 18) Treceți conținutul paharului printr-un filtru de hârtie.
Elevii trec apă cu zahăr printr-un filtru, observați.
P. (Diapozitivul 19) Ce trece prin filtru și ce rămâne pe el? (Apa trece prin filtru, dar nisipul de râu rămâne pe filtru și boabele de nisip sunt clar vizibile)
Apa a fost curățată de nisip? (Filtrul ajută la curățarea apei de particulele care nu se dizolvă în ea)
U. Faceți o concluzie. (Nisipul de râu nu s-a dizolvat în apă) (Diapozitivul 19)
U. A fost corectă ipoteza dvs. despre solubilitatea nisipului în apă?
U. Grozav! Bine făcut!
U. Scrie rezultatele experimentului în scris într-un caiet pentru muncă independentă. (Diapozitivul 20)

4) P. (Diapozitivul 21) Faceți același experiment cu o bucată de lut.
Experimentați cu argila. Se amestecă o bucată de lut într-un pahar cu apă. Lăsați amestecul să stea. Observați ce se întâmplă cu argila și apa.
P. (Diapozitivul 22) S-a schimbat transparența apei? (Apa s-a înnorat)
S-a schimbat culoarea apei? (Da)
Au dispărut particulele de argilă? (Particulele mai grele se scufundă în fund, în timp ce cele mai mici plutesc în apă, făcându-l tulbure)
U. Faceți o concluzie. (Lutul nu s-a dizolvat în apă) (Diapozitivul 22)
U. (Diapozitivul 23) Treceți conținutul paharului printr-un filtru de hârtie.
P. (Diapozitivul 24) Ce trece prin filtru și ce rămâne pe el? (Apa trece prin filtru, iar particulele nedizolvate rămân pe filtru.)
Apa a fost curățată de lut? (Filtrul a ajutat la curățarea apei de particulele care nu s-au dizolvat în apă)
U. Faceți o concluzie. (Lutul nu se dizolvă în apă) (Diapozitivul 24)
U. S-a confirmat ipoteza?
U. Bravo! Totul este corect!
U. Rog unul dintre membrii grupului să citească tuturor celor prezenți concluziile scrise în caiet.
U. Are cineva completări, precizări?
U. Să tragem concluzii din experimente. (Diapozitivul 25)

Toate substanțele sunt solubile în apă? (Sare, zahăr granulat dizolvat în apă, dar nisipul și argila nu s-au dizolvat.)
Este întotdeauna posibil să folosiți un filtru pentru a determina dacă o substanță este sau nu solubilă în apă? (Substanțele dizolvate în apă trec prin filtru împreună cu apă, în timp ce particulele care nu se dizolvă rămân pe filtru)
D. Citiți despre solubilitatea substanțelor în apă în manual (pag. 87).
U. Trageți o concluzie despre proprietatea apei ca solvent. (Apa este un solvent, dar nu toate substanțele se dizolvă în ea) (Diapozitivul 25)
U. Îi sfătuiesc pe membrii clubului să citească povestea din cititorul „Apa este un solvent” (p. 46). (Diapozitivul 26)
De ce oamenii de știință nu au reușit încă să obțină apă absolut pură? (Pentru că sute, poate mii de substanțe diferite sunt dizolvate în apă)

U. Cum folosesc oamenii proprietatea apei de a dizolva anumite substanțe?
(Diapozitivul 27) Apa fără gust devine dulce sau sărată datorită zahărului sau sării, deoarece apa se dizolvă și capătă gustul lor. O persoană folosește această proprietate atunci când pregătește alimente: prepară ceai, gătește compot, supe, săruri și conservă legume, pregătește dulceață.
(Diapozitivul 28) Când ne spălăm pe mâini, ne spălăm sau facem baie, când spălăm haine, folosim apă lichidă și proprietatea ei solvent.
(Diapozitivul 29) Gazele, în special oxigenul, se dizolvă și în apă. Datorită acestui fapt, peștii și alții trăiesc în râuri, lacuri, mări. În contact cu aerul, apa dizolvă oxigenul, dioxidul de carbon și alte gaze care se află în ea. Pentru organismele vii care trăiesc în apă, cum ar fi peștii, oxigenul dizolvat în apă este foarte important. Au nevoie de ea pentru a respira. Dacă oxigenul nu s-ar dizolva în apă, corpurile de apă ar fi lipsite de viață. Știind acest lucru, oamenii nu uită să oxigeneze apa din acvariul în care trăiesc peștii sau să facă găuri în iazuri iarna pentru a îmbunătăți viața sub gheață.
(Diapozitivul 30) Când pictăm cu acuarele sau guașă.

U. Fii atent la sarcina scrisă pe tablă. (Diapozitivul 31) Propun să întocmesc un plan colectiv de discurs pe tema „Apa este un solvent”. Discutați-l în laboratoarele dvs.
Ascultarea planurilor pe tema „Apa este un solvent” întocmite de elevi.

U. Să formulăm împreună un plan de vorbire. (Diapozitivul 31)
Plan aproximativ de vorbire pe tema „Apa este un solvent”
Introducere.
Dizolvarea substanțelor în apă.
Concluzii.
Oamenii folosesc proprietatea apei de a dizolva anumite substanțe.
Excursie la „Sala de expoziții”. (Diapozitivul 32)

U. Când pregătiți un raport, puteți folosi literatură suplimentară selectată de băieți, vorbitori asistenți pe tema întâlnirii noastre. (Atrageți atenția elevilor asupra expoziției de cărți, pagini de internet)

V. Rezumatul lecției
Ce proprietate a apei a fost investigată la o întâlnire de club? (Proprietatea apei ca solvent)
La ce concluzie am ajuns examinând această proprietate a apei? (Apa este un solvent bun pentru unele substanțe.)
Crezi că este greu să fii exploratori?
Ce mi s-a părut cel mai dificil, mai interesant?
Cunoștințele dobândite în timpul studiului acestei proprietăți a apei vă vor fi utile în viața ulterioară? (Diapozitivul 33) (Este foarte important să ne amintim că apa este un solvent. Apa dizolvă sărurile, printre care sunt atât benefice, cât și dăunătoare pentru oameni. Prin urmare, nu poți bea apă dintr-o sursă dacă nu știi dacă este curată . Nu degeaba există un proverb printre oameni: „Nu toată apa este de băut.”

VI. Reflecţie
Cum folosim proprietatea apei de a dizolva anumite substanțe în clasele de artă? (Când pictăm cu acuarelă sau guașă)
Vă sugerez, folosind această proprietate a apei, vopsiți apa într-un pahar într-o culoare care se potrivește cel mai bine dispoziției dumneavoastră. (Diapozitivul 34)
„Culoarea galbenă” - veselă, strălucitoare, bună dispoziție.
„Culoarea verde” - calm, echilibrat.
„Culoarea albastră” - o dispoziție tristă, tristă, sumbru.
Arată-ți foile de apă colorată într-un pahar.

VII. Evaluare
Aș dori să mulțumesc președintelui, „consultanților” și tuturor participanților la întâlnire pentru munca lor activă.
VIII. Teme pentru acasă

Faptul că apa este un solvent excelent, știm cu toții încă din copilărie. Dar ce „acțiune magică” are loc în momentul în care se adaugă apă la cutare sau cutare substanță? Și de ce, dacă acest solvent este considerat universal, există totuși acele substanțe - „corbi albi” pe care apa nu le va putea niciodată face?

Secretul este simplu, dar genial. Molecula de apă în sine este neutră din punct de vedere electric. Cu toate acestea, sarcina electrică din interiorul moleculei este distribuită foarte neuniform. Zona atomilor de hidrogen are un „caracter” reglat pozitiv, iar „reședința” oxigenului este renumită pentru încărcătura negativă expresivă.

Dacă energia de atracție a moleculelor de apă față de moleculele unei substanțe prevalează în comparație cu energia de atracție dintre moleculele de apă, atunci substanța se dizolvă. Dacă o astfel de condiție nu este îndeplinită, atunci nici „miracolul”, respectiv, nu are loc.

Principalul „semafor” cu o culoare roșie aprinsă pentru apă sunt grăsimile. De aceea, dacă brusc „răsplătim” hainele cu o pată uleioasă expresivă, expresia „Doar adăugați apă” în această situație nu va fi salvatoare.

Deși, datorită faptului că suntem obișnuiți în mod subconștient să vedem apa ca pe un solvent universal, care practic poate face față oricărei probleme, de multe ori tot încercăm să rezolvăm problema cu apa. Și când nimic nu merge pentru noi, atunci cel mai adesea ne enervăm, dar de fapt, ar trebui să... ne bucurăm. Da, doar bucură-te!

Într-adevăr, din motivul că apa nu poate dizolva grăsimile, putem... trăi. Pentru că tocmai datorită faptului că grăsimile sunt incluse în „lista neagră” pentru apă pe care noi înșine nu le dizolvăm.

Dar sărurile, alcaliile și acizii pentru apă sunt o adevărată „delicie”. Apropo, astfel de proprietăți chimice, din nou, sunt foarte benefice pentru o persoană. La urma urmei, dacă nu ar fi așa, atunci produsele de descompunere ar crea o gură adevărată în organism, iar sângele s-ar îngroșa automat. Prin urmare, dacă o persoană este lipsită de apă, atunci în a 5-a zi moare. În plus, desigur, dacă nu primiți în mod regulat cantitatea necesară (norma „medie” este de 2-3 litri pe zi), sărurile nedizolvate cresc semnificativ riscul apariției pietrelor la rinichi, precum și a vezicii urinare.

Cu toate acestea, bineînțeles, tocmai pentru că apa dizolvă, de exemplu, aceleași săruri pe care nu merită să le transforme într-o „băutură apoasă” necontrolată, stabilind „recorduri” obscure, pur și simplu pentru că o dispută a obligat-o. La urma urmei, acest lucru poate perturba foarte mult echilibrul mineral al organismului.

Apropo, trecând prin sine (atât la propriu, cât și la figurat) și înțelegând esența fizică și chimică a acestui fenomen, este ușor de înțeles rolul apei ca solvent în multe alte domenii ale planurilor atât casnice, cât și industriale.

Soluţie se numește sistem omogen (monofazat) stabil termodinamic, de compoziție variabilă, format din două sau mai multe componente (substanțe chimice). Componentele care alcătuiesc o soluție sunt un solvent și o soluție. De obicei, un solvent este considerat a fi o componentă care există în formă pură în aceeași stare de agregare ca și soluția rezultată (de exemplu, în cazul unei soluții apoase de sare, solventul este, desigur, apă). Dacă ambele componente înainte de dizolvare au fost în aceeași stare de agregare (de exemplu, alcool și apă), atunci componenta care este într-o cantitate mai mare este considerată solvent.

Soluțiile sunt lichide, solide și gazoase.

Soluțiile lichide sunt soluții de săruri, zahăr, alcool în apă. Soluțiile lichide pot fi apoase sau neapoase. Soluțiile apoase sunt soluții în care solventul este apa. Soluțiile neapoase sunt soluții în care lichidele organice (benzen, alcool, eter etc.) sunt solvenți. Soluțiile solide sunt aliaje metalice. Soluții gazoase - aer și alte amestecuri de gaze.

Procesul de dizolvare. Dizolvarea este un proces fizic și chimic complex. În timpul procesului fizic, structura substanței dizolvate este distrusă, iar particulele acesteia sunt distribuite între moleculele de solvent. Un proces chimic este interacțiunea moleculelor de solvent cu particulele de dizolvat. Ca urmare a acestei interacțiuni, solvații. Dacă solventul este apă, atunci solvații rezultați se numesc hidratează. Procesul de formare a solvaților se numește solvatare, procesul de formare a hidraților se numește hidratare. Când soluțiile apoase sunt evaporate, se formează hidrați cristalini - acestea sunt substanțe cristaline, care includ un anumit număr de molecule de apă (apa de cristalizare). Exemple de hidrați cristalini: CuSO4 . 5H20 - sulfat de cupru (II) pentahidrat; FeSO4 . 7H 2 O - sulfat de fier heptahidrat (II).

Procesul fizic de dizolvare continuă cu prelua energie, chimică evidenţierea. Dacă în urma hidratării (solvației) se eliberează mai multă energie decât este absorbită în timpul distrugerii structurii unei substanțe, atunci dizolvarea - exotermic proces. Energia este eliberată în timpul dizolvării NaOH, H 2 SO 4 , Na 2 CO 3 , ZnSO 4 și a altor substanțe. Dacă este nevoie de mai multă energie pentru a distruge structura unei substanțe decât este eliberată în timpul hidratării, atunci dizolvarea - endotermic proces. Absorbția de energie are loc atunci când NaNO 3 , KCl , NH 4 NO 3 , K 2 SO 4 , NH 4 Cl și unele alte substanțe sunt dizolvate în apă.

Se numește cantitatea de energie eliberată sau absorbită în timpul dizolvării efectul termic al dizolvării.

Solubilitate substanța este capacitatea sa de a se distribui într-o altă substanță sub formă de atomi, ioni sau molecule cu formarea unui sistem stabil termodinamic de compoziție variabilă. Caracteristica cantitativă a solubilității este factor de solubilitate, care arată care este masa maximă a unei substanțe care poate fi dizolvată în 1000 sau 100 g de apă la o anumită temperatură. Solubilitatea unei substanțe depinde de natura solventului și a substanței, de temperatură și presiune (pentru gaze). Solubilitatea solidelor crește în general odată cu creșterea temperaturii. Solubilitatea gazelor scade odată cu creșterea temperaturii, dar crește odată cu creșterea presiunii.

În funcție de solubilitatea lor în apă, substanțele sunt împărțite în trei grupe:

1. Foarte solubil (p.). Solubilitatea substanțelor este mai mare de 10 g în 1000 g de apă. De exemplu, 2000 g de zahăr se dizolvă în 1000 g de apă sau 1 litru de apă.

2. Puțin solubil (m.). Solubilitatea substanțelor este de la 0,01 g la 10 g în 1000 g de apă. De exemplu, 2 g de gips (CaSO4 . 2 H 2 O) se dizolvă în 1000 g apă.

3. Practic insolubil (n.). Solubilitatea substanțelor este mai mică de 0,01 g în 1000 g de apă. De exemplu, în 1000 g de apă, 1,5 . 10-3 g AgCI.

Când substanțele sunt dizolvate, se pot forma soluții saturate, nesaturate și suprasaturate.

soluție saturată este soluția care conține cantitatea maximă de dizolvat în condiții date. Când o substanță este adăugată la o astfel de soluție, substanța nu se mai dizolvă.

soluție nesaturată O soluție care conține mai puțin dizolvat decât o soluție saturată în condiții date. Când o substanță este adăugată la o astfel de soluție, substanța încă se dizolvă.

Uneori este posibil să se obțină o soluție în care soluția conține mai mult decât într-o soluție saturată la o anumită temperatură. O astfel de soluție se numește suprasaturată. Această soluție se obține prin răcirea cu grijă a soluției saturate la temperatura camerei. Soluțiile suprasaturate sunt foarte instabile. Cristalizarea unei substanțe într-o astfel de soluție poate fi cauzată de frecarea pereților vasului în care se află soluția cu o tijă de sticlă. Această metodă este utilizată la efectuarea unor reacții calitative.

Solubilitatea unei substanțe poate fi exprimată și prin concentrația molară a soluției sale saturate (secțiunea 2.2).

Solubilitate constantă. Să luăm în considerare procesele care au loc în timpul interacțiunii unui electrolit slab solubil, dar puternic, al sulfatului de bariu BaSO 4 cu apa. Sub acțiunea dipolilor de apă, ionii Ba 2+ și SO 4 2 - din rețeaua cristalină a BaSO 4 vor trece în faza lichidă. Concomitent cu acest proces, sub influența câmpului electrostatic al rețelei cristaline, o parte din ionii Ba 2+ și SO 4 2 - vor precipita din nou (Fig. 3). La o temperatură dată, se va stabili în final un echilibru într-un sistem eterogen: viteza procesului de dizolvare (V 1) va fi egală cu viteza procesului de precipitare (V 2), adică.

BaSO 4 ⇄ Ba 2+ + SO 4 2 -

solutie solida

Orez. 3. Soluție saturată de sulfat de bariu

Se numește o soluție în echilibru cu faza solidă BaS04 bogat raportat la sulfatul de bariu.

O soluție saturată este un sistem eterogen de echilibru, care este caracterizat printr-o constantă de echilibru chimic:

, (1)

unde a (Ba 2+) este activitatea ionilor de bariu; a(S042-) - activitatea ionilor sulfat;

a (BaSO 4) este activitatea moleculelor de sulfat de bariu.

Numitorul acestei fracții - activitatea BaSO 4 cristalin - este o valoare constantă egală cu unu. Produsul a două constante dă o nouă constantă numită constantă de solubilitate termodinamicăși notăm K s °:

K s ° \u003d a (Ba 2+) . a(SO42-). (2)

Această valoare a fost numită anterior produs de solubilitate și a fost desemnată PR.

Astfel, într-o soluție saturată a unui electrolit puternic slab solubil, produsul activităților de echilibru ale ionilor săi este o valoare constantă la o temperatură dată.

Dacă acceptăm că într-o soluție saturată a unui electrolit puțin solubil, coeficientul de activitate f~1, atunci activitatea ionilor în acest caz poate fi înlocuită cu concentrațiile lor, deoarece a( X) = f (X) . DIN( X). Constanta de solubilitate termodinamică K s ° se va transforma în constanta de solubilitate de concentrație K s:

K s \u003d C (Ba 2+) . C(SO42-), (3)

unde C(Ba 2+) și C(SO 4 2 -) sunt concentrațiile de echilibru ale ionilor Ba 2+ și SO 4 2 - (mol/l) într-o soluție saturată de sulfat de bariu.

Pentru a simplifica calculele, se utilizează de obicei constanta de solubilitate a concentrației K s, luând f(X) = 1 (Anexa 2).

Dacă un electrolit puternic slab solubil formează mai mulți ioni în timpul disocierii, atunci expresia K s (sau K s °) include puterile corespunzătoare egale cu coeficienții stoichiometrici:

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

Ag3PO4 ⇄ 3 Ag++P043-; K s \u003d C 3 (Ag +) . C (PO 4 3 -).

În general, expresia constantei de solubilitate a concentrației pentru electrolitul A m B n ⇄ m A n+ + n B m - are forma

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

unde C sunt concentrațiile ionilor A n+ și B m într-o soluție saturată de electrolit în mol/l.

Valoarea K s este de obicei folosită numai pentru electroliți, a căror solubilitate în apă nu depășește 0,01 mol/l.

Condiții de precipitații

Să presupunem că c este concentrația reală de ioni ai unui electrolit puțin solubil în soluție.

Dacă C m (A n +) . Cu n (B m -) > K s , atunci se va forma un precipitat, deoarece soluția devine suprasaturată.

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

Proprietățile soluției. Mai jos luăm în considerare proprietățile soluțiilor neelectrolitice. În cazul electroliților, în formulele de mai sus se introduce un coeficient izotonic de corecție.

Dacă o substanță nevolatilă este dizolvată într-un lichid, atunci presiunea vaporilor de saturație peste soluție este mai mică decât presiunea vaporilor de saturație peste solventul pur. Concomitent cu scăderea presiunii vaporilor peste soluție, se observă o modificare a punctului de fierbere și de îngheț al acesteia; punctele de fierbere ale soluțiilor cresc, iar punctele de îngheț scad în comparație cu temperaturile care caracterizează solvenții puri.

Scăderea relativă a punctului de îngheț sau creșterea relativă a punctului de fierbere a unei soluții este proporțională cu concentrația acesteia.

Conceptul de solubilitate este folosit în chimie pentru a descrie proprietățile unui solid care se amestecă și se dizolvă într-un lichid. Numai compușii ionici (încărcați) sunt complet solubili. Pentru nevoi practice, este suficient să vă amintiți câteva reguli sau să le puteți găsi pentru a le folosi dacă este necesar și să aflați dacă anumite substanțe ionice se vor dizolva sau nu în apă. De fapt, un anumit număr de atomi se dizolvă în orice caz, chiar dacă modificările nu sunt vizibile, așa că pentru a efectua experimente precise, uneori este necesar să se calculeze acest număr.

Pași

Folosind reguli simple

1. Aflați mai multe despre compușii ionici.În stare normală, fiecare atom are un anumit număr de electroni, dar uneori poate capta un electron în plus sau poate pierde unul. Ca urmare, a si el, care are o sarcină electrică. Dacă un ion cu sarcină negativă (un electron în plus) se întâlnește cu un ion cu o sarcină pozitivă (fără electron), se leagă împreună, ca polii opuși ai doi magneți. Ca rezultat, se formează un compus ionic.

   • Se numesc ionii cu sarcină negativă anioniiși ioni cu sarcină pozitivă - cationi.
   • În stare normală, numărul de electroni dintr-un atom este egal cu numărul de protoni, drept urmare atomul este neutru din punct de vedere electric.

2. Aflați mai multe despre solubilitate. Moleculele de apă (H 2 O) au o structură particulară care le face să arate ca un magnet: au o sarcină pozitivă de la un capăt și o sarcină negativă de la celălalt. Atunci când un compus ionic este plasat în apă, acești „magneți” de apă se adună în jurul moleculelor sale și tind să atragă ionii pozitivi și negativi unul de celălalt. Moleculele unor compuși ionici nu sunt foarte puternice și astfel de substanțe solubilîn apă, deoarece moleculele de apă trag ionii unul de celălalt și îi dizolvă. În alți compuși, ionii sunt legați mai strâns și ei insolubil, deoarece moleculele de apă nu sunt capabile să despartă ionii.

   • În moleculele unor compuși, legăturile interne sunt comparabile ca forță cu acțiunea moleculelor de apă. Se numesc astfel de conexiuni ușor solubil, deoarece o parte semnificativă din moleculele lor se disociază, deși altele rămân nedizolvate.

3. Învață regulile de solubilitate. Deoarece interacțiunea dintre atomi este descrisă de legi destul de complexe, nu este întotdeauna posibil să spunem imediat care substanțe se dizolvă și care nu. Găsiți unul dintre ionii compusului în descrierea de mai jos a modului în care diferite substanțe se comportă de obicei. După aceea, acordați atenție celui de-al doilea ion și verificați dacă această substanță nu este o excepție din cauza interacțiunii neobișnuite a ionilor.

   • Să presupunem că aveți de-a face cu clorură de stronțiu (SrCl 2). Localizați pașii de mai jos (cu caractere aldine) pentru ionii Sr și Cl. Cl „de obicei solubil”; după aceea, uită-te la excepțiile de mai jos. Ionii Sr nu sunt menționați acolo, așa că compusul SrCl trebuie să fie solubil în apă.
   • Sub regulile relevante sunt cele mai frecvente excepții. Există și alte excepții, dar este puțin probabil să le întâlniți la cursul de chimie sau în laborator.

4. Compușii sunt solubili dacă conțin ioni de metale alcaline, adică Li + , Na + , K + , Rb + și Cs + . Acestea sunt elementele grupei IA a tabelului periodic: litiu, sodiu, potasiu, rubidiu și cesiu. Aproape toți compușii simpli ai acestor elemente sunt solubili.

   • Excepție: compusul Li3PO4 este insolubil.

5. Compuşii ionilor NO3-, C2H3O2-, NO2-, Cl03- şi Cl04- sunt solubili. Aceștia se numesc ioni de nitrat, acetat, nitriți, clorat și, respectiv, perclorat. Ionul acetat este adesea abreviat ca OAc.

   • Excepții: Ag(OAc) (acetat de argint) şi Hg(OAc)2 (acetat de mercur) sunt insolubile.
   • AgNO 2 - și KClO 4 - sunt doar „puțin solubile”.

6. Compușii ionilor Cl-, Br- și I- sunt de obicei solubili. Ionii de clor, brom și iod formează respectiv cloruri, boruri și ioduri, care se numesc săruri de halogen. Aceste săruri sunt aproape întotdeauna solubile.

   • Excepție: dacă al doilea ion din pereche este un ion de argint Ag + , mercur Hg 2 2+ sau plumb Pb 2+ , sarea este insolubilă. Același lucru este valabil și pentru halogenii mai puțin obișnuiți cu ioni de cupru Cu + și taliu Tl + .

7. Compușii ionului SO 4 2- (sulfații) sunt de obicei solubili. De regulă, sulfații se dizolvă în apă, dar există câteva excepții.

   • Excepții: sulfații următorilor ioni sunt insolubili: stronțiu Sr 2+, bariu Ba 2+, plumb Pb 2+, argint Ag+, calciu Ca 2+, radiu Ra 2+ și argint bivalent Hg 2 2+. Rețineți că sulfatul de argint și sulfatul de calciu sunt încă ușor solubile în apă și sunt uneori considerate ușor solubile.

8. Compușii OH- și S2- sunt insolubili în apă. Aceștia sunt ioni de hidroxid și, respectiv, sulfură.

   • Excepții: Vă amintiți metalele alcaline (grupa IA) și cât de solubili sunt aproape toți compușii lor? Deci, ionii Li + , Na + , K + , Rb + și Cs + formează hidroxizi și sulfuri solubili. În plus, sărurile de calciu Ca2+, stronțiul Sr2+ și bariu Ba2+ (grupa IIA) sunt solubile. Rețineți că o parte semnificativă a moleculelor de hidroxid ale acestor elemente încă nu se dizolvă, prin urmare, acestea sunt uneori considerate „prost solubile”.

9. Compușii ionilor CO32- și PO43- sunt insolubili. Acești ioni formează carbonați și fosfați, care sunt de obicei insolubili în apă.

   • Excepții: acești ioni formează compuși solubili cu ioni de metale alcaline: Li + , Na + , K + , Rb + și Cs + , precum și cu amoniu NH 4 + .

   Folosind produsul de solubilitate K sp

   1. Găsiți produsul de solubilitate K sp (aceasta este o constantă). Fiecare compus are propria sa constantă K sp . Valorile sale pentru diferite substanțe sunt date în cărțile de referință și pe site-ul web (în engleză). Valorile produsului de solubilitate sunt determinate experimental și pot diferi semnificativ unele de altele în diferite surse, deci este mai bine să utilizați tabelul pentru K sp în manualul dvs. de chimie, dacă un astfel de tabel este disponibil. Dacă nu este menționat altfel, majoritatea tabelelor indică produsul de solubilitate la 25 °C.

      • De exemplu, dacă dizolvați iodură de plumb PbI 2 , găsiți produsul de solubilitate pentru aceasta. Site-ul web bilbo.chm.uri.edu listează o valoare de 7,1×10–9.

   2. Scrieți ecuația chimică. Mai întâi, determinați în ce ioni se va descompune molecula substanței atunci când este dizolvată. Apoi scrieți o ecuație cu K sp pe o parte și ionii corespunzători pe cealaltă.

      • În exemplul nostru, molecula de PbI 2 este împărțită într-un ion Pb 2+ și doi ioni I -. În acest caz, este suficient să se stabilească sarcina unui singur ion, deoarece soluția în ansamblu va fi neutră.
      • Scrieți ecuația: 7,1 × 10 -9 \u003d 2.

   3. Transformați ecuația pentru a o rezolva. Rescrie ecuația în formă algebrică simplă. Folosește ceea ce știi despre numărul de molecule și ioni. Înlocuiți valoarea necunoscută x pentru numărul de atomi ai compusului dizolvat și exprimați numărul de ioni în termeni de x.

      • În exemplul nostru, este necesar să rescriem următoarea ecuație: 7,1 × 10 -9 \u003d 2.
      • Deoarece există un singur atom de plumb (Pb) în compus, numărul de molecule dizolvate va fi egal cu numărul de ioni de plumb liberi. Deci putem echivala și cu x.
      • Deoarece există doi ioni de iod (I) pentru fiecare ion de plumb, numărul de atomi de iod ar trebui să fie egal cu 2x.
      • Rezultă ecuația 7,1×10 -9 = (x)(2x) 2 .

   4. Permiteți ioni comuni dacă este necesar. Omiteți acest pas dacă substanța este solubilă în apă pură. Cu toate acestea, dacă utilizați o soluție care conține deja unul sau mai mulți dintre ionii de interes ("ioni totali"), solubilitatea poate fi redusă semnificativ. Efectul ionilor comuni este vizibil în special pentru substanțele slab solubile și, în astfel de cazuri, se poate presupune că marea majoritate a ionilor dizolvați au fost deja prezenți în soluție mai devreme. Rescrieți ecuația și luați în considerare concentrațiile molare cunoscute (moli pe litru sau M) ale ionilor deja dizolvați. Corectați valorile x necunoscute pentru acești ioni.

      • De exemplu, dacă iodură de plumb este deja prezentă în soluție la o concentrație de 0,2M, ecuația trebuie rescrisă după cum urmează: 7,1×10 -9 = (0,2M+x)(2x) 2 . Deoarece 0,2M este mult mai mare decât x, ecuația poate fi scrisă ca 7,1×10 –9 = (0,2M)(2x) 2 .

   5. Rezolvați ecuația. Găsiți valoarea x pentru a afla cât de solubil este acest compus. Având în vedere definirea produsului de solubilitate, răspunsul va fi exprimat în moli de solut pe litru de apă. Este posibil să aveți nevoie de un calculator pentru a calcula rezultatul final.

      • Pentru dizolvarea în apă pură, adică în absența ionilor comuni, găsim:
      • 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 pe litru de apă. Aceasta este o cantitate foarte mică, deci această substanță este practic insolubilă.

Obiectiv: Să înveți prin experiență care solide se dizolvă în apă și care nu se dizolvă în apă.

Educational:

• Să familiarizeze elevii cu conceptele: substanţe solubile şi insolubile.
• Învață să demonstrezi empiric corectitudinea ipotezelor despre solubilitatea (insolubilitatea) solidelor.

corectiv:

Aflați cum să utilizați echipamentul de laborator și să efectuați experimente.

• Dezvoltați discursul prin explicarea muncii depuse.

Educational:

Cultivați perseverența.

• Dezvoltați capacitatea de a comunica și de a lucra în grup.

Tip de lecție: lucru de laborator.

Mijloace didactice: manual „Științe naturale” N.V. Koroleva, E.V. Makarevici

Echipamente pentru lucrul de laborator: pahare, filtre, instrucțiuni. Solide: sare, zahăr, sifon, nisip, cafea, amidon, pământ, cretă, argilă.

În timpul orelor

I. Moment organizatoric

W: Salut baieti. Salutați-vă cu ochii. Mă bucur să te văd, ia loc.

. Repetarea trecutului

T: Să repetăm ​​ceea ce știm deja despre apă:

Ce se întâmplă cu apa când este încălzită?
Ce se întâmplă cu apa când se răcește?
Ce se întâmplă cu apa când îngheață?
Care sunt cele trei stări în care apa apare în natură?

W: Ce oameni buni sunteți! Toată lumea știe!

III. Învățarea de materiale noi

(Sunt de acord cu elevii în prealabil asupra grupelor cu care vor lucra, băieții înșiși aleg șeful laboratorului (se poate selecta un alt copil la o altă lecție de laborator), care scrie indicatorii de experiență într-un tabel și face comentarii orale când completarea părții finale a tabelului - rezultatul.)

U: Băieți, astăzi în munca de laborator vom afla ce substanțe se poate dizolva apa și care nu. Deschide un caiet, notează data și subiectul lecției „Substanțe solubile și insolubile în apă”. ( Ma atasez la placa.) Care este scopul lecției de astăzi?

R: Aflați ce substanțe se dizolvă în apă și care nu. ( Ma atasez la placa.)

U: Toate substanțele din natură pot fi împărțite în două grupe: solubile și insolubile. Ce substanțe pot fi numite solubil? (Verificați manualul p.80:2) Substantele solubile in apa sunt cele care, atunci cand sunt introduse in apa, devin invizibile si nu se depun pe filtru in timpul filtrarii.. (Atașat la tablă.)

T: Și ce substanțe pot fi numite insolubil? (verificați manualul p.47-2) Substanțe insolubile în apă - cele care nu se dizolvă în apă și se depun pe filtru (atașați la tablă).

T: Băieți, ce credeți că avem nevoie pentru a finaliza munca de laborator?

R: Apa, unele substante, pahare, filtru ( Arăt apa din decantor; pahare umplute cu substanțe: sare, zahăr, sifon, nisip, cafea, amidon, cretă, argilă; pahare goale, filtru).

Î: Ce este un filtru?

R: Dispozitiv pentru purificarea lichidelor din substanțele insolubile în el care se depun pe el.

U: Și ce mijloace improvizate pot fi folosite pentru a face un filtru? Bine făcut! Și vom folosi vată ( Am pus o bucată de bumbac în pâlnie).

T: Dar înainte de a începe munca de laborator, să completăm tabelul (tabelul este desenat pe tablă, eu folosesc două culori de creioane, dacă elevii presupun că substanța este complet solubilă în apă, atunci marchez „+” în a doua coloană; dacă elevii presupun că substanța rămâne pe filtru, atunci „+” în a treia coloană și invers; cu cretă colorată fixez rezultatul așteptat în a patra coloană - P (solubil) sau H (insolubil) ))

	Ipotezele noastre		Rezultat
	Solubilitate	Filtrare
1. Apa + nisip	–	+	H
2. Apă + argilă
3. Apa + cafea
4. Apă + amidon
5. Apa + sifon
6. Apă + pământ
7. Apă + zahăr
8. Apă + cretă

U: Și după ce am făcut munca de laborator, vom compara ipotezele noastre cu rezultatele obținute.

T: Fiecare laborator va testa două solide, toate rezultatele vor fi înregistrate în raportul Substanțe solubile și insolubile în apă. Atasamentul 1

U: Băieți, aceasta este prima voastră muncă independentă de laborator și înainte de a începe să o faceți, ascultați procedura sau instrucțiunile. ( Distribuim la fiecare laborator, după citire discutăm.)

Lucrări de laborator

(Ajut dacă este necesar. Poate fi dificil să filtrezi soluția de cafea, deoarece filtrul se va păta. Pentru a facilita completarea rapoartelor, sugerez să folosești frazele pe care le atașez la tablă. Anexa 3.)

T: Acum să ne verificăm ipotezele. Șefi de laboratoare, verificați dacă raportul dvs. este semnat și comentați rezultatele obținute prin experiență. (Șeful laboratorului raportează, fixând rezultatul cu o bucată de cretă de altă culoare)

U: Băieți, ce substanțe pentru cercetare s-au dovedit a fi solubile? Ce nu sunt? Câte meciuri au fost? Bine făcut. Aproape toate presupunerile noastre au fost confirmate.

VI. Întrebări pentru consolidare

U: Băieți, unde folosește o persoană o soluție de sare, zahăr, sifon, nisip, cafea, amidon, argilă?

VII. Rezumatul lecției

T: Care este scopul nostru astăzi? L-ai completat? Suntem grozavi? Sunt foarte multumit de tine! Și le dau tuturor „excelent”.

VIII. Teme pentru acasă

T: Citiți textul pentru lectură extracurriculară de la pagina 43, răspundeți la întrebări.

Ridicați-vă, vă rog, acei tipi cărora nu le-a plăcut lecția noastră. Vă mulțumesc pentru onestitate. Și acum cei cărora le-a plăcut munca noastră. Mulțumesc. La revedere tuturor.