Látky, ktoré sa nerozpúšťajú vo vode. Lekcia „Schopnosť vody rozpúšťať pevné látky (soľ, cukor atď.)

Amanbayeva Zhanar Zhumabekovna
Aktobe región Shalkar
Stredná škola č.5
Predmet: Základná škola

Téma: Voda je rozpúšťadlo. Látky rozpustné a nerozpustné vo vode.
Cieľ hodiny: poskytnúť predstavu o vode ako rozpúšťadle, o rozpustných a nerozpustných látkach; zaviesť pojem „filter“ s najjednoduchšími spôsobmi stanovenia rozpustných a nerozpustných látok; pripraviť správu na tému „Voda je rozpúšťadlo“.
Vybavenie a názorné pomôcky: učebnice, čítačky, zošity na samostatnú prácu; súpravy: poháre prázdne a s prevarenou vodou; krabice s kuchynskou soľou, cukrom, riečnym pieskom, hlinou; lyžičky, lieviky, filtre na papierové obrúsky; kvaš (vodové farby), štetce a listy na odraz; prezentácia v Power Point, multimediálny projektor, plátno.

POČAS VYUČOVANIA
I. Organizačný moment
U. Dobré ráno všetkým! (Snímka 1)
Pozývam Vás na tretie stretnutie školského vedeckého krúžku "My a svet okolo nás."
II. Správa o téme a účele lekcie
učiteľ. Dnes máme hostí, učiteľov z iných škôl, ktorí prišli na stretnutie klubu. Navrhujem predsedovi klubu Poroshine Anastasii, aby otvoril schôdzu.
predseda. Dnes sme sa zišli na klubovom stretnutí na tému „Voda je rozpúšťadlo“. Úlohou pre všetkých prítomných je vypracovať správu na tému „Voda je rozpúšťadlo“. V tejto lekcii sa opäť stanete výskumníkmi vlastností vody. Tieto vlastnosti budete študovať vo svojich laboratóriách, s pomocou "konzultantov" - Michaila Makarenkova, Olesy Starkovej a Julie Steniny. Každé laboratórium bude musieť vykonať nasledujúcu úlohu: vykonať experimenty a pozorovania a na konci stretnutia prediskutovať plán správy „Voda – rozpúšťadlo“.

III. Učenie sa nového materiálu
U. S dovolením predsedu by som chcel urobiť prvé oznámenie. (Snímka 2) Rovnakú reláciu na tému „Voda je rozpúšťadlo“ mali nedávno študenti z obce Mirny. Stretnutie otvoril Kostya Pogodin, ktorý všetkým prítomným pripomenul ďalšiu úžasnú vlastnosť vody: mnohé látky vo vode sa dokážu rozložiť na neviditeľné drobné čiastočky, teda rozpustiť sa. Voda je preto dobrým rozpúšťadlom pre mnohé látky. Potom Masha navrhla vykonať experimenty a identifikovať spôsoby, ktorými by bolo možné získať odpoveď na otázku, či sa látka rozpúšťa vo vode alebo nie.

U. Navrhujem, aby ste na stretnutí klubu určili rozpustnosť látok ako kuchynská soľ, cukor, riečny piesok a íl vo vode.
Predpokladajme, ktorá látka sa podľa vás vo vode rozpustí a ktorá nie. Vyjadrite svoje predpoklady, dohady a pokračujte vo vyhlásení: (Snímka 3)

U. Zamyslime sa spolu, aké hypotézy potvrdíme. (Snímka 3)
Predpokladajme... (soľ sa rozpustí vo vode)
Povedzme... (cukor sa rozpustí vo vode)
Možno ... (piesok sa nerozpustí vo vode)
Čo ak... (hlina sa vo vode nerozpustí)

U. Poďme a budeme vykonávať experimenty, ktoré nám pomôžu na to prísť. Pred prácou vám predseda pripomenie pravidlá vykonávania experimentov a rozdá karty, na ktorých sú tieto pravidlá vytlačené. (Snímka 4)
P. Pozrite sa na obrazovku, kde sú napísané pravidlá.
"Pravidlá vykonávania experimentov"
So všetkým zariadením sa musí zaobchádzať opatrne. Môžu sa nielen zlomiť, ale aj zraniť.
Počas práce môžete nielen sedieť, ale aj stáť.
Experiment vedie jeden zo študentov (hovoriaci), ostatní ticho pozorujú alebo mu na požiadanie hovoriaceho pomáhajú.
Výmena názorov na výsledky experimentu sa začína až potom, čo mu rečník dovolí začať.
Musíte spolu hovoriť potichu, bez toho, aby ste rušili ostatných.
Pristupovanie k stolu a výmena laboratórneho vybavenia je možná len s povolením predsedu.

IV. Praktická práca
U. Navrhujem, aby predseda zvolil „konzulta“, ktorý nahlas prečíta z učebnice postup pri realizácii prvého pokusu. (Snímka 5)
1) P. Experimentujte s kuchynskou soľou. Skontrolujte, či sa kuchynská soľ rozpúšťa vo vode.
„Konzultant“ z každého laboratória vezme jednu z pripravených súprav a urobí experiment s kuchynskou soľou. Prevarená voda sa naleje do priehľadného pohára. Do vody nasypte malé množstvo kuchynskej soli. Skupina pozoruje, čo sa deje s kryštálmi soli a ochutnáva vodu.
Predseda (ako v hre KVN) prečíta každej skupine rovnakú otázku a zástupcovia laboratórií na ne odpovedajú.

P. (Snímka 6) Zmenila sa priehľadnosť vody? (Transparentnosť sa nezmenila)
Zmenila sa farba vody? (Farba sa nezmenila)
Zmenila sa chuť vody? (Voda sa zmenila na slanú)
Dá sa povedať, že soľ zmizla? (Áno, zmizla, zmizla, nie je viditeľná)

U. Urobte záver. (Soľ rozpustená) (Snímka 6)
P. Prosím všetkých, aby pristúpili k druhému experimentu, na ktorý je potrebné použiť filtre.
U. Čo je filter? (Zariadenie, zariadenie alebo konštrukcia na čistenie kvapalín, plynov z pevných častíc, nečistôt.) (Snímka 7)
U. Prečítajte si nahlas postup vykonania experimentu s filtrom. (Snímka 8)
Žiaci prepúšťajú vodu so soľou cez filter, pozorujú a skúmajú chuť vody.

P. (Snímka 9) Zostala na filtri nejaká soľ? (Na filtri nezostala žiadna jedlá soľ)

Podarilo sa vám odstrániť soľ z vody? (Sulová soľ prešla cez filter s vodou)
U. Zo svojich pozorovaní urobte záver. (Soľ rozpustená vo vode) (Snímka 9)
U. Potvrdila sa vaša hypotéza?
U. V poriadku! Výborne!
U. Výsledky pokusu zapíšte písomne ​​do Zápisníka na samostatnú prácu (s. 30). (Snímka 10)

2) P. (Snímka 11) Zopakujme rovnaký pokus, ale namiesto soli dáme lyžičku kryštálového cukru.
„Konzultant“ z každého laboratória si vezme druhú súpravu a vykoná experiment s cukrom. Prevarená voda sa naleje do priehľadného pohára. Do vody nasypte malé množstvo cukru. Skupina pozoruje, čo sa deje, a skúma chuť vody.
P. (Snímka 12) Zmenila sa priehľadnosť vody? (Priehľadnosť vody sa nezmenila)
Zmenila sa farba vody? (Farba vody sa nezmenila)
Zmenila sa chuť vody? (Voda sa zmenila na sladkú)
Môžeme povedať, že cukor je preč? (Cukor sa stal vo vode neviditeľným, voda ho rozpustila)
U. Urobte záver. (Cukor rozpustený) (Snímka 12)
U. Vodu s cukrom precedíme cez papierový filter. (Snímka 13)
Žiaci prepúšťajú vodu s cukrom cez filter, pozorujú a skúmajú chuť vody.
P. (Snímka 14) Zostal na filtri nejaký cukor? (Cukor nie je viditeľný na filtri)
Zmenila sa chuť vody? (Chuť vody sa nezmenila)
Podarilo sa vám vyčistiť vodu od cukru? (Vodu nebolo možné vyčistiť od cukru, spolu s vodou prešla cez filter)
U. Urobte záver. (Cukor rozpustený vo vode) (Snímka 14)
U. Potvrdila sa hypotéza?
W. Správne. Výborne!
U. Výsledky pokusu zapíšte písomne ​​do zošita na samostatnú prácu. (Snímka 15)

3) P. (Snímka 16) Skontrolujte tvrdenia a urobte experiment s riečnym pieskom.
U. Prečítajte si v učebnici postup pri vykonávaní experimentu.
Experimentujte s riečnym pieskom. Lyžičku riečneho piesku rozmiešajte v pohári vody. Zmes necháme odstáť. Pozorujte, čo sa stane so zrnkami piesku a vody.
P. (Snímka 17) Zmenila sa priehľadnosť vody? (Voda sa zakalila, zašpinila)
Zmenila sa farba vody? (Farba vody sa zmenila)
Sú zrná preč? (Ťažšie zrnká piesku klesajú na dno, zatiaľ čo menšie plávajú vo vode a zakaľujú ju)
U. Urobte záver. (Piesok sa nerozpustil) (Snímka 17)
U. (Snímka 18) Prelejte obsah pohára cez papierový filter.
Žiaci prepúšťajú vodu s cukrom cez filter, pozorujú.
P. (Snímka 19) Čo prejde cez filter a čo na ňom zostane? (Voda prejde cez filter, ale riečny piesok zostáva na filtri a zrnká piesku sú jasne viditeľné)
Bola voda očistená od piesku? (Filter pomáha čistiť vodu od častíc, ktoré sa v nej nerozpustia)
U. Urobte záver. (riečny piesok sa nerozpustil vo vode) (snímka 19)
U. Bol váš predpoklad o rozpustnosti piesku vo vode správny?
U. Skvelé! Výborne!
U. Výsledky pokusu zapíšte písomne ​​do zošita na samostatnú prácu. (Snímka 20)

4) P. (Snímka 21) Vykonajte rovnaký pokus s kúskom hliny.
Experimentujte s hlinou. Rozmiešajte kúsok hliny v pohári vody. Zmes necháme odstáť. Pozorujte, čo sa deje s hlinou a vodou.
P. (Snímka 22) Zmenila sa priehľadnosť vody? (Voda sa zakalila)
Zmenila sa farba vody? (Áno)
Zmizli čiastočky hliny? (Ťažšie častice klesajú ku dnu, zatiaľ čo menšie plávajú vo vode a zakaľujú ju)
U. Urobte záver. (Hlina sa nerozpustila vo vode) (Snímka 22)
U. (Snímka 23) Prelejte obsah pohára cez papierový filter.
P. (Snímka 24) Čo prejde cez filter a čo na ňom zostane? (Voda prechádza cez filter a nerozpustené častice zostávajú na filtri.)
Bola voda vyčistená od hliny? (Filter pomohol vyčistiť vodu od častíc, ktoré sa vo vode nerozpustili)
U. Urobte záver. (Hlina sa nerozpúšťa vo vode) (Snímka 24)
U. Potvrdila sa hypotéza?
U. Výborne! Všetko je správne!
U. Požiadam jedného z členov skupiny, aby všetkým prítomným prečítal závery napísané v zošite.
U. Má niekto nejaké dodatky, upresnenia?
U. Urobme závery z experimentov. (Snímka 25)

Sú všetky látky rozpustné vo vode? (Soľ, granulovaný cukor rozpustený vo vode, ale piesok a hlina sa nerozpustili.)
Je vždy možné použiť filter na zistenie, či je látka rozpustná vo vode alebo nie? (Látky rozpustené vo vode prechádzajú cez filter spolu s vodou, zatiaľ čo častice, ktoré sa nerozpustia, zostávajú na filtri)
D. Prečítajte si o rozpustnosti látok vo vode v učebnici (str. 87).
U. Urobte záver o vlastnosti vody ako rozpúšťadla. (Voda je rozpúšťadlo, ale nie všetky látky sa v nej rozpúšťajú) (Snímka 25)
U. Členom klubu odporúčam, aby si prečítali príbeh v čítačke „Voda je rozpúšťadlo“ (s. 46). (Snímka 26)
Prečo vedci doteraz nedokázali získať absolútne čistú vodu? (Pretože vo vode sú rozpustené stovky, možno tisíce rôznych látok)

U. Ako ľudia využívajú vlastnosť vody na rozpúšťanie určitých látok?
(Snímka 27) Voda bez chuti je sladká alebo slaná vďaka cukru alebo soli, keď sa voda rozpúšťa a získava ich chuť. Túto vlastnosť človek využíva pri príprave jedla: varí čaj, varí kompót, polievky, solí a konzervuje zeleninu, pripravuje džem.
(Snímka 28) Keď si umývame ruky, umývame sa alebo kúpeme, keď perieme oblečenie, používame tekutú vodu a jej rozpúšťadlové vlastnosti.
(Snímka 29) Plyny, najmä kyslík, sa tiež rozpúšťajú vo vode. Vďaka tomu žijú ryby a iné v riekach, jazerách, moriach. Voda pri kontakte so vzduchom rozpúšťa kyslík, oxid uhličitý a ďalšie plyny, ktoré sa v nej nachádzajú. Pre živé organizmy, ktoré žijú vo vode, ako sú ryby, je kyslík rozpustený vo vode veľmi dôležitý. Potrebujú to na dýchanie. Ak by sa kyslík nerozpúšťal vo vode, vodné útvary by boli bez života. Ľudia, ktorí to vedia, nezabúdajú okysličovať vodu v akváriu, kde žijú ryby, alebo v zime vysekávať diery do jazierok, aby zlepšili život pod ľadom.
(Snímka 30) Keď maľujeme vodovými farbami alebo gvašom.

U. Venujte pozornosť úlohe napísanej na tabuli. (Snímka 31) Navrhujem zostaviť spoločný rečový plán na tému „Voda je rozpúšťadlo“. Prediskutujte to vo svojich laboratóriách.
Počúvanie plánov na tému „Voda je rozpúšťadlo“, ktoré zostavili študenti.

U. Poďme všetci spoločne sformulovať rečový plán. (Snímka 31)
Približný plán reči na tému „Voda je rozpúšťadlo“
Úvod.
Rozpúšťanie látok vo vode.
Závery.
Ľudia využívajú vlastnosť vody na rozpúšťanie určitých látok.
Exkurzia do „Výstavnej siene“. (Snímka 32)

U. Pri príprave správy môžete použiť doplnkovú literatúru, ktorú vybrali chlapci, asistenti rečníkov na tému nášho stretnutia. (Upozorniť študentov na výstavu kníh, internetové stránky)

V. Zhrnutie vyučovacej hodiny
Aká vlastnosť vody sa skúmala na stretnutí klubu? (Vlastnosť vody ako rozpúšťadla)
K akému záveru sme dospeli skúmaním tejto vlastnosti vody? (Voda je dobrým rozpúšťadlom pre niektoré látky.)
Myslíte si, že je ťažké byť prieskumníkmi?
Čo sa zdalo najťažšie, najzaujímavejšie?
Budú vám poznatky získané pri štúdiu tejto vlastnosti vody užitočné aj v neskoršom veku? (Snímka 33) (Je veľmi dôležité si uvedomiť, že voda je rozpúšťadlo. Voda rozpúšťa soli, medzi ktorými sú pre človeka prospešné aj škodlivé. Preto nemôžete piť vodu zo zdroja, ak neviete, či je čistý Nie nadarmo sa medzi ľuďmi hovorí: „Nie každá voda je vhodná na pitie.“)

VI. Reflexia
Ako využívame vlastnosť vody na rozpúšťanie určitých látok na hodinách výtvarnej výchovy? (Keď maľujeme vodovými farbami alebo gvašom)
Navrhujem vám, pomocou tejto vlastnosti vody, natrieť vodu v pohári farbou, ktorá najlepšie vyhovuje vašej nálade. (Snímka 34)
"Žltá farba" - radostná, jasná, dobrá nálada.
"Zelená farba" - pokojná, vyrovnaná.
"Modrá farba" - smutná, smutná, ponurá nálada.
Ukážte svoje listy farebnej vody v pohári.

VII. Hodnotenie
Za aktívnu prácu ďakujem predsedovi, „poradcom“ a všetkým účastníkom stretnutia.
VIII. Domáca úloha

To, že voda je vynikajúce rozpúšťadlo, všetci vieme už od detstva. Ale aké „magické pôsobenie“ nastáva v momente, keď sa do tej či onej látky pridá voda? A prečo, ak sa toto rozpúšťadlo považuje za univerzálne, stále existujú látky - „biele vrany“, ktoré voda nikdy nedokáže?

Tajomstvo je jednoduché, ale geniálne. Samotná molekula vody je elektricky neutrálna. Elektrický náboj vo vnútri molekuly je však rozložený veľmi nerovnomerne. Oblasť atómov vodíka má pozitívne ladený „charakter“ a „bydlisko“ kyslíka je známe svojim výrazným negatívnym nábojom.

Ak prevažuje energia príťažlivosti molekúl vody k molekulám látky v porovnaní s energiou príťažlivosti medzi molekulami vody, látka sa rozpustí. Ak takáto podmienka nie je splnená, potom sa „zázrak“ tiež nekoná.

Hlavným „semaforom“ s rozsvietenou červenou farbou pre vodu sú tuky. Preto, ak náhle oblečenie „odmeníme“ výraznou mastnou škvrnou, veta „Stačí pridať vodu“ v tejto situácii nezachráni.

Aj keď, vzhľadom na to, že sme podvedome zvyknutí vnímať vodu ako univerzálne rozpúšťadlo, ktoré si poradí prakticky s akýmkoľvek problémom, často sa predsa len snažíme problém s vodou riešiť. A keď sa nám nič nedarí, najčastejšie sa hneváme, ale v skutočnosti by sme sa mali ... radovať. Áno, len sa radujte!

Skutočne, z toho dôvodu, že voda nedokáže rozpúšťať tuky, môžeme... žiť, pretože práve preto, že tuky sú na „čiernej listine“ vody, ktorú my sami nerozpúšťame.

Ale soli, zásady a kyseliny pre vodu sú skutočnou „lahôdkou“. Mimochodom, také chemické vlastnosti sú pre človeka opäť veľmi prospešné. Ak by to tak totiž nebolo, produkty rozkladu by v tele vytvorili skutočnú skládku a krv by automaticky zhustla. Preto, ak je človek zbavený vody, potom na 5. deň zomrie. Okrem toho, samozrejme, ak pravidelne neprijímate potrebné množstvo ("priemerná" norma je 2-3 litre denne), nerozpustené soli výrazne zvyšujú riziko obličkových kameňov, ale aj močového mechúra.

Avšak, samozrejme, práve preto, že voda rozpúšťa napríklad tie isté soli, sa neoplatí premeniť na nekontrolovaný „vodný nápoj“, ktorý robí drzé „rekordy“, len preto, že si to vynútil nejaký spor. To môže totiž značne narušiť minerálnu rovnováhu organizmu.

Mimochodom, prechodom cez seba (doslova aj obrazne) a pochopením fyzikálno-chemickej podstaty tohto javu je ľahké pochopiť úlohu vody ako rozpúšťadla v mnohých iných oblastiach domácich aj priemyselných plánov.

Riešenie sa nazýva termodynamicky stabilný homogénny (jednofázový) systém premenlivého zloženia, pozostávajúci z dvoch alebo viacerých zložiek (chemikálií). Komponenty, ktoré tvoria roztok, sú rozpúšťadlo a rozpustená látka. Zvyčajne sa za rozpúšťadlo považuje zložka, ktorá existuje vo svojej čistej forme v rovnakom stave agregácie ako výsledný roztok (napríklad v prípade vodného roztoku soli je rozpúšťadlom samozrejme voda). Ak boli obe zložky pred rozpustením v rovnakom stave agregácie (napríklad alkohol a voda), potom sa za rozpúšťadlo považuje zložka, ktorá je vo väčšom množstve.

Roztoky sú kvapalné, pevné a plynné.

Kvapalné roztoky sú roztoky solí, cukru, alkoholu vo vode. Kvapalné roztoky môžu byť vodné alebo nevodné. Vodné roztoky sú roztoky, v ktorých je rozpúšťadlom voda. Nevodné roztoky sú roztoky, v ktorých sú organické kvapaliny (benzén, alkohol, éter atď.) rozpúšťadlami. Tuhé roztoky sú zliatiny kovov. Plynné roztoky - vzduch a iné zmesi plynov.

Proces rozpúšťania. Rozpúšťanie je zložitý fyzikálny a chemický proces. Počas fyzikálneho procesu je štruktúra rozpustenej látky zničená a jej častice sú rozdelené medzi molekuly rozpúšťadla. Chemický proces je interakcia molekúl rozpúšťadla s časticami rozpustenej látky. V dôsledku tejto interakcie solváty. Ak je rozpúšťadlom voda, potom sa výsledné solváty nazývajú hydratuje. Proces tvorby solvátov sa nazýva solvatácia, proces tvorby hydrátov sa nazýva hydratácia. Pri odparovaní vodných roztokov vznikajú kryštalické hydráty - sú to kryštalické látky, ktoré obsahujú určitý počet molekúl vody (kryštalizačná voda). Príklady kryštalických hydrátov: CuSO4 . 5H20 - pentahydrát síranu meďnatého; FeSO4 . 7H20 - heptahydrát síranu železnatého (II).

Fyzikálny proces rozpúšťania pokračuje s prevzatie energie, chemické zvýraznenie. Ak sa v dôsledku hydratácie (solvatácie) uvoľní viac energie, ako sa absorbuje počas deštrukcie štruktúry látky, potom rozpustenie - exotermický proces. Energia sa uvoľňuje pri rozpúšťaní NaOH, H 2 SO 4, Na 2 CO 3, ZnSO 4 a iných látok. Ak je na zničenie štruktúry látky potrebné viac energie, ako sa uvoľní počas hydratácie, potom rozpustenie - endotermický proces. K absorpcii energie dochádza, keď sú NaNO 3, KCl, NH 4 NO 3, K 2 SO 4, NH 4 Cl a niektoré ďalšie látky rozpustené vo vode.

Množstvo energie uvoľnenej alebo absorbovanej počas rozpúšťania sa nazýva tepelný efekt rozpúšťania.

Rozpustnosť látka je jej schopnosť distribuovať sa v inej látke vo forme atómov, iónov alebo molekúl za vzniku termodynamicky stabilného systému premenlivého zloženia. Kvantitatívna charakteristika rozpustnosti je faktor rozpustnosti, ktorý ukazuje, aká je maximálna hmotnosť látky, ktorú je možné pri danej teplote rozpustiť v 1000 alebo 100 g vody. Rozpustnosť látky závisí od povahy rozpúšťadla a látky, od teploty a tlaku (pri plynoch). Rozpustnosť pevných látok sa vo všeobecnosti zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou. Rozpustnosť plynov klesá so zvyšujúcou sa teplotou, ale zvyšuje sa so zvyšujúcim sa tlakom.

Podľa ich rozpustnosti vo vode sa látky delia do troch skupín:

1. Vysoko rozpustný (str.). Rozpustnosť látok je viac ako 10 g v 1000 g vody. Napríklad 2000 g cukru sa rozpustí v 1000 g vody alebo 1 litri vody.

2. Málo rozpustný (m.). Rozpustnosť látok je od 0,01 g do 10 g v 1000 g vody. Napríklad 2 g sadry (CaSO 4 . 2 H 2 O) sa rozpustí v 1000 g vody.

3. Prakticky nerozpustný (n.). Rozpustnosť látok je menšia ako 0,01 g v 1000 g vody. Napríklad v 1000 g vody je 1,5 . 10-3 g AgCl.

Pri rozpustení látok môžu vznikať nasýtené, nenasýtené a presýtené roztoky.

nasýtený roztok je roztok, ktorý za daných podmienok obsahuje maximálne množstvo rozpustenej látky. Keď sa do takéhoto roztoku pridá látka, látka sa už nerozpúšťa.

nenasýtený roztok Roztok, ktorý za daných podmienok obsahuje menej rozpustenej látky ako nasýtený roztok. Keď sa k takémuto roztoku pridá látka, látka sa stále rozpúšťa.

Niekedy je možné získať roztok, v ktorom rozpustená látka obsahuje viac ako v nasýtenom roztoku pri danej teplote. Takéto riešenie sa nazýva presýtené. Tento roztok sa získa opatrným ochladením nasýteného roztoku na teplotu miestnosti. Presýtené roztoky sú veľmi nestabilné. Kryštalizácia látky v takomto roztoku môže byť spôsobená trením stien nádoby, v ktorej sa roztok nachádza, sklenenou tyčinkou. Táto metóda sa používa pri vykonávaní niektorých kvalitatívnych reakcií.

Rozpustnosť látky možno vyjadriť aj molárnou koncentráciou jej nasýteného roztoku (oddiel 2.2).

Konštantná rozpustnosť. Uvažujme o procesoch, ktoré sa vyskytujú pri interakcii slabo rozpustného, ​​ale silného elektrolytu síranu bárnatého BaSO 4 s vodou. Pôsobením vodných dipólov prechádzajú ióny Ba 2+ a SO 4 2 - z kryštálovej mriežky BaSO 4 do kvapalnej fázy. Súčasne s týmto procesom sa vplyvom elektrostatického poľa kryštálovej mriežky opäť vyzráža časť iónov Ba 2+ a SO 4 2 - (obr. 3). Pri danej teplote sa v heterogénnom systéme konečne nastolí rovnováha: rýchlosť procesu rozpúšťania (V 1) sa bude rovnať rýchlosti procesu zrážania (V 2), t.j.

BaSO 4 ⇄ Ba 2+ + SO 4 2 -

tuhý roztok

Ryža. 3. Nasýtený roztok síranu bárnatého

Nazýva sa roztok v rovnováhe s tuhou fázou BaSO 4 bohatý v porovnaní so síranom bárnatým.

Nasýtený roztok je rovnovážny heterogénny systém, ktorý sa vyznačuje chemickou rovnovážnou konštantou:

, (1)

kde a (Ba2+) je aktivita iónov bária; a(SO 4 2-) - aktivita síranových iónov;

a (BaSO 4) je aktivita molekúl síranu bárnatého.

Menovateľom tejto frakcie - aktivita kryštalického BaSO 4 - je konštantná hodnota rovnajúca sa jednej. Súčin dvoch konštánt dáva novú konštantu tzv konštanta termodynamickej rozpustnosti a označte Ks°:

K s ° \u003d a (Ba 2+) . a(S042-). (2)

Táto hodnota sa predtým nazývala produkt rozpustnosti a bola označená ako PR.

V nasýtenom roztoku slabo rozpustného silného elektrolytu je teda produktom rovnovážnych aktivít jeho iónov pri danej teplote konštantná hodnota.

Ak pripustíme, že v nasýtenom roztoku ťažko rozpustného elektrolytu je koeficient aktivity f~1, potom možno aktivitu iónov v tomto prípade nahradiť ich koncentráciami, keďže a( X) = f (X) . S ( X). Termodynamická konštanta rozpustnosti Ks° sa zmení na konštantu koncentračnej rozpustnosti Ks:

Ks \u003d C (Ba 2+) . C(S042-), (3)

kde C(Ba 2+) a C(SO 4 2 -) sú rovnovážne koncentrácie iónov Ba 2+ a SO 4 2 - (mol / l) v nasýtenom roztoku síranu bárnatého.

Pre zjednodušenie výpočtov sa zvyčajne používa konštanta koncentračnej rozpustnosti K s, pričom f(X) = 1 (príloha 2).

Ak slabo rozpustný silný elektrolyt vytvorí počas disociácie niekoľko iónov, potom výraz Ks (alebo Ks °) zahŕňa zodpovedajúce sily rovné stechiometrickým koeficientom:

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

Ag3PO4 ⇄ 3 Ag++ P043-; Ks \u003d C 3 (Ag +) . C (P043-).

Vo všeobecnosti platí výraz pre konštantu koncentračnej rozpustnosti pre elektrolyt A m B n ⇄ m A n++ n B m - má tvar

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

kde C sú koncentrácie iónov A n+ a B m v nasýtenom roztoku elektrolytu v mol/l.

Hodnota K s sa zvyčajne používa len pre elektrolyty, ktorých rozpustnosť vo vode nepresahuje 0,01 mol/l.

Zrážkové pomery

Predpokladajme, že c je skutočná koncentrácia iónov ťažko rozpustného elektrolytu v roztoku.

Ak C m (A n +) . Pri n (B m -) > K s potom vznikne zrazenina, pretože roztok sa presýti.

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

Vlastnosti roztoku. Nižšie uvažujeme o vlastnostiach neelektrolytových roztokov. V prípade elektrolytov sa do vyššie uvedených vzorcov zavádza korekčný izotonický koeficient.

Ak je neprchavá látka rozpustená v kvapaline, potom je tlak nasýtených pár nad roztokom menší ako tlak nasýtených pár nad čistým rozpúšťadlom. Súčasne s poklesom tlaku pár nad roztokom sa pozoruje zmena jeho bodu varu a tuhnutia; teploty varu roztokov sa zvyšujú a teploty tuhnutia klesajú v porovnaní s teplotami charakterizujúcimi čisté rozpúšťadlá.

Relatívny pokles teploty tuhnutia alebo relatívny nárast teploty varu roztoku je úmerný jeho koncentrácii.

Pojem rozpustnosť sa v chémii používa na opis vlastností tuhej látky, ktorá sa mieša s kvapalinou a rozpúšťa sa v nej. Úplne rozpustné sú iba iónové (nabité) zlúčeniny. Pre praktické účely si postačí zapamätať si niekoľko pravidiel alebo ich vedieť nájsť, aby ste ich v prípade potreby použili a zistili, či sa niektoré iónové látky vo vode rozpustia alebo nie. V skutočnosti je určitý počet atómov rozpustený v každom prípade, aj keď zmeny nie sú viditeľné, preto je niekedy potrebné vypočítať toto číslo, aby bolo možné vykonať presné experimenty.

Kroky

Používanie jednoduchých pravidiel

1. Prečítajte si viac o iónových zlúčeninách. V normálnom stave má každý atóm určitý počet elektrónov, ale niekedy môže zachytiť ďalší elektrón alebo jeden stratiť. V dôsledku toho a a on, ktorý má elektrický náboj. Ak sa ión so záporným nábojom (elektrón navyše) stretne s iónom s kladným nábojom (žiadny elektrón), viažu sa k sebe ako opačné póly dvoch magnetov. V dôsledku toho sa vytvorí iónová zlúčenina.

   • Ióny so záporným nábojom sa nazývajú anióny a ióny s kladným nábojom - katiónov.
   • V normálnom stave sa počet elektrónov v atóme rovná počtu protónov, v dôsledku čoho je atóm elektricky neutrálny.

2. Zistite viac o rozpustnosti. Molekuly vody (H 2 O) majú zvláštnu štruktúru, vďaka ktorej vyzerajú ako magnet: na jednom konci majú kladný náboj a na druhom záporný náboj. Keď sa iónová zlúčenina umiestni do vody, tieto „magnety“ vody sa zhromažďujú okolo jej molekúl a majú tendenciu ťahať kladné a záporné ióny od seba. Molekuly niektorých iónových zlúčenín nie sú veľmi silné a také látky rozpustný vo vode, pretože molekuly vody odťahujú ióny od seba a rozpúšťajú ich. V iných zlúčeninách sú ióny pevnejšie viazané a oni nerozpustný, pretože molekuly vody nie sú schopné roztiahnuť ióny.

   • V molekulách niektorých zlúčenín sú vnútorné väzby svojou silou porovnateľné s pôsobením molekúl vody. Takéto spojenia sú tzv mierne rozpustný, pretože významná časť ich molekúl disociuje, hoci iné zostávajú nerozpustené.

3. Naučte sa pravidlá rozpustnosti. Keďže interakcia medzi atómami je opísaná pomerne zložitými zákonmi, nie je vždy možné okamžite povedať, ktoré látky sa rozpúšťajú a ktoré nie. Nájdite jeden z iónov zlúčeniny v popise nižšie, ako sa zvyčajne správajú rôzne látky. Potom venujte pozornosť druhému iónu a skontrolujte, či táto látka nie je výnimkou kvôli nezvyčajnej interakcii iónov.

   • Predpokladajme, že máte do činenia s chloridom strontnatým (SrCl 2). Vyhľadajte kroky nižšie (tučným písmom) pre ióny Sr a Cl. Cl "zvyčajne rozpustný"; potom si pozrite nižšie uvedené výnimky. Ióny Sr tam nie sú uvedené, takže zlúčenina SrCl musí byť rozpustná vo vode.
   • Pod príslušnými pravidlami sú najčastejšie výnimky. Existujú aj ďalšie výnimky, ale je nepravdepodobné, že by ste sa s nimi stretli na hodinách chémie alebo v laboratóriu.

4. Zlúčeniny sú rozpustné, ak obsahujú ióny alkalických kovov, to znamená Li+, Na+, K+, Rb+ a Cs+. Sú to prvky skupiny IA periodickej tabuľky: lítium, sodík, draslík, rubídium a cézium. Takmer všetky jednoduché zlúčeniny týchto prvkov sú rozpustné.

   • Výnimka: zlúčenina Li3P04 je nerozpustná.

5. Zlúčeniny iónov N03-, C2H302-, N02-, Cl03- a Cl04- sú rozpustné. Nazývajú sa dusičnanové, acetátové, dusitanové, chlorečnanové a chloristanové ióny. Acetátový ión sa často označuje skratkou OAc.

   • Výnimky: Ag(OAc) (octan strieborný) a Hg(OAc) 2 (octan ortuťnatý) sú nerozpustné.
   • AgNO 2 - a KClO 4 - sú len "málo rozpustné".

6. Zlúčeniny iónov Cl -, Br - a I - sú zvyčajne rozpustné. Ióny chlóru, brómu a jódu tvoria chloridy, boridy a jodidy, ktoré sa nazývajú halogénové soli. Tieto soli sú takmer vždy rozpustné.

   • Výnimka: ak je druhým iónom v páre ión striebra Ag +, ortuť Hg 2 2+ alebo olovo Pb 2+, soľ je nerozpustná. To isté platí pre menej bežné halogény s iónmi medi Cu + a tália Tl +.

7. Zlúčeniny iónu S042- (sírany) sú zvyčajne rozpustné. Sírany sa spravidla rozpúšťajú vo vode, existuje však niekoľko výnimiek.

   • Výnimky: nerozpustné sú sírany týchto iónov: stroncium Sr 2+, bárium Ba 2+, olovo Pb 2+, striebro Ag +, vápnik Ca 2+, rádium Ra 2+ a dvojmocné striebro Hg 2 2+. Všimnite si, že síran strieborný a síran vápenatý sú stále mierne rozpustné vo vode a niekedy sa považujú za mierne rozpustné.

8. OH- a S2- zlúčeniny sú nerozpustné vo vode. Sú to hydroxidové a sulfidové ióny.

   • Výnimky: pamätáte si alkalické kovy (skupina IA) a ako sú takmer všetky ich zlúčeniny rozpustné? Takže ióny Li +, Na +, K +, Rb + a Cs + tvoria rozpustné hydroxidy a sulfidy. Okrem toho sú rozpustné vápenaté soli Ca 2+, stroncium Sr 2+ a bárium Ba 2+ (skupina IIA). Majte na pamäti, že značná časť molekúl hydroxidu týchto prvkov sa stále nerozpúšťa, preto sa niekedy považujú za "zle rozpustné".

9. Zlúčeniny iónov CO 3 2- a PO 4 3- sú nerozpustné. Tieto ióny tvoria uhličitany a fosforečnany, ktoré sú zvyčajne nerozpustné vo vode.

   • Výnimky: tieto ióny tvoria rozpustné zlúčeniny s iónmi alkalických kovov: Li +, Na +, K +, Rb + a Cs +, ako aj s amónnym NH4 +.

   Použitím produktu rozpustnosti K sp

   1. Nájdite súčin rozpustnosti K sp (toto je konštanta). Každá zlúčenina má svoju konštantu Ksp. Jeho hodnoty pre rôzne látky sú uvedené v referenčných knihách a na webovej stránke (v angličtine). Hodnoty rozpustnosti produktu sú určené experimentálne a môžu sa značne líšiť od zdroja k zdroju, takže je najlepšie použiť tabuľku pre Ksp vo vašej učebnici chémie, ak je k dispozícii. Pokiaľ nie je uvedené inak, väčšina tabuliek uvádza produkt rozpustnosti pri 25 °C.

      • Ak napríklad rozpúšťate jodid olovnatý PbI 2 , nájdite preň produkt rozpustnosti. Webová stránka bilbo.chm.uri.edu uvádza hodnotu 7,1×10–9.

   2. Napíšte chemickú rovnicu. Najprv určite, na ktoré ióny sa molekula látky po rozpustení rozloží. Potom napíšte rovnicu s K sp na jednej strane a zodpovedajúcimi iónmi na druhej strane.

      • V našom príklade je molekula PbI 2 rozdelená na ión Pb 2+ a dva ióny I -. V tomto prípade stačí stanoviť náboj iba jedného iónu, pretože roztok ako celok bude neutrálny.
      • Zapíšte si rovnicu: 7,1 × 10 -9 \u003d 2.

   3. Transformujte rovnicu, aby ste ju vyriešili. Prepíšte rovnicu v jednoduchom algebraickom tvare. Použite to, čo viete o počte molekúl a iónov. Dosaďte neznámu hodnotu x za počet atómov rozpustenej zlúčeniny a vyjadrite počet iónov pomocou x.

      • V našom príklade je potrebné prepísať nasledujúcu rovnicu: 7,1 × 10 -9 \u003d 2.
      • Pretože v zlúčenine je iba jeden atóm olova (Pb), počet rozpustených molekúl sa bude rovnať počtu voľných iónov olova. Môžeme teda dať rovnítko aj x.
      • Pretože na každý olovnatý ión sú dva ióny jódu (I), počet atómov jódu by sa mal rovnať 2x.
      • Výsledkom je rovnica 7,1×10-9 = (x)(2x) 2 .

   4. V prípade potreby ponechajte bežné ióny. Tento krok preskočte, ak je látka rozpustná v čistej vode. Ak však používate roztok, ktorý už obsahuje jeden alebo viacero záujmových iónov („celkové ióny“), rozpustnosť sa môže výrazne znížiť. Účinok bežných iónov je badateľný najmä pri zle rozpustných látkach a v takýchto prípadoch možno predpokladať, že prevažná väčšina rozpustených iónov bola v roztoku už skôr. Prepíšte rovnicu a vezmite do úvahy známe molárne koncentrácie (móly na liter alebo M) už rozpustených iónov. Opravte neznáme hodnoty x pre tieto ióny.

      • Napríklad, ak je už v roztoku prítomný jodid olovnatý v koncentrácii 0,2 M, rovnica by sa mala prepísať takto: 7,1×10-9 = (0,2M+x)(2x)2. Keďže 0,2M je oveľa väčšie ako x, rovnicu možno zapísať ako 7,1×10 –9 = (0,2M)(2x)2.

   5. Vyriešte rovnicu. Nájdite hodnotu x, aby ste zistili, do akej miery je táto zlúčenina rozpustná. Vzhľadom na definíciu produktu rozpustnosti bude odpoveď vyjadrená v móloch rozpustenej látky na liter vody. Na výpočet konečného výsledku možno budete potrebovať kalkulačku.

      • Na rozpustenie v čistej vode, teda v neprítomnosti bežných iónov, nájdeme:
      • 7,1 × 10 –9 = (x) (2x) 2
      • 7,1×10-9 = (x)(4x2)
      • 7,1 x 10-9 = 4 x 3
      • (7,1 × 10-9) / 4 \u003d x 3
      • x = ∛((7,1×10 –9)/4)
      • x= 1,2 x 10 -3 mol na liter vody. Ide o veľmi malé množstvo, preto je táto látka prakticky nerozpustná.

Cieľ: Skúsenosťou sa naučiť, ktoré pevné látky sa vo vode rozpúšťajú a ktoré sa vo vode nerozpúšťajú.

Vzdelávacie:

• Oboznámiť žiakov s pojmami: rozpustné a nerozpustné látky.
• Naučiť sa empiricky dokázať správnosť predpokladov o rozpustnosti (nerozpustnosti) tuhých látok.

Opravné:

Naučte sa používať laboratórne vybavenie a vykonávať experimenty.

• Rozvíjajte reč prostredníctvom vysvetľovania vykonávanej práce.

Vzdelávacie:

Pestujte si vytrvalosť.

• Rozvíjať schopnosť komunikovať a pracovať v skupinách.

Typ vyučovacej hodiny: laboratórna práca.

Učebné pomôcky: učebnica „Prírodoveda“ N.V. Koroleva, E.V. Makarevič

Vybavenie pre laboratórnu prácu: kadičky, filtre, návod. Pevné látky: soľ, cukor, sóda, piesok, káva, škrob, zem, krieda, hlina.

Počas vyučovania

I. Organizačný moment

W: Ahojte chalani. Pozdravte sa navzájom očami. Rád vás vidím, posaďte sa.

. Opakovanie minulosti

T: Zopakujme si, čo už vieme o vode:

Čo sa stane s vodou pri zahriatí?
Čo sa stane s vodou, keď vychladne?
Čo sa stane s vodou, keď zamrzne?
Aké sú tri stavy, v ktorých sa voda vyskytuje v prírode?

Ž: Akí ste dobrí chlapi! Každý vie!

III. Učenie sa nového materiálu

(vopred sa so študentmi dohodnem na skupinách, s ktorými budú pracovať, chalani si sami vyberú vedúceho laboratória (na inej laboratórnej hodine je možné zvoliť aj iné dieťa), ktorý zapisuje ukazovatele skúseností do tabuľky a ústne komentuje pri vypĺňaní poslednej časti tabuľky - výsledok.)

U: Chlapci, dnes v laboratóriu zistíme, ktoré látky môže voda rozpúšťať a ktoré nie. Otvorte si zošit, zapíšte si dátum a tému hodiny „Látky rozpustné a nerozpustné vo vode“. ( Pripájam sa k doske.) Čo je cieľom dnešnej lekcie?

R: Zistite, ktoré látky sa vo vode rozpúšťajú a ktoré nie. ( Pripájam sa k doske.)

U: Všetky látky v prírode možno rozdeliť do dvoch skupín: rozpustné a nerozpustné. Aké látky možno nazvať rozpustný? (Prečítajte si učebnicu str. 80:2) Vo vode rozpustné látky sú tie, ktoré sa po vložení do vody stanú neviditeľnými a neusadzujú sa na filtri počas filtrácie.. (Pripevnené k doske.)

T: A aké látky možno pomenovať nerozpustný? (pozri učebnicu str. 47-2) Látky nerozpustné vo vode – tie, ktoré sa vo vode nerozpúšťajú a usadzujú sa na filtri (pripevnite na dosku).

T: Chlapci, čo si myslíte, že potrebujeme na dokončenie laboratórnych prác?

R: Voda, niektoré látky, kadičky, filter ( Ukazujem vodu v karafe; kadičky naplnené látky: soľ, cukor, sóda, piesok, káva, škrob, krieda, hlina; prázdne kadičky, filter).

Otázka: Čo je filter?

R: Zariadenie na čistenie tekutín od látok v ňom nerozpustných, ktoré sa na ňom usadzujú.

U: A aké improvizované prostriedky sa dajú použiť na výrobu filtra? Výborne! A použijeme vatu ( Do lievika som dal kúsok bavlny).

U: Ale pred začatím laboratórnej práce vyplňme tabuľku (tabuľka je nakreslená na tabuli, používam dve farby pasteliek, ak žiaci predpokladajú, že látka je úplne rozpustná vo vode, tak označím „+“ v druhý stĺpec; ak študenti predpokladajú, že látka zostáva na filtri, v treťom stĺpci „+“ a naopak, farebnou kriedou zafixujem očakávaný výsledok do štvrtého stĺpca - P (rozpustný) alebo H (nerozpustný). ))

	Naše predpoklady		Výsledok
	Rozpustnosť	Filtrácia
1. Voda + piesok	–	+	H
2. Voda + hlina
3. Voda + káva
4. Voda + škrob
5. Voda + sóda
6. Voda + zem
7. Voda + cukor
8. Voda + krieda

U: A po vykonaní laboratórnych prác porovnáme naše predpoklady so získanými výsledkami.

T: Každé laboratórium bude testovať dve tuhé látky, všetky výsledky sa zaznamenajú do správy o látkach rozpustných vo vode a nerozpustných. Príloha 1

U: Chlapci, toto je vaša prvá nezávislá laboratórna práca a predtým, ako sa do toho pustíte, vypočujte si postup alebo pokyny. ( Rozdávam do každého laboratória, po prečítaní diskutujeme.)

Laboratórne práce

(V prípade potreby pomáham. Prefiltrovať kávový roztok môže byť náročné, pretože filter bude zafarbený. Na uľahčenie vypĺňania správ navrhujem použiť frázy, ktoré pripájam na tabuľu. Príloha 3.)

T: Teraz si overme naše predpoklady. Vedúci laboratórií, skontrolujte, či je vaša správa podpísaná a komentujte výsledky získané na základe skúseností. (Vedúci laboratória hlási, opravuje výsledok kúskom kriedy inej farby)

U: Chlapci, aké látky na výskum sa ukázali ako rozpustné? čo nie sú? Koľko zápasov bolo? Výborne. Takmer všetky naše predpoklady sa potvrdili.

VI. Otázky na konsolidáciu

U: Chlapci, kde človek používa roztok soli, cukru, sódy, piesku, kávy, škrobu, hliny?

VII. Zhrnutie lekcie

T: Aký je náš dnešný cieľ? Dokončili ste to? Sme skvelí? Som s vami veľmi spokojný! A všetkým dávam "výborné".

VIII. Domáca úloha

T: Prečítajte si text na mimoškolské čítanie na strane 43, odpovedzte na otázky.

Postavte sa, prosím, tí chlapci, ktorým sa nepáčila naša lekcia. Ďakujem za úprimnosť. A teraz tí, ktorým sa páčila naša práca. Ďakujem. Dovidenia všetci.