Розчинення розчинності речовин у воді коротко. Про розчинення речовин у воді
Урок хімії у 8 класі. «____»_____________ 20___ р.
Розчинення. Розчинність речовин у воді.
Ціль. Розширити та поглибити уявлення учнів про розчини та процеси розчинення.
Освітні завдання: визначити, що таке розчин, розглянути процес розчинення – як фізико – хімічний процес; розширити уявлення про будову речовин та хімічні процеси, що відбуваються в розчинах; розглянути основні види розчинів.
Розвиваючі завдання: Продовжувати розвиток мовних навичок, спостережливості та вміння робити висновки на основі лабораторної роботи.
Виховні завдання: виховувати світогляд у учнів через вивчення процесів розчинності, оскільки розчинність речовин важлива характеристика приготування розчинів у побуті, медицині та інших важливих галузях промисловості та життя.
Хід уроку.
Що таке розчин? Як зробити розчин?
Досвід №1. У склянку з водою помістити кристал перманганату калію. Що спостерігаємо? Якого явища відноситься процес розчинення?
Досвід №2. Налити в пробірку 5 мл води. Потім додати 15 крапель концентрованої сірчаної кислоти (H2SO4конц.). Що спостерігаємо? (Відповідь: пробірка нагрілася, протікає екзотермічна реакція, отже, розчинення хімічного процесу).
Досвід №3. До пробірки з нітратом натрію додаємо 5 мл води. Що спостерігаємо? (Відповідь: пробірка стала холоднішою, протікає ендотермічна реакція, отже, розчинення хімічний процес).
Процес розчинення розглядають як фізико-хімічний процес.
Стор. 211 заповнити таблицю.
Ознаки порівняння | Фізична теорія | Хімічна теорія. |
Прихильники теорії | Вант-Гофф, Арреніус, Оствальд | Менделєєв. |
Визначення розчинення | Процес розчинення результат дифузії, тобто. проникнення розчиненої речовини у проміжки між молекулами води | Хімічна взаємодія розчиненої речовини з молекулами води |
Визначення розчину | Однорідні сумішіскладаються з двох або більше однорідних частин. | Однорідна система, що складається з частинок розчиненої речовини, розчинника та продуктів їх взаємодії. |
Розчинність твердих речовин у воді залежить:
Завдання: спостереження впливу температури на розчинність речовин.
Порядок виконання:
У пробірки №1 та №2 із сульфатом нікелю прилийте води (1/3 об'єму).
Пробірку з №1 нагрійте, дотримуючись техніки безпеки.
У якій із запропонованих пробірок №1 чи №2 процес розчинення протікає швидше?
Зробіть висновок вплив температури на розчинність речовин.
Рис.126 стор. 213
А) розчинність калію хлориду при 30 0С становить 40 г
при 65 0 Зскладає 50 г.
Б) розчинність сульфату каліюпри 40 0С становить 10 г
при 800С становить 20 р.
В) розчинність хлориду барію при 90 0С становить 60 г
при 0 0 Зскладає 30 г.
Завдання: спостереження впливу природи розчиненої речовини на розчинення.
Порядок виконання:
У 3 пробірки з речовинами: хлорид кальцію, гідроксид кальцію, карбонат кальцію, прилийте по 5 мл води, закрийте пробкою і добре струсіть для кращого розчинення речовини.
Яка із запропонованих речовин добре розчиняється у воді? Яке не розчиняється?
таким чином, процес розчинення залежить від природи розчиненої речовини:
Добре розчинні: (по три приклади)
Малорозчинні:
Практично нерозчинні:
3) Завдання: спостереження впливу природи розчинника на процес розчинення речовин.
Порядок виконання:
У 2 пробірки з мідним купоросом прилийте в 5 мл спирту (№1) та 5 мл води (№2),
закрийте пробкою і добре струсіть для кращого розчинення речовини.
Який із запропонованих розчинників добре розчиняє мідний купорос?
Зробіть висновок про вплив природи розчинника на процес розчинення та
здатності речовин розчинятися у різних розчинниках.
Види розчинів:
Насичений розчин - це розчин, в якому наданій температурі речовина більше не розчиняється.
Ненасичений - це розчин, у якому за даної температури речовина може ще розчинятися.
Пересичений - це розчин, в якому речовина може розчинятися тільки при підвищенні температури.
Якось уранці я проспав.
До школи швидко збирався:
Чай холодний наливав,
Цукор всипав, завадив,
Але не солодким він лишився.
Я ще досипав ложку,
Посолодшав він трохи.
Чай допив я до решти,
А в залишку стало солодко,
Цукор чекав мене на дні!
Став прикидати в думці -
Чому долі немилість?
Виновата – розчинність.
Виділіть види розчинів у вірші. Що потрібно зробити, щоб цукор повністю розчинився в чаї.
Фізико – хімічна теорія розчинів.
Розчинена речовина під час розчинення з водою утворює гідрати.
Гідрати це неміцні сполуки речовин з водою, що існують у розчині.
При розчиненні відбувається поглинання чи виділення теплоти.
У разі підвищення температури розчинність речовин збільшується.
Склад гідратів непостійний у розчинах і постійний у кристалогідратах.
Кристалогідрати - солі, до складу яких входить вода.
Мідний купорос CuSO4∙ 5H2O
Сода Na2CO3∙10H2O
Гіпс CaSO4∙2H2O
Розчинність калію хлориду у воді при 60 0С дорівнює 50г. Визначте масову частку солі у розчині, насиченому за вказаної температури.
Визначте розчинність калію сульфату при 80 0С. Визначте масову частку солі у розчині, насиченому за вказаної температури.
161 г глауберової солі розчинили у 180 л води. Визначте масову частку солі отриманому розчині.
Домашнє завдання. Параграф 35
Повідомлення.
Дивовижні властивості води;
Вода - найцінніша сполука;
Використання води у промисловості;
Штучне отримання прісної води;
Боротьба за чистоту води.
Презентація «Кристалогідрати», «Розчини - властивості, застосування».
Увага! Адміністрація сайту сайт не несе відповідальності за зміст методичних розробок, і навіть за відповідність розробки ФГОС.
Автор - Севостьянова Людмила Миколаївна, вчитель хімії вищої кваліфікаційної категорії муніципального автономного загальноосвітнього закладу середньої школи№3 р.п. Ілліногорськ, Володарського муніципального району Нижегородської області
Позначення предметного змісту проекту. Учні отримують уявлення про розчинення, як про фізико-хімічний процес, поняття гідратів і кристалогідратів, розчинності, кривих розчинності, як моделі залежності розчинення від температури, насичених, перенасичених і ненасичених розчинах. Роблять висновки про значення розчинів для природи та сільського господарства.
Методична розробка складена на основі, програми основного загальної освітиз хімії, навчально-методичного комплексу О.С. Габрієляна «Хімія. 8-11 класи (Робочі програми. Хімія8-11 класи: навчально-методичний посібник/уклад. Г.М. Пальдяєва. – 2 видавництва, стереотип. М.: Дрофа, 2013). Цей концентричний курс відповідає Федеральному державному освітнього стандартуосновної загальної освіти, схвалений РАВ та РАН, має гриф «Рекомендовано» та включений до Федеральний списокпідручників.
Відповідно до чинного Базисного навчального плану, робоча програмадля 8-го класу передбачає навчання хімії обсягом 2 години на тиждень.
Розділ.Розчинення. Розчини. Властивості електролітів.
Тема.Розчинність. Розчинність речовин у воді.
Обґрунтування доцільності даного предметного змісту для організації проектної/ дослідницької діяльностіучнів. Через організацію дослідницької діяльності сформувати уявлення про розчинення як про фізико-хімічний процес. На основі знань та умінь, здобутих у ході активного пошуку та самостійного вирішення проблеми, учні навчаються встановлювати міжпредметні та причинно-наслідкові зв'язки
Також даний проект, спрямований на сформування уявлення про фізико-хімічний процес розчинення, вивчення розчинності різних речовин від різних умов забезпечує розвиток сталого інтересу до хімії.
Назва проекту: «Розчини. Розчинність речовин у воді».
Опис проблемної ситуації, визначення проблеми та мети проектного модуля. Вчитель організує дії учнів щодо виявлення та формулювання проблеми, пропонуючи учням провести міні-дослідження «Приготування водних розчинів перманганату калію та сірчаної кислоти». Учні під час проведення дослідів зазначають, що у процесі розчинення речовин спостерігаються як ознаки фізичного, і ознаки хімічного явища.
Учні разом із учителем формулюють протиріччя.
Протиріччя:У процесі розчинення можна спостерігати з одного боку ознаки фізичних явищ, з іншого – хімічних явищ.
Проблема:Процес «розчинення» – це процес хімічний чи фізичний? Чи можна проводити цей процес?
Опис проектного продукту/результату з критеріями оцінки.
Мета проектного модуля:довести сутність процесу розчинення та пояснити залежність розчинності від різних факторівчерез створення ментальної карти "Розчинність речовин у воді".
Проектний продукт:ментальна карта "Розчинність речовин у воді".
Ментальна карта є систематизованим і представленим у наочній формі матеріалом. У центрі записується тема проекту «Розчинність речовин». Учням пропонується на основі проведених міні-досліджень сформулювати висновки та творчо оформити їх у декілька блоків:
Кожен окремий проектний продукт пари оцінюється за такими критеріями.
- Естетичність оформлення
- Структурність оформлення
- Логічність оформлення
- Наочність
- 1 бал – представлений частково
Оцінка «5» – 15-14 балів
Оцінка «4» – 13-11 балів
Оцінка «3» - 10-7 балів
Оцінка «2» -менше 7 балів
Визначення загального обсягу урочного годинника, необхідних для реалізації проекту, та його розподіл за етапами проектної діяльності учнів із зазначенням дій педагога та учнів.
Проектний модуль включає 3 уроки (3 години проектного модуля реалізуються за рахунок 1 години, який відводиться на вивчення теми «Розчини. Розчинність речовин» та 2 години за рахунок резервного часу):
Фази ПД |
Етапи ПД |
Поурочне планування |
Проектування |
Актуалізація |
1 урок Домашнє завдання |
Проблематизація |
||
Цілепокладання |
||
Планування |
||
Концептуалізація Моделювання |
||
Реалізація |
Розробка критеріальної бази |
2 урок Домашнє завдання |
Реалізація проектного продукту |
||
Подання проектного продукту Оцінка Рефлексія |
Подання |
3 урок Домашнє завдання |
Захист проекту |
||
Рефлексія |
||
Діагностика рівня сформованості проектних процесів |
Поетапний опис проектного модуля, дій учнів, дій педагога.
Етапи проектної діяльності |
Діяльність вчителя |
Діяльність учнів |
Засоби |
Результат |
||||||||
1-й урок (підготовчий та проектувальний етапи): актуалізація – проблематизація – цілепокладання – планування дій-концептуалізація. |
||||||||||||
Актуалізація наявної системи: предметних знань та способів діяльності, метапредметних способів діяльності, цінностей та смислів, пов'язаних із змістом модуля та самим процесом пізнання. |
Організовує повторення правил техніки безпеки та поведінки у кабінеті хімії. Організує фронтальне виконання завдань, спрямованих на засвоєння теми «Фізичні та хімічні явища» Задає питання учням: «Як відрізнити хімічні явища від фізичних?», «Які ознаки хімічних реакцій?» |
Відповідають на запитання. Перегляд у режимі «без звуку» флеш-ролика «Ознаки хімічних реакцій». Вказують ознаки хімічних реакцій, коментують свою відповідь. Міркують і роблять висновок про те, що хімічні явища характеризуються утворенням нових речовин, з новими ознаками. Ознаками хімічних реакцій може бути: поява запаху (виділення газу), утворення осаду, зміна кольору. |
Мультимедійний комплекс та інтерактивна дошка. Матеріал Єдиної колекції ЦОР |
Виявлено кордон «знання-незнання» |
||||||||
Проблематизація- Визначення проблеми проекту та причин, що призводить до появи проблеми. |
Організовує дії учнів щодо виявлення та формулювання протиріччя та проблеми. Проведення міні-дослідження: «Приготування водних розчинів перманганату калію та сірчаної кислоти» |
Учні, дотримуючись правил техніки безпеки, виконують міні-дослідження №1: , описують свої спостереження, заповнюють таблицю. Розчинення
Проблема: До яких явищ відноситься процес розчинення, фізичним або хімічним, як можна описати процес розчинення речовин? |
Алгоритм виконання міні-дослідження №1 Додаток №1 Обладнання та реактиви: : KМnО 4 , Н 2 SО 4 (конц.), безводний СuSО 4 вода, пробірки, штатив. |
Сформульовано проблему |
||||||||
Цілепокладання- Визначення мети та завдань проекту. |
На основі сформульованої проблеми створює умови для формулювання мети та визначення майбутнього проектного продукту |
Формулюють мету проекту за допомогою вчителя: описати модель процесу розчинення, визначити фактори, що впливають на процес розчинення, провести класифікацію розчинів, вказати значення та застосування розчинів. За допомогою вчителя визначають блоки ментальної карти: 1 блок: «Модель процесу розчинення» 2 блок: "Залежність процесу розчинення від різних факторів" 3 блок: «Класифікація розчинів» 4 блок: «Значення та застосування розчинів» |
Сформульовано мету загального проектного продукту. |
|||||||||
Планування дій |
Створює умови для формування проектних груп та розподіл обов'язків усередині груп щодо виконання проектних завдань
|
Клас ділиться на 5 груп по 4-5 осіб. Кожна група обирає керівника. Разом із учителем промовляють спільний план дій.
|
Сформовано групи учнів до виконання проекту. Розроблено план подальшої роботи |
|||||||||
Організовує дії учнів до роботи у групах. Надає допомогу у розподілі обов'язків усередині групи Пропонує роботу у групах за єдиними завданнями: прочитати текст підручника с.186-188, оформити схему-модель процесу розчинення. Направляє групи на виконання практичного міні-дослідження №2 «Спостереження впливу природи розчиненої речовини на процес розчинення» Спрямовує групи виконання практичного міні-дослідження №3 «Спостереження впливу природи розчинника на процес розчинення речовин» Спрямовує групи виконання практичного міні-дослідження №4 «Спостереження впливу температури на розчинність речовин.». |
Складають схему-модель «Розчин як фізико-хімічний процес». Кожен учень усередині групи самостійно читає текст. 1 учень: розглядає історію вивчення цього питання. 2 учень: виділяє прихильників фізичної теоріїрозчинів 3 учень: виділяє прихильників хімічної теоріїрозчинів 4 учень: описують сучасні уявлення, складають схему-модель РОЗЧИН = Н2О + Р.В. + ГІДРАТИ(продукти взаємодії Н2О розчиненими речовинами). 5 учень планує та оформляє блок 1 ментальної карти. Учні, дотримуючись правил техніки безпеки, виконують міні-дослідження №2 «Спостереження впливу природи розчиненої речовини на процес розчинення» за запропонованим алгоритмом, формулюють висновок. Формулюють висновки: Природа речовини, що розчиняється, впливає на процес розчинення. Розчинність речовини залежить від природи самої речовини. Учні, дотримуючись правил техніки безпеки, виконують міні-дослідження №3 «Спостереження впливу природи розчинника на процес розчинення речовин» за запропонованим алгоритмом, формулюють висновок. Формулюють висновки: Природа розчинника впливає процес розчинника. Розчинність речовини залежить від природи самої речовини. Учні, дотримуючись правил техніки безпеки, виконують міні-дослідження №4 «Спостереження впливу температури на розчинність речовин». За запропонованим алгоритмом формулюють висновок. Формулюють висновки: Зі збільшенням температури розчинність речовини збільшується. Можлива побудова моделі розчинності залежно від температури. |
Проектні завдання Алгоритм міні-дослідження №2 Додаток 2 Обладнання та реактиви: пронумеровані пробірки з речовинами: №1 Хлорид кальцію №2 гідроксид кальцію №3 карбонат кальцію, вода. Алгоритм міні-дослідження №3 Додаток 3 Обладнання та реактиви: Дві пронумеровані пробірки №1 і №2 з декількома кристалами йоду, спирт, вода. Алгоритм міні-дослідження №4 Додаток 4 |
Створено проміжні продукти: схема – модель процесу розчинення. Сформульовані фактори, що впливають на розчинність речовин:
|
|||||||||
Концептуалізація та моделювання –створення образу об'єкта проектування. |
Організовує дії учнів щодо створення образу проектного продукту. Консультує учнів щодо створення проектного продукту. |
Учні у групах обговорюють, яким буде підсумковий модуль, аргументують свою думку, вислуховують учнів своєї групи, беруть участь у обговоренні макета. . |
Мозковий штурм |
Створено образ (модель) проектного продукту – ментальної карти «Розчинність речовин» |
||||||||
Організує роботу з розподілу блоків усередині групи, організує роботу із заповнення табеля обліку роботи над проектом |
Вибирають блок для заповнення, домовляються один з одним, пропонують взаємодопомогу у розподілі та оформленні блоків. Оцінюють свою власну роботу та роботу однокласників |
Табель обліку роботи над проектом |
Розподілено всі блоки всередині кожної групи, оцінено роботу за урок. |
|||||||||
Д/з:вивчити параграф 34, виконати завдання у робочому зошиті. Підібрати ілюстрації для блоків до ментальної карти, що ілюструють класифікацію та застосування розчинів. |
||||||||||||
2-й урок (етап реалізації): розв'язання конкретно-практичних завдань. Створення проектного продукту. |
||||||||||||
Розробка критеріальної бази |
Організує роботу щодо створення критеріїв проекту |
Пропонують варіанти критеріїв оцінки проектного продукту:
За кожний критерій від 0 до 3 балів:
Оцінка «5» – 15-14 балів Оцінка «4» – 13-11 балів Оцінка «3» - 10-7 балів Оцінка «2» -менше 7 балів |
Прийом «Дерево думок» |
Розроблено критерії оцінки проекту |
||||||||
Вирішення конкретно-практичних завдань та створення освітніх продуктів (Створення проектного продукту) |
Створює умови реалізації проектного продукту. Організується виконання проектного завдання, розглядається вимоги щодо складання ментальної карти, вимоги до структурування знайденої інформації Кожна група отримує проектне завдання та алгоритм його виконання, здійснює консультаційну допомогу у створенні проектного продукту. |
Учні відповідно до розподілених обов'язків визначають образ конкретно-практичного завдання. Це буде ментальна карта, де буде структурована інформація на тему «Розчинність речовин. Розчини». У центрі буде позначено тему. Навколо розташовані 4 блоки. Інформація має бути подана у вигляді схем, малюнків, асоціацій. Учні розподіляють обов'язки групи: 1 учень: відповідальний за блок №1, командир групи 2 учень: відповідальний за блок №2, відстеження часу; 3 учень: відповідальний за блок №3, 4 учень: відповідальний за блок №4 5 учень: загальне оформлення роботи, відповідальний за оцінювання виконаної роботи. Виконання завдань спільно, але під контролем відповідального:
|
Папір, фломастери, ножиці, принтер |
Виконано проектні завдання. Створено проектний напівпродукт. |
||||||||
Д/з: повторити параграф 34. Доопрацювати створений проектний напівпродукт, підготувати виступ групи. |
||||||||||||
3-й урок «Презентація одержаного проектного продукту. Оцінка якості продукту та рефлексія дій у проекті його творців. |
||||||||||||
Презентація одержаного проектного продукту. |
Створює умови презентації проектного продукту |
Презентують створені проектні продукти – ментальну карту, зібрану із 4-х блоків. |
Демонстрація карти «Розчинність. Розчинені речовини». |
|||||||||
Оцінка якості проектного продукту та рефлексія дій у проекті його творців. |
Організовує узагальнення знань та виконаних дій. Пропонує співвіднести завдання та результати створення проекту, оцінити правильність вибору методу проекту. Узагальнює здобуті знання, виконані дії. Використовує критерії оцінки результатів. Оцінює отримані знання та освоєні дії відповідно до критеріїв. Здійснює контроль знань на тему «Розчинення. Розчинність речовин». |
Групи виходять захищати власний продукт. Оцінюють свою роботу у групі з реалізації проектної діяльності, роботу однокласників; а також оцінюють проекти. Заперечують чи погоджуються з оцінкою своїх робіт. Аналізують допущені недоліки. Вносять пропозиції до алгоритму виконання однотипних завдань. Оцінюють проектну діяльністьвідповідно до критеріїв оціночного листа. |
Оціночний листпроектної діяльності. Додаток №5 Оціночний лист проектного продукту Додаток №6 Завдання "Встав пропущене слово" за варіантами. |
Виставлено оцінки. Вказані помилки. Проведено рефлексію. Контроль знань. |
||||||||
Д/з:виконати завдання підручника с.192. Підготувати повідомлення про розчини, що використовуються в медицині – 1 ряд, у с/г – 2 ряд, у побуті – 3 ряд. |
Опис проміжних проектних продуктів та опис домашніх завдань, що використовуються, (дидактичне забезпечення проектного модуля).
На першому уроці вчитель перевіряє рівень засвоєння раніше вивченої теми, пропонує усно виконати завдання на актуалізацію знань - Перегляд у режимі «без звуку» флеш-ролика «Ознаки хімічних реакцій», Матеріал Єдиної колекції
За підсумками роботи на першому уроці учні отримують проміжні продукти: звіти з міні-досліджень №1 «Спостереження процесів розчинення перманганату калію, концентрованої сірчаної кислоти та безводного сульфату міді»», №2 Спостереження впливу природи розчиненої речовини на процес розчинення», №3 « Спостереження впливу природи розчинника на процес розчинення» №4 «Спостереження впливу температури на процес розчинення»
Додому учні отримують таке завдання: вивчити параграф 34, виконати завдання у робочому зошит частина I тема 34 з допомогою інтернет - джерела підібрати ілюстрації на теми «Значення і застосування розчинів», «Класифікація розчинів».
На другому уроці учні розробляють проектний продукт відповідно до проектних завдань. Наприкінці уроку кожна група оформляє ментальну карту. Після другого уроку учні отримують домашнє завдання: доопрацювати проектний напівпродукт та підготувати за ним міні-виступ, включаючи підготовку до проекту та його реалізацію.
Після третього уроку учні отримують домашнє завдання: підготувати повідомлення про застосування розчинів у побуті, с/г чи медицині.
Розчинність (Р, χ або k s) – це характеристика насиченого розчину, яка показує, яка маса розчиненої речовини може максимально розчинитись у 100 г розчинника. Розмірність розчинності - г/ 100 г води. Оскільки ми визначаємо масу солі, яка припадає на 100 г води, формулу розчинності додаємо множник 100:
тут m р.в.. - маса розчиненої речовини, г
m р-ля - маса розчинника, г
Іноді використовують позначення коефіцієнт розчинності k S .
Завдання на розчинність, як правило, викликають складності, оскільки ця фізична величинадля школярів не дуже звична.
Розчинність речовин у різних розчинниках змінюється у межах.
У таблиці наведена розчинність деяких речовин у воді при 20 o З:
Речовина | Речовина | Розчинність, г на 100 г H 2 O |
|
NH 4 NO 3 | H 3 BO 3 | ||
NaCl | CaCO 3 | 0,0006 |
|
NaHCO 3 | 0,0000002 |
Від чого залежить розчинність речовин? Від ряду факторів: від природи розчиненої речовини та розчинника, від температури та тиску. У довідкових таблицях пропонується речовини ділять на добре розчинні, малорозчинні та нерозчинні. Такий поділ дуже умовний, оскільки абсолютно нерозчинних речовин немає. Навіть срібло і золото розчиняються у воді, проте їх розчинність настільки мала, що можна знехтувати їй.
Залежність розчинності від природи розчиненої речовини та розчинника*
Розчинність твердих речовин у рідинахзалежить від структури твердої речовини (від типу кристалічних ґрат твердої речовини). Наприклад, речовини з металевими кристалічними гратами (залізо, мідь та ін.) дуже мало розчиняються у воді. Речовини з іонними кристалічними ґратами, як правило, добре розчиняються у воді.
Є чудове правило: “ подібне добре розчиняється в подібному”. Речовини з іонним чи полярним типом зв'язку добре розчиняються у полярних розчинниках.Наприклад, солі добре розчиняються у воді. У той же час неполярні речовини зазвичай добре розчиняються в неполярних розчинниках.
Більшість солей лужних металів та амонію добре розчиняються у воді. Добре розчинні майже всі нітрати, нітрити та багато галогенідів (крім галогенідів срібла, ртуті, свинцю та талію) та сульфати (крім сульфатів лужноземельних металів, срібла та свинцю). Для перехідних металів характерна невелика розчинність їх сульфідів, фосфатів, карбонатів та інших солей.
Розчинність газів у рідинах також залежить від їхньої природи. Наприклад, у 100 об'ємах води при 20 o З розчиняється 2 об'єми водню, 3 об'єми кисню. У тих самих умовах у 1 обсязі Н 2 Про розчиняється 700 об'ємів аміаку.
Вплив температури на розчинність газів, твердих речовин та рідин*
Розчинення газів у воді внаслідок гідратації молекул розчиняється супроводжується виділенням теплоти. Тому при підвищенні температури розчинність газів знижується.
Температура по-різному впливає на розчинність твердих речовин у воді. В більшості випадків розчинність твердих речовин зростає з підвищенням температури. Наприклад, Розчинність нітрату натрію NaNO 3 і нітрату калію КNO 3 при нагріванні збільшується (процес розчинення протікає з поглинанням теплоти). Розчинність NaCl при збільшенні температури зростає трохи, що пов'язано з майже нульовим тепловим ефектом розчинення кухонної солі.
Вплив тиску на розчинність газів, твердих речовин та рідин*
На розчинність твердих і рідких речовин у рідинах тиск практично не впливає, оскільки зміна обсягу при розчиненні невелика. При розчиненні газоподібних речовину рідині відбувається зменшення об'єму системи, тому підвищення тиску призводить до збільшення розчинності газів. У загальному виглядізалежність розчинності газів від тиску підпорядковується закону У. Генрі(Англія, 1803 р.): розчинність газу при постійній температурі прямо пропорційна його тиску над рідиною.
Закон Генрі справедливий лише за невеликих тисків для газів, розчинність яких порівняно невелика і за умови відсутності хімічної взаємодіїміж молекулами розчиняється газу та розчинником.
Вплив сторонніх речовин на розчинність*
У присутності у воді інших речовин (солей, кислот та лугів) розчинність газів зменшується. Розчинність газоподібного хлору в насиченому водяному розчині кухонної солі в 10 разів менше. Чим у чистій воді.
Ефект зниження розчинності у присутності солей називається висолюванням. Зниження розчинності обумовлено гідратацією солей, що зумовлює зменшення кількості вільних молекул води. Молекули води, пов'язані з іонами електроліту, не є розчинником інших речовин.
Приклади завдань на розчинність
Завдання 1.Масова частка речовини в насиченому розчині дорівнює 24% за певної температури. Визначте коефіцієнт розчинності цієї речовини за даної температури.
Рішення:
Для визначення розчинності речовини приймемо масу розчину, що дорівнює 100 г. Тоді маса солі дорівнює:
m р.в. = m р-ну ⋅ω р.в. = 100⋅0,24 = 24 г
Маса води дорівнює:
m води = m р-ну – m р.в. = 100 - 24 = 76 г
Визначаємо розчинність:
χ = m р.в. /m р-ля ⋅100 = 24/76⋅100 = 31,6 г речовини на 100 г води.
Відповідь: χ = 31,6 г
Ще кілька аналогічних завдань:
2. Масова частка солі в насиченому розчині за певної температури дорівнює 28,5%. Визначте коефіцієнт розчинності речовини за цієї температури.
3. Визначте коефіцієнт розчинності нітрату калію за певної температури, якщо масова часткасолі за цієї температури дорівнює 0,48.
4. Яка маса води та солі знадобиться для приготування 500 г насиченого при певній температурі розчину нітрату калію, якщо його коефіцієнт розчинності при цій температурі дорівнює 63,9 г солі в 100 г води?
Відповідь: 194,95 г
5. Коефіцієнт розчинності хлориду натрію за певної температури становить 36г солі в 100г води. Визначте молярну концентрацію насиченого розчину цієї солі, якщо густина розчину 1,2 г/мл.
Відповідь: 5,49М
6. Яка маса солі та 5% розчину її знадобиться для приготування 450 г насиченого при певній температурі розчину сульфату калію, якщо його коефіцієнт розчинності при цій температурі дорівнює 439 г/1000 г води?
7. Яка маса нітрату барію виділиться з розчину, насиченого при 100ºС та охолодженого до 0ºС, якщо у взятому розчині було 150мл води? Коефіцієнт розчинності нітрату барію при температурах 0ºС та 100ºС дорівнює відповідно 50г та 342г у 100г води.
8. Коефіцієнт розчинності хлориду калію при 90 С дорівнює 500 г/л води. Скільки грамів цієї речовини можна розчинити в 500 г води при 90 ºС і якою є її масова частка в насиченому розчині при цій температурі?
9. У 500г води розчинено при нагріванні 300г хлориду амонію. Яка маса хлориду амонію виділиться з розчину при його охолодженні до 50ºС, якщо коефіцієнт розчинності солі за цієї температури дорівнює 50г/л води?
* Матеріали порталу onx.distant.ru
Розділ 5. РОЗЧИНИ.ТЕОРІЯ ЕЛЕКТРОЛІТИЧНОЇ ДИССОЦІАЦІЇ
§ 5.2. Розчинність речовин у воді
Розчинність - це властивість речовини розчинятися у воді чи іншому розчиннику. У воді можуть розчинятися тверді, рідкі та газуваті речовини.
За розчинністю у воді всі речовини поділяються на три групи: добре розчинні; 2) малорозчинні та 3) практично нерозчинні. Останні називаються також нерозчинними речовинами. Однак слід зазначити, що абсолютно нерозчинних речовин немає. Якщо занурити у воду скляну паличку або шматочок золота чи срібла, то вони в мізерно малих кількостях все-таки розчиняються у воді. Як відомо, розчини аргентуму чи ауруму у воді вбивають мікроби. Скло, срібло, золото – це приклади практично не розчинних у воді речовин (тверді речовини). До них відносяться також гас, рослинна олія (рідкі речовини), благородні гази (газуваті речовини). Багато речовин, у воді розчиняються досить добре. Прикладом таких речовин можуть бути цукор, мідний купорос, гідроксид натрію (тверді речовини), спирт, ацетон (рідкі речовини), хлороводень, аміак (газуваті речовини).
З наведених прикладів випливає, що розчинність насамперед залежить від природи речовин, крім того, вона залежить від температури та тиску. Сам процес розчинення обумовлений взаємодією частинок розчиненої речовини та розчинника; це мимовільний процес.
Процес розчинення твердих речовин у рідинах можна представити так: під впливом розчинника від поверхні твердої речовини поступово відриваються окремі іони або молекули та рівномірно розподіляються у всьому об'ємі розчинника. Якщо розчинник стикається з великою кількістю речовини, через деякий час розчин стає насиченим.
Насиченим називається такий розчин, який знаходиться в динамічній рівновазі з надлишком розчиненої речовини.
Щоб приготувати насичений розчин, потрібно у воду при цій температурі додавати при перемішуванні речовина доти, доки не утворюється осад, тобто надлишок речовини залишиться нерозчинним. У цьому випадку встановиться динамічна рівновага між розчином і надлишком речовини, розчиняється: скільки частинок речовини переходитиме в розчин, стільки ж їх виділятиметься (кристалізуватиметься) з розчину. У насиченому розчині при цій температурі міститься максимально можлива кількість розчиненої речовини.
У ненасиченому розчині міститься менше речовин, а пересиченому - більше, ніж у насиченому. Пересичені розчини досить нестійкі. Легке струшування судини або додавання до розчину кристала солі викликає випадання в осад надлишку розчиненої речовини. Пересичені розчини утворюють сахароза, Na 2 SO 4 ∙ 10Н 2 Про, Na 2 S 2 Про 3 ∙ 5Н 2 Про, СН 3 СООNа, Na 2 B 4 O 7 ∙10Н 2 Про та ін.
Часто малорозчинні та практично нерозчинні речовини поєднують однією назвою – малорозчинні. У цьому випадку говорять тільки про розчинні та малорозчинні речовини. Кількісно розчинність виражається концентрацією насиченого розчину. Найчастіше її виражають максимальним числом грамів речовини, яку можна розчинити у 100 г розчинника за даної температури. Цю кількість речовини іноді називають коефіцієнтом розчинності чи просто розчинністю речовини. Наприклад, при 18 °С у 100 г води розчиняться 51,7 г солі нітрату свинцю(II) Г b (NО 3) 2 тобто розчинність цієї солі при 18°С дорівнює 51,7. Якщо при цій же температурі понад цю кількість додати ще солі нітрату свинцю (II), то вона не розчиниться, а випаде у вигляді осаду.
Говорячи про розчинність речовини, слід вказувати температуру розчинення. Найчастіше розчинність твердих речовин із підвищенням темпера p ату p і з p залишає. Це наочно зображується за допомогою кривих розчинності (рис. 5.2). На осі абсцис відкладають температуру, але в осі ординат - коефіцієнт розчинності. Однак, розчинність деяких речовин при підвищенні температури зростає незначно (наприклад NaCl , А l З l 3 ) або навіть зменшується [наприклад, Са(Н) 2 , Li 2 SO 4 , Са(СН 3 СОО) 2]. На коефіцієнт розчинності твердого тілау воді тиск впливає незначно, оскільки при розчиненні немає помітного зміни обсягу системи. За допомогою кривих розчинності легко обчислити скільки солі випаде з розчину при його охолодженні. Наприклад, якщо взяти 100 г води та приготувати при 45°С насичений розчин нітрату калію, а потім охолодити його до 0°С, то, як випливає з кривої розчинності (див. рис. 5.2), має випасти 60 г кристалів солі. По кривим розчинності легко визначають коефіцієнт розчинності речовин за різними температурами.
Виділення речовини із розчину при зниженні температури називається кристалізацією. Якщо в розчині містилися домішки, то внаслідок кристалізації речовина завжди видобувається чистою, оскільки щодо домішок розчин залишається ненасиченим навіть при зниженні температури і домішки не випадають в осад. На цьому заснований метод очищення речовин, що називається перекристалізацією.
Під час розчинення газів у воді виділяється теплота. Тому згідно з принципом Ле Шательє при підвищенні
Рис. 5.2. Криві розчинності твердих речовин
температури розчинність газів зменшується, а при зниженні – збільшується (рис. 5.3). Розчинність газів зростає у разі підвищення тиску. Оскільки об'єм газу, що розчиняється в даному обсязі води, не залежить від тиску, то розчинність газу зазвичай виражають кількістю мілілітрів, яка розчиняється у 100 г розчинника (див. рис. 5.3).
Рис. 5.3. Криві розчинності газів
Сьогодні ми поговоримо про речовину – воду!
А чи бачив хтось із вас воду?
Питання здалося вам безглуздим? Але він відноситься до абсолютно чистої води, в якій немає домішок. Якщо бути чесним і точним у відповіді, доведеться зізнатися, що таку воду ні я, ні ви поки не бачили. Саме тому на склянці з водою після напису «Н2О» стоїть знак питання. Значить у склянці не чиста вода, а що тоді?
У цій воді розчинені гази: N 2 , O 2 , CO 2 , Ar, солі з ґрунту, катіони заліза з водопровідних труб. Крім того, в ній зважено найдрібніші частинки пилу. Ось що ми називаємо чистою водою! Багато вчених працює над вирішенням важкої проблеми – отримати абсолютно чисту воду. Але поки що отримати таку ультрачисту воду не вдалося. Однак, ви можете заперечити, що є дистильована вода. До речі, що вона є?
Насправді ми отримуємо таку воду, коли стерилізуємо банки перед консервуванням. Перевертаємо банку догори дном, поміщаємо її над окропом. На денці банки з'являються крапельки, це дистильована вода. Але як тільки ми перевернемо банку, до неї заходять гази з повітря, і знову у банку – розчин. Тому грамотні господині намагаються одразу після стерилізації заповнити банки необхідним вмістом. Кажуть, що продукти у цьому випадку зберігатимуться довше. Можливо, вони мають рацію. Можете поекспериментувати! Саме тому, що вода здатна розчиняти у собі різні речовини, вчені не можуть досі отримати ідеально чисту воду у великих обсягах. А вона б у нагоді, наприклад, у медицині для приготування ліків.
До речі, перебуваючи у склянці, вода «розчиняє» скло. Тому чим товще скло, тим довше прослужать склянки. А що таке морська вода?
Це розчин, де міститься багато речовин. Наприклад, кухонна сіль. А як можна виділити кухонну сіль із морської води?
Випарюванням. До речі, саме так чинили наші предки. В Онєзі були солеварні, де з морської води випарювали сіль. Сіль продавали новгородським купцям, купували своїм нареченим та дружинам дорогі прикраси, шикарні тканини. Таких нарядів, як у непритомності, не було навіть у московських модниць. А лише завдяки знанням властивостей розчинів! Отже, сьогодні ми з вами говоримо про розчини та розчинність. Запишемо у зошиті визначення розчину.
Розчин – однорідна система, що складається з молекул розчинника та розчиненої речовини, між якими відбуваються фізичні та хімічні взаємодії.
Розглянемо схеми 1-2 і розберемо, які бувають розчини.
Якому з розчинів ви віддасте перевагу, готуючи суп? Чому?
Визначте де розбавлений розчин, де концентрований розчин мідного купоросу?
Якщо в певному обсязі розчину міститься мало розчиненої речовини, то такий розчин називають розведеним, якщо багато – концентрованим
.
Визначте де який розчин?
Не слід змішувати поняття «насичений» та «концентрований» розчин, «ненасичений» та «розведений» розчин.
Одні речовини добре розчиняються у воді, інші мало, а треті не розчиняються зовсім. Подивіться відео "Розчинність твердих речовин у воді"
Виконайте завдання у зошиті: Розподіліть запропоновані речовини -З 2 , H 2 , O 2 , H 2 SO 4 , Оцет, NaCl, Крейда, Іржа, Рослинна олія, Спиртв порожній стовпчик таблиці 1, використовуючи свій життєвий досвід.
Таблиця 1
Розчинене |
Приклади речовин |
|
Розчинні |
Малорозчинні |
|
Газ |
||
Рідина |
||
Тверда речовина |
А чи можете ви сказати про розчинність FeSO 4?
Як же бути?
Для того щоб визначити розчинність речовин у воді, ми будемо користуватися таблицею розчинності солей, кислот та основ у воді. Вона знаходиться у додатках до уроку.
У верхньому рядку таблиці – катіони, у лівому стовпці – аніони; шукаємо точку перетину, дивимося букву - це і є розчинність.
Визначимо розчинність солей: AgNO 3 , AgCl, CaSO 4 .
Розчинність збільшується зі зростанням температури (бувають винятки). Ви чудово знаєте, що зручніше і швидше розчиняти цукор у гарячій, а не в холодній воді. Подивіться "Теплові явища при розчиненні"
Спробуйте самі, використовуючи таблицю, визначити розчинність речовин.
Завдання. Визначити розчинність наступних речовин: AgNO 3 , Fe(OH) 2 , Ag 2 SO 3 , Ca(OH) 2 , CaCO 3 , MgCO 3 , KOH.
ВИЗНАЧЕННЯ на тему «Розчини»
Розчин– однорідна система, що складається з молекул розчинника та розчиненої речовини, між якими відбуваються фізичні та хімічні взаємодії.
Насичений розчин - Це розчин, в якому ця речовина при цій температурі більше не розчиняється.
Ненасичений розчин - це розчин, у якому за даної температури речовина ще може розчинятися.
Суспензієюназивають суспензію, в якій дрібні частинки твердої речовини рівномірно розподілені між молекулами води.
Емульсієюназивають суспензію, в якій дрібні крапельки будь-якої рідини розподілені між молекулами іншої рідини.
Розведені розчини - Розчини з невеликим вмістом розчиненої речовини.
Концентровані розчини - Розчини з великим вмістом розчиненої речовини.
ДОДАТКОВО:
За співвідношенням переважання числа частинок, що переходять у розчин або видаляються з розчину, розрізняють розчини насичені, ненасичені та пересичені. За відносними кількостями розчиненої речовини та розчинника розчини поділяють на розведені та концентровані.
Розчин, у якому дана речовина за даної температури більше не розчиняється, тобто. розчин, що знаходиться в рівновазі з розчиняється речовиною, називають насиченим, а розчин, в якому ще можна розчинити додаткову кількість даної речовини, - ненасиченим.
Насичений розчин містить максимально можливу (для цих умов) кількість розчиненої речовини. Отже, насиченим розчином є такий розчин, що знаходиться в рівновазі з надлишком розчиненої речовини. Концентрація насиченого розчину (розчинність) для даної речовини за певних умов (температура, розчинник) - величина постійна.
Розчин, що містить розчиненої речовини більше, ніж його має бути в цих умовах насиченому розчині, називається пересиченим. Пересичені розчини є нестійкими, нерівноважними системами, в яких спостерігається мимовільний перехід у рівноважний стан. При цьому виділяється надлишок розчиненої речовини і розчин стає насиченим.
Насичений та ненасичений розчини не можна плутати з розбавленим та концентрованим. Розведені розчини- Розчини з невеликим вмістом розчиненої речовини; концентровані розчини- Розчини з великим вмістом розчиненої речовини. Необхідно підкреслити, що поняття розбавлений та концентрований розчини є відносними, що виражають лише співвідношення кількостей розчиненої речовини та розчинника у розчині.