Что растворяет вода: Вода — 100% растворитель! Композитные бассейны.

Урок » ВОДА — РАСТВОРИТЕЛЬ. РАСТВОРИМЫЕ И НЕРАСТВОРИМЫЕ ВЕЩЕСТВА В ПРИРОДЕ»

Дата ___/___/______ Класс 5                                         

Урок № 43

ВОДА — РАСТВОРИТЕЛЬ.

РАСТВОРИМЫЕ И НЕРАСТВОРИМЫЕ ВЕЩЕСТВА В ПРИРОДЕ

Цель урока: раскрыть значение воды как растворителя, ознакомить с понятиями «растворимые и нерастворимые вещества»; развивать внимание, наблюдательность, мышление, память учащихся, навыки групповой деятельности на уроке; формировать научное мировоззрение, навыки сотрудничества и содружества, воспитываюсь-ваты добросовестность и настойчивость при выполнении заданий, бережное отношение к воде.

Ожидаемые результаты: учащиеся называют свойства воды; приводят примеры растворимых и нерастворимых веществ; описывают результаты собственных наблюдений и опытов.

Базовые понятия и термины: вода, растворитель, растворы, растворимые и нерастворимые вещества.

Оборудование:

Тип урока: комбинированный.

Грандиозные вещи делаются грандиозными средствами, одна природа делает великое даром. (А. Герцен)

I. Организационный момент

II. Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности

1. Проверка домашнего задания.

2. Объявление цели и задач урока.

Учитель предлагает учащимся определить цель урока и задачи, которые они должны решить на уроке

3. Природоведческий диктант (самостоятельная работа).

Вставьте в предложения пропущенные слова.

Вода может находиться в _______ агрегатных состояниях: твердом, _____________ и ____________________. Вода в твердом состоянии вызывает такие погодные явления, как ____________________ или ____________________. Вода в __________________ состоянии вызывает такое погодное явление, как дождь. Вода в газообразном состоянии образует в небе __________________. Процесс, во время которого вода, всасывается в почву, или та, что находится в водоемах, возвращается в атмосферу в виде водяного пара, называется ____________________.

4. Взаимопроверка (работа в парах). Учащиеся обмениваются заданиями и проверяют их.

5. Проблемная ситуация. Обсуждение сказки.

Два осла шли одной дорогой, каждый нес свою поклажу. Одного было гружён солью, а другой — ватой. Первый ослик шел очень-очень медленно, едва переплетая ноги — такой тяжелой была его ноша. Другой осел был очень веселый, шел легко и радуясь.

Вскоре ослы подошли к реке, которую им надо было преодолеть. Животное, что была нагружено солью, остановилась в воде и стала купаться — ослик то ложился в воду, то снова поднимался на ноги, плескался, как хотел. Когда ослик вышел из реки, его поклажа стала намного легче. Второй ослик, взглянув на первого, тоже стал купаться. Однако, в отличие от первого, чем дольше он купался, тем тяжелее становилась его поклажа — вата, что была навьюченное на него.

— Почему же так произошло?

— Что произошло с поклажей первого осла?

— Почему кладь второго осла стала тяжелее?

Учитель подводит учащихся к пониманию того, что соль растворилась в воде и часть ее просто вымылась. То есть соль является растворимым веществом. А вата, наоборот, вобрала в себя воду, поэтому стала тяжелее. Итак, вата есть нерастворима.

Растворимые и нерастворимые вещества могут приносить как пользу, так и быть вредными. Поэтому, чем больше мы знаем о растворимые вещества, тем легче нам будет в жизни.

III. Усвоение новых знаний

1. Ознакомление по плану объяснения нового материала.

План объяснения нового материала

Известно, что вода имеет много свойств. Одной из них является то, что вода является растворителем.

Растворители — химические соединения или смеси, способные растворять различные вещества, то есть образовывать с ними однородные смеси, состоящие из двух или большего числа компонентов.

.

Существует много органических растворителей: нефтяные, спирты, простые и сложные эфиры и тому подобное. Органические растворители очень широко применяют, когда изготавливают пластмассы, лаки, краски, синтетические волокна, смол, клеев в резиновой промышленности.                                                Их также применяют с другой целью, например, для химической чистки одежды.

К неорганическим растворителям относятся жидкий аммиак (он является растворителем для щелочных металлов, серы, солей и веществ), жидкий сернистый ангидрид (растворитель для многих органических и неорганических соединений) и тому подобное. Однако самым распространенным и лучшим неорганическим растворителем, применяемым для большого числа неорганических и органических соединений, является вода.

Вода образует однородные смеси со многими твердыми, жидкими, газообразными веществами.                  Такие смеси называются растворами. Воду называют растворителем, а другое вещество раствора — растворимым веществом. Вспомним сказку, которую вы услышали в начале урока и проведем опыт.

Опыт 1. В стакан с водой бросаем ложку соли. Размешиваем ее и наблюдаем. Сначала кристаллики соли становятся более мелкими, а затем и вовсе исчезают. И исчезли они на самом деле? Попробуйте воду на вкус. Какая она? (Соленая.) Следовательно, соль не исчезла, она стала невидимой, растворилась в воде.

— Что в этом опыте является растворителем? (Вода.)

— Что является растворенной веществом? (Соль.)

Опыт 2. Пропустим раствор воды и соли через фильтр. Что произошло с водой? Попробуйте, какая она на вкус? (Соленая.) Осталась ли соль на фильтре? (Нет.) Следовательно, фильтр не смог отделить частички соли от молекул воды.

Таким образом, можно сделать вывод, что соль — это растворимое вещество. Соль с водой образует раствор.

В разных растворах частицы растворенного вещества равномерно распределяются между молекулами растворителя — воды. Растворы могут состоять из двух или более растворенных веществ. На растворимость также влияет температура. Подавляющее большинство твердых веществ лучше растворяются в горячей воде, чем в холодной. Газообразные же вещества, наоборот, хуже растворяются в горячей воде.

— Почему так происходит? (Во время нагревания молекулы газа удаляются друг от друга на большие расстояния.)

Вспомните, в какой воде мы встречаем газ? (В минеральной столовой воде.) Правильно, любую газированную минеральную воду (например, «Морщинская», «Березовская», «Бонаква» и др.) изготовляют, растворяя в воде из минеральных источников углекислый газ.

Также необходимо знать, что на растворимость влияет состояние измельчения вещества: чем мельче частички, тем быстрее они растворятся в воде.

Способность вещества растворяться в воде (или другой среде) называют растворимостью.

Мерой растворимости является количество граммов вещества, которое при данной температуре растворяется в 100 г воды с образованием насыщенного раствора.

Вода может образовывать растворы с твердыми веществами, жидкостями и газообразными веществами.

2. Растворимые и нерастворимые вещества. (а) Слово учителя; б) сообщения учащихся; в) демонстрация опытов. )

Итак, вода обладает способностью растворять некоторые вещества. Однако не все вещества можно растворить в воде. Вещества, которые растворяются в воде, — это растворимые, которые не растворяются — нерастворимые.

Для того чтобы различать их, проведем несколько опытов.

Опыт 1. Насыпаем в стакан с водой ложку сахара. Размешиваем его и наблюдаем.

— Что происходит с сахаром? (То же, что и с солью, он исчезает.)

— Почему он «исчезает»? (Он растворяется в воде.)

Итак, сахар является растворимым веществом.

Опыт 2. В стакан с водой насыпаем ложку чистого промытого речного песка. Размешиваем его и наблюдаем.

— Что происходит с водой? (Она изменила цвет и прозрачность.)

— Что происходит с частицами песка? (Ничего.)

Процеживаем воду через бумажный фильтр.

— Меняются ли свойства воды? (Да, она становится прозрачной и бесцветной. )

— Куда делся песок? (Он остался на бумажном фильтре.)

Итак, песок есть нерастворимым веществом.

Таким образом, мы можем проверить любое вещество на растворимость в воде (что вы и сможете сделать во время исследовательского практикума). Каждый раз вы должны делать вывод о том, растворимое это вещество или нет. Поэтому запомним: если частицы вещества становятся в воде невидимыми и проникают вместе с водой сквозь фильтр — это растворимое вещество; если частички вещества плавают в воде или оседают на дно и задерживаются фильтром — это нерастворимые вещества.

Например, в воде растворяются соль, сахар, марганец, мышьяк.

Нерастворимыми в воде есть песок, олово, бензин, алюминий.

2. Физкультминутка.

IV. Закрепление нового материала

1. Исследовательский практикум: изучение растворимости глины, масла, лимонной кислоты и т. п. или исследования влияния различных температур на растворение сахара. Работа в группах.

Каждая группа получает инструктивную карточку с заданием и таблицу, которую они должны заполнить. (Раздаточный материал.) Сначала они заносят туда отметки о свои ожидания, а потом результаты исследований. По выбору можно провести один практикум или два (если позволяет время).

Карточка 1

Исследовательский практикум

Тема: изучение растворимости глины, масла, лимонной кислоты и тому подобное.

Цель: выявить растворимые и нерастворимые вещества, исследовать растворимость                                        веществ в воде.

Оборудование: стаканы с водой, бумажные фильтры (или вата), мензурки, глина, масло, лимонная кислота, сода, крахмал, кофе, мел.

Ход работы

1. Запишите в таблицу свои ожидания относительно растворимости или нерастворимости веществ в воде. Если вы считаете, что вещество растворится, поставьте «+»

в столбик «Растворимость» (если нет — «–»), если вы считаете, что вещество останется на фильтре, — «+» в столбик «Фильтрация» (если нет — «–»).

2. Проведите опыты по растворимости веществ в воде (сначала смешайте их с водой, а затем отфильтруйте), запишите результаты опыта в таблицу в колонку «Результат опыта»: отметьте «Н», если вещество нерастворимо, «Р» — если растворимый.

3. Сравните полученные результаты с вашими ожиданиями.

4. Сделайте вывод о растворимости исследованных веществ в воде.

Карточка 2    Исследовательский практикум

Тема: исследование влияния различных температур на растворение сахара.

Цель: исследовать влияние различных температур на растворение сахара.

Оборудование: стаканы с холодной водой, водой комнатной температуры, горячей водой, сахар, ложка, секундомер.

Ход работы

1. Запишите в таблицу свои ожидания относительно растворимости сахара в воде различной температуры. Как растворяется сахар: быстро, нормально, медленно?

2. Проведите опыты по растворимости веществ в воде (смешайте их с водой и понаблюдайте время растворения), запишите результаты опыта в таблицу в секундах и словами (быстро, нормально, медленно).

3. Сравните полученные результаты с вашими ожиданиями.

4. Сделайте вывод о влиянии температуры на растворимость сахара в воде.

V. Домашнее задание, инструктаж по его выполнению

1. Задание для всего класса.

Проработать в учебнике § 37 изучить

2. Индивидуальное задание.

Подготовить сообщение о растворах в природе.

VI. Подведение итогов урока

1. Интерактивная игра «Микрофон».

— Какие вещества растворимы в воде?

2. Слово учителя. Опыт — дитя мысли, а мысль — дитя действия. (Б. Дизраэли)

Сегодня мы приобрели опыт и новых знаний, которые останутся с нами на всю жизнь. Теперь вы знаете, что такое растворы, как они образуются и где их можно встретить.

Подобное растворяется в подобном • Джеймс Трефил, энциклопедия «Двести законов мироздания»

200 законов мироздания > Химия

Вещество лучше растворяется в жидкости, если оно обладает той же полярностью и сходными прочими характеристиками.

Всем известно, что масло и вода не смешиваются: если мы добавим каплю масла в стакан с водой, с этой каплей ничего не произойдет, она не растворится. С другой стороны, если в воду капнуть спирт (или этанол, как говорят химики), капля сразу исчезнет, потому что она растворилась. Это можно проверить, добавив каплю красного вина в стакан с водой. Химики объясняют такое поведение веществ эмпирическим правилом «подобное растворяется в подобном».

Дело в том, что вода — полярная молекула. Электроны в молекуле воды большую часть времени проводят около кислорода, и, хотя суммарный электрический заряд всей молекулы равен нулю, молекула воды со стороны водорода становится положительно заряженной. Молекула этанола также полярная, и поэтому между молекулами воды и этанола могут образовываться водородные связи (см. Химические связи). В каком-то смысле вода и этанол «хватаются» друг за друга. При перемешивании этих двух веществ их молекулы взаимодействуют, и этанол быстро растворяется.

С другой стороны, масло состоит из неполярных молекул, поэтому между ними и молекулами воды нет связей. И вода не может «схватиться» за углеводородные молекулы масла. В свою очередь, масло не может присоединиться достаточно прочно к какой-либо молекуле воды, чтобы оттолкнуть другие молекулы воды, как происходило бы при растворении. Масло не «подобно» воде и не растворяется в ней.

В обычной жизни мы часто используем правило «подобное растворяется в подобном», хотя, наверное, не отдаем себе в этом отчет. Мы применяем моющие вещества — молекулы с особой структурой. У них длинный углеводородный хвост (неполярный, как и у масла) присоединен к сильно полярной головке. И, когда такая молекула встречается со слоем жира на поверхности, которую мы моем, хвост проникает внутрь этого слоя, а полярные головки торчат наружу. Эти головки затем связываются с полярными молекулами воды, и жир удаляется с поверхности. Вот за счет чего моющие средства отстирывают одежду и моют посуду.

4

Показать комментарии (4)

Свернуть комментарии (4)

• Стас
   17. 09.2007  13:17

  Ответить

  Не дано определение полярности. Что имеется ввиду: дипольный момент, диэлектрическая проницаемость или иное. Дипольный момент молекул спиртов и воды ~1,7 Дебай. Но в бутаноле масло растворяется, а в ряду пропанол — этанол — метанол — вода растворимость постепенно уменьшается до практически нуля при равной полярности (дипольный момент)молекул. Так что определяет растворимость?

  Ответить

  • Inna
    Стас 02.07.2008  15:56

    Ответить

    думаю, что растворимость определяет соотношение величины заряда диполя и размера неполярного углевода. Мало того, думаю, что именно соотношения количества, размеров и взаимное расположение полярных и неполярных групп белка определяет его дальнейшее расположение — в воде или в мембране (целиком или частично) или вообще встык к друг другу без воды.

    Ответить

Написать комментарий

1877

Постоянная Больцмана

начало XIX в.

Поверхностное натяжение

Новостная рассылка
 

«Элементы» в соцсетях: 

Что растворяется в воде Эксперимент

Знаете ли вы какие твердые вещества растворяются в воде а какие нет? Здесь у нас есть очень веселый кухонный эксперимент для детей, который очень легко установить! Узнайте о растворах, растворенных веществах и растворителях, экспериментируя с водой и обычными кухонными ингредиентами. Мы любим простые научные эксперименты и STEM круглый год!

ЧТО МОЖЕТ РАСТВОРИВАТЬСЯ В ВОДЕ?

ЧТО ТАКОЕ ДЕТСКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ?

Давайте сохраним его базовым для наших молодых ученых! Вся химия посвящена тому, как соединяются различные материалы и как они состоят, включая атомы и молекулы. Это также то, как эти материалы ведут себя в разных условиях и претерпевают изменения.

С чем бы вы могли поэкспериментировать в химии? Вы можете подумать о сумасшедшем ученом и множестве бурлящих мензурок, и да, есть крутые эксперименты с шипением, которыми можно наслаждаться! Однако химия также включает в себя материю, изменения, растворы, и этот список можно продолжать и продолжать.

ВАМ ТАКЖЕ ПОНРАВИТСЯ: Эксперименты по плавлению льда

Здесь вы будете изучать простые химические процессы, которые можно выполнять дома или в классе. Это не слишком безумно, но все же доставляет массу удовольствия детям! Вы можете проверить более простые химические эксперименты здесь.

ПОЧЕМУ НАУКА ДЛЯ ДЕТЕЙ ТАК ВАЖНА?

Дети любопытны и всегда стремятся исследовать, открывать, проверять и экспериментировать, чтобы выяснить, почему вещи делают то, что делают, движутся так, как они движутся, или меняются так, как они меняются!

Наука окружает нас внутри и снаружи. Детям нравится рассматривать предметы с помощью увеличительного стекла, создавать химические реакции с кухонными ингредиентами и, конечно же, исследовать накопленную энергию! У них этого много! Ознакомьтесь с более чем 35 потрясающими научными проектами, чтобы начать.

Есть много простых научных концепций, с которыми вы можете познакомить детей с самого раннего возраста! Вы можете даже не думать о науке, когда ваш малыш толкает карточку вниз по склону, играет перед зеркалом, смеется над вашими теневыми марионетками или снова и снова подбрасывает мячи. Посмотрите, куда я иду с этим списком! Что еще вы можете добавить, если перестанете думать об этом?

Наука начинается рано, и вы можете стать ее частью, организовав науку дома из повседневных материалов. Или вы можете принести легкую науку группе детей! Мы находим массу ценности в дешевой научной деятельности и экспериментах. Ознакомьтесь с нашим самодельным научным набором.

Не забудьте рассказать своим детям несколько тезисов, чтобы они могли делать прогнозы для каждого твердого тела, которое вы или они выбрали! Что, по их мнению, произойдет? Попросите их написать гипотезу, если это необходимо. Узнайте больше о том, как использовать научный метод с маленькими детьми.

Вы также можете пройтись по простому словарю, включая растворенное вещество , которое представляет собой растворяемый материал, и растворитель , представляющий собой жидкость, используемую для проверки растворенного вещества. В нашем случае растворенными веществами являются вещества, перечисленные ниже, а растворителем является вода! ПОДРОБНЕЕ НАУКА НИЖЕ

ЧТО РАСТВОРИТСЯ В ВОДЕ?

Сегодня наш простой химический эксперимент посвящен раствору и тому, какие твердые вещества растворяются в воде!

ТАКЖЕ ПОСМОТРЕТЬ: Масло и вода Эксперимент

Я всегда рекомендую присматривать за взрослыми, когда дело доходит до выбора расходных материалов, а иногда и обращения с ними! Взрослые, пожалуйста, оцените целесообразность каждого научного эксперимента. При необходимости вы можете адаптироваться к потребностям и способностям ваших детей.

Посмотреть видео:

ВАМ ПОТРЕБУЕТСЯ:

• 5 различных порошков, таких как сахар, соль, желатиновый порошок, мука и перец. Что еще можно найти для использования?
• 5 прозрачных банок
• Вода
• Мешалки
• Лист данных (дополнительно)

КАК ПОСТАНОВИТЬ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО РАСТВОРЕНИЮ 

ШАГ 1. Начните с обсуждения того, что, по вашему мнению, произойдет, когда вы добавите воду в банки.

ШАГ 2. Затем вы хотите нагреть воду, чтобы она была теплой. Это немного ускоряет эксперимент. (В качестве альтернативы попробуйте провести эксперимент с холодной, а затем с теплой водой и обратите внимание на различия.)

ЛЮБОПЫТНЫЙ ФАКТ: давным-давно алхимики пытались превратить вещества в золото (должен добавить, безуспешно), но они первыми предложили нам экспериментировать и тестировать! Пусть ваши дети станут современными алхимиками с помощью этого простого химического эксперимента!

ШАГ 3. Добавьте по одной столовой ложке каждого материала в каждую банку.

ШАГ 4. Затем налейте в каждую банку по 1 стакану теплой воды. Хороший ученый тщательно измеряет, чтобы все переменные, кроме одной, были одинаковыми. В этом случае количество воды одинаково, но материал в каждой банке разный.

ШАГ 5. Наконец, вы хотите перемешать каждую банку, а затем подождать 60 секунд. Мне нравится иметь удобный для детей секундомер для этих занятий.

Когда время истечет, ваши дети смогут определить, какие материалы растворились в воде, а какие нет. Были ли они правильными? Им нужно было изменить свои ответы?

Что показывают ваши результаты? Сможете ли вы определить, какие из них являются однородными смесями? Подробнее о решениях читайте ниже!

ВЕЩЕСТВА, РАСТВОРИВАЮЩИЕСЯ В ВОДЕ

Может показаться, что вы делаете небольшой беспорядок, но на самом деле вы экспериментируете с важным понятием в химии, называемым растворами. Смешивая эти твердые вещества (растворенные вещества) с жидкостью (растворителем), вы можете создавать или не создавать растворы.

Что такое раствор (или, возможно, вы также слышали, что это называется смесью)? Раствор – это когда одно вещество (наше твердое тело) растворяется в другом веществе (воде) с равномерной консистенцией. Такая смесь называется гомогенной. Мы также делаем это, когда экспериментируем с выращиванием кристаллов.

Вы можете смешать два или более веществ, но для нашего эксперимента мы просто смешиваем одно растворенное вещество и один растворитель вместе. Как правило, растворенное вещество меньше по количеству, чем растворитель. Что было бы, если бы было наоборот?

Ищете легкую информацию о научных процессах?

Мы обеспечим вас…

Нажмите ниже, чтобы быстро и легко получить бесплатные научные занятия.

БОЛЬШЕ ВЕСЕЛЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО РАСТВОРЕНИЮ

• Эксперимент с кеглями
• Растворение леденцов
• Эксперимент с сахарным кристаллом
• Эксперимент M&M
• Эксперимент по определению плотности жидкости

УЗНАЙТЕ, ЧТО РАСТВОРЯЕТСЯ В ВОДЕ

Узнайте о других веселых и простых научных экспериментах прямо здесь. Нажмите на ссылку или на изображение ниже.

13.3: Растворы твердых веществ, растворенных в воде – как приготовить леденцы

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Цели обучения

• Дать определение электролитам и неэлектролитам
• Объясните, почему образуются растворы.
• Обсудите идею воды как «универсального растворителя».
• Объясните, как молекулы воды притягивают ионные твердые тела, когда они растворяются в воде.

Мы узнали, что растворы могут образовываться в различных комбинациях с использованием твердых тел, жидкостей и газов. Мы также знаем, что растворы имеют постоянный состав и что этот состав можно варьировать до такой степени, чтобы сохранить гомогенный характер раствора. Но как именно формируются решения? Почему масло и вода не растворяются, а уксус и вода растворяются? Почему мы могли растворить поваренную соль в воде, но не в растительном масле? В этом разделе будут исследованы причины образования растворов, а также рассмотрено, почему вода чаще всего используется для растворения веществ различных типов.

Растворимость и насыщенность

Поваренная соль \(\left( \ce{NaCl} \right)\) легко растворяется в воде. В большинстве случаев в данном количестве растворителя можно растворить только определенное максимальное количество растворенного вещества. Это максимальное количество определяется как растворимость растворенного вещества. Обычно его выражают количеством растворенного вещества, которое может раствориться в 100 г растворителя при данной температуре. В таблице \(\PageIndex{1}\) перечислены растворимости некоторых простых ионных соединений. Эти растворимости сильно различаются. NaCl может растворять до 31,6 г на 100 г H ₂ O, в то время как AgCl может растворять только 0,00019 г на 100 г H ₂ O.

Когда максимальное количество растворенного вещества растворено в данном количестве растворителя, мы говорим, что раствор насыщен растворенным веществом. Когда в заданном количестве растворенного вещества растворено меньше максимального количества растворенного вещества, раствор равен 9.0003 ненасыщенный . Эти термины также являются качественными терминами, потому что каждое растворенное вещество имеет свою собственную растворимость. Раствор 0,00019 г AgCl на 100 г H ₂ O может быть насыщенным, но при таком небольшом количестве растворенного вещества он также довольно разбавлен. Раствор 36,1 г NaCl в 100 г H ₂ O также является насыщенным, но довольно концентрированным. В некоторых случаях можно растворить в растворе больше, чем максимальное количество растворенного вещества. Обычно это происходит путем нагревания растворителя, растворения большего количества растворенного вещества, чем обычно растворяется при обычных температурах, и медленного и осторожного охлаждения раствора. Такие решения называются пересыщенные растворы и не стабильны; если есть возможность (например, капнуть кристалл растворенного вещества в раствор), избыток растворенного вещества выпадет в осадок из раствора. На рисунке ниже показан описанный выше процесс и показано различие между ненасыщенным и насыщенным.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): когда \(30,0 \: \text{g}\) из \(\ce{NaCl}\) добавляется к \(100 \: \text{мл}\) , все это растворяется, образуя ненасыщенный раствор. При добавлении \(40,0 \: \text{g}\) \(36,0 \: \text{g}\) растворяется, а \(4,0 \: \text{g}\) остается нерастворенным, образуя насыщенный раствор.

Как узнать, насыщен раствор или ненасыщен? Если добавляют больше растворенного вещества и оно не растворяется, то исходный раствор был насыщенным. Если добавленное растворенное вещество растворяется, то исходный раствор был ненасыщенным. Раствор, которому позволили достичь равновесия, но который содержит избыток нерастворенного вещества на дне сосуда, должен быть насыщен.

Растворы электролитов: растворенные ионные твердые вещества

Когда некоторые вещества растворяются в воде, они претерпевают физические или химические изменения, в результате которых в растворе образуются ионы. Эти вещества составляют важный класс соединений, называемых электролиты . Вещества, не дающие ионов при растворении, называются неэлектролитами . Если физический или химический процесс, который генерирует ионы, практически на 100% эффективен (все растворенные соединения дают ионы), то вещество известно как сильный электролит (хороший проводник). Если только относительно небольшая часть растворенного вещества подвергается процессу образования ионов, вещество является слабым электролитом (также не проводит электричество).

Вещества могут быть идентифицированы как сильные, слабые или неэлектролиты путем измерения электропроводности водного раствора, содержащего это вещество. Чтобы проводить электричество, вещество должно содержать свободно подвижные заряженные частицы. Наиболее знакомым является проведение электричества по металлическим проводам, и в этом случае подвижными заряженными объектами являются электроны. Растворы также могут проводить электричество, если они содержат растворенные ионы, причем проводимость увеличивается по мере увеличения концентрации ионов. Приложение напряжения к электродам, погруженным в раствор, позволяет оценить относительную концентрацию растворенных ионов либо количественно, путем измерения протекающего электрического тока, либо качественно, наблюдая за яркостью включенной в цепь лампочки (рис. \(\PageIndex {1}\)).

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Растворы неэлектролитов, таких как этанол, не содержат растворенных ионов и не могут проводить электричество. Растворы электролитов содержат ионы, обеспечивающие прохождение электричества. Электропроводность раствора электролита связана с прочностью электролита. На этой диаграмме показаны три отдельных стакана. У каждого есть провод, подключенный к розетке. В каждом случае проволока ведет от стены к стакану и разделяется на два конца. Один конец ведет к лампочке и переходит в прямоугольник, помеченный знаком плюс. Другой конец ведет к прямоугольнику, помеченному знаком минус. Прямоугольники находятся в растворе. В первом стакане с надписью «Этанол не проводит проводимость» четыре пары связанных между собой маленьких зеленых сфер подвешены в растворе между прямоугольниками. Во втором стакане с надписью «K C l Strong Conductivity» в растворе подвешены шесть отдельных зеленых сфер, три из которых отмечены плюсом, а три — минусом. От каждой из шести сфер отходит стрелка, указывающая на прямоугольник, помеченный противоположным знаком. В третьем стакане, обозначенном «Раствор уксусной кислоты, слабая проводимость», между двумя прямоугольниками подвешены две пары соединенных зеленых сфер и две отдельные сферы, одна с плюсом, а другая с минусом. Сфера с пометкой плюс имеет стрелку, указывающую на прямоугольник с пометкой минус, а сфера с пометкой минус имеет стрелку, указывающую на прямоугольник с пометкой плюс.

Вода и другие полярные молекулы притягиваются к ионам, как показано на рисунке \(\PageIndex{2}\). Электростатическое притяжение между ионом и молекулой с диполем называется ионно-дипольным притяжением. Эти притяжения играют важную роль в растворении ионных соединений в воде.

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Когда хлорид калия (KCl) растворяется в воде, ионы гидратируются. Полярные молекулы воды притягиваются зарядами ионов K ⁺ и Cl ^— . Молекулы воды впереди и позади ионов не показаны. На диаграмме показаны восемь фиолетовых сфер, помеченных надстрочным индексом K плюс, и восемь зеленых сфер, помеченных надстрочным индексом C l минус, смешанные и соприкасающиеся рядом с центром диаграммы. За пределами этого скопления сфер находятся семнадцать скоплений из трех сфер, в том числе одна красная и две белые сферы. Красная сфера в одном из этих кластеров помечена O. Белая сфера помечена H. Две из зеленых сфер с верхним индексом C l окружены тремя красными и белыми кластерами, причем красные сферы расположены ближе к зеленым сферам, чем белые сферы. Одна из сфер с надстрочным индексом K плюс фиолетовая окружена четырьмя красными и белыми кластерами. Белые сферы этих кластеров ближе всего к фиолетовым сферам.

Когда ионные соединения растворяются в воде, ионы в твердом веществе разделяются и равномерно распределяются по всему раствору, потому что молекулы воды окружают ионы и сольватируют их, уменьшая сильные электростатические силы между ними. Этот процесс представляет собой физическое изменение, известное как диссоциация. В большинстве случаев ионные соединения почти полностью диссоциируют при растворении, поэтому их относят к сильным электролитам.

Пример \(\PageIndex{1}\): определение ионных соединений

Какие соединения будут растворяться в растворе с разделением на ионы?

1. \(\ce{LiF}\)
2. \(\ce{P_2F_5}\)
3. \(\ce{C_2H_5OH}\)

Раствор

\(\ce{LiF}\) будет разделяться на ионы при растворении в растворе, потому что это ионное соединение. \(\ce{P_2F_5}\) и \(\ce{C_2H_5OH}\) являются ковалентными и останутся в виде молекул в растворе.

Упражнение \(\PageIndex{1}\)

Какие соединения будут растворяться в растворе, разделяясь на ионы?

1. C ₆ H ₁₂ O ₁₁ , глюкоза
2. ССl ₄
3. CaCl ₂
4. AgNO ₃

Ответить

с и д

Как температура влияет на растворимость

Растворимость вещества представляет собой количество этого вещества, необходимое для образования насыщенного раствора в заданном количестве растворителя при определенной температуре. \text{o} \text{C}\ ). Температура должна быть указана, потому что растворимость зависит от температуры. Для газов также должно быть указано давление. Растворимость специфична для конкретного растворителя. В качестве растворителя будем рассматривать растворимость материала в воде.

Растворимость большинства твердых веществ увеличивается с повышением температуры. Однако эффект трудно предсказать, и он сильно варьируется от одного растворенного вещества к другому. Температурную зависимость растворимости можно визуализировать с помощью кривой растворимости , графика зависимости растворимости от температуры (рис. \(\PageIndex{4}\)).

Рисунок \(\PageIndex{4}\): Кривые растворимости для нескольких соединений.

Обратите внимание, что температурная зависимость \(\ce{NaCl}\) довольно плоская, а это означает, что повышение температуры относительно мало влияет на растворимость \(\ce{NaCl}\). Кривая для \(\ce{KNO_3}\), с другой стороны, очень крутая, и поэтому повышение температуры резко увеличивает растворимость \(\ce{KNO_3}\).

Некоторые вещества — \(\ce{HCl}\), \(\ce{NH_3}\) и \(\ce{SO_2}\) — обладают растворимостью, уменьшающейся с повышением температуры. Все они газы при нормальном давлении. При нагревании растворителя с растворенным в нем газом кинетическая энергия как растворителя, так и растворенного вещества увеличивается. По мере увеличения кинетической энергии газообразного растворенного вещества его молекулы имеют большую тенденцию избегать притяжения молекул растворителя и возвращаться в газовую фазу. Следовательно, растворимость газа уменьшается с повышением температуры. 9\text{o} \text{C}\) равно примерно \(14 \: \text{g}\), что означает, что \(80 — 14 = 66 \: \text{g}\) из \(\ ce{KNO_3}\) перекристаллизуется.

Резюме

• Растворимость – это конкретное количество растворенного вещества, которое может раствориться в данном количестве растворителя.
• Определены насыщенные и ненасыщенные растворы.
• Ионные соединения растворяются в полярных растворителях, особенно в воде.