Раствором называется термодинамически устойчивая гомогенная (однофазная) система переменного состава, состоящая из двух или более компонентов (химических веществ). Компонентами, составляющими раствор, являются растворитель и растворенное вещество. Обычно растворителем считается тот компонент, который в чистом виде существует в таком же агрегатном состоянии, что и полученный раствор (например, в случае водного раствора соли растворителем является, конечно, вода). Если же оба компонента до растворения находились в одинаковом агрегатном состоянии (например, спирт и вода), то растворителем считается компонент, находящийся в большем количестве.

Растворы бывают жидкими, твердыми и газообразными.

Жидкие растворы – это растворы солей, сахара, спирта в воде. Жидкие растворы могут быть водными и неводными. Водные растворы – это растворы, в которых растворителем является вода. Неводные растворы – это растворы, в которых растворителями являются органические жидкости (бензол, спирт, эфир и т.д.). Твёрдые растворы – сплавы металлов. Газообразные растворы – воздух и другие смеси газов.

Процесс растворения . Растворение – это сложный физико-химический процесс. При физическом процессе происходит разрушение структуры растворяемого вещества и распределение его частиц между молекулами растворителя. Химический процесс – это взаимодействие молекул растворителя с частицами растворенного вещества. В результате этого взаимодействия образуются сольваты. Если растворителем является вода, то образующиеся сольваты называются гидратами. Процесс образования сольватов называется сольватацией, процесс образования гидратов – гидратацией. При упаривании водных растворов образуются кристаллогидраты – это кристаллические вещества, в состав которых входит определенное число молекул воды (кристаллизационная вода). Примеры кристаллогидратов: CuSO 4 . 5H 2 O – пентагидрат сульфата меди (II); FeSO 4 . 7H 2 O – гептагидрат сульфата железа (II).

Физический процесс растворения идёт с поглощением энергии, химический – с выделением . Если в результате гидратации (сольватации) выделяется больше энергии, чем ее поглощается при разрушении структуры вещества, то растворение – экзотермический процесс. Выделение энергии происходит при растворении NaOH, H 2 SO 4 , Na 2 CO 3 , ZnSO 4 и других веществ. Если для разрушения структуры вещества надо больше энергии, чем её выделяется при гидратации, то растворение – эндотермический процесс. Поглощение энергии происходит при растворении в воде NaNO 3 , KCl, NH 4 NO 3 , K 2 SO 4 , NH 4 Cl и некоторых других веществ.

Количество энергии, которое выделяется или поглощается при растворении, называется тепловым эффектом растворения .

Растворимостью вещества называется его способность распределяться в другом веществе в виде атомов, ионов или молекул с образованием термодинамически устойчивой системы переменного состава. Количественной характеристикой растворимости является коэффициент растворимости , который показывает, какая максимальная масса вещества может раствориться в 1000 или 100 г воды при данной температуре. Растворимость вещества зависит от природы растворителя и вещества, от температуры и давления (для газов). Растворимость твердых веществ в основном увеличивается при повышении температуры. Растворимость газов с повышением температуры уменьшается, но при повышении давления увеличивается.

По растворимости в воде вещества делят на три группы:

1. Хорошо растворимые (р.). Растворимость веществ больше 10 г в 1000г воды. Например, 2000 г сахара растворяется в 1000 г воды, или в 1 л воды.

2. Малорастворимые (м.). Растворимость веществ от 0,01 г до 10 г в 1000 г воды. Например, 2 г гипса (CaSO 4 . 2 H 2 O) растворяется в 1000 г воды.

3. Практически нерастворимые (н.). Растворимость веществ меньше 0,01 г в 1000 г воды. Например, в 1000 г воды растворяется 1,5 . 10 -3 г AgCl.

При растворении веществ могут образоваться насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные растворы.

Насыщенный раствор – это раствор, который содержит максимальное количество растворяемого вещества при данных условиях. При добавлении вещества в такой раствор вещество больше не растворяется.

Ненасыщенный раствор – это раствор, который содержит меньше растворяемого вещества, чем насыщенный при данных условиях. При добавлении вещества в такой раствор вещество еще растворяется.

Иногда удается получить раствор, в котором растворенного вещества содержится больше, чем в насыщенном растворе при данной температуре. Такой раствор называется пересыщенным. Этот раствор получают при осторожном охлаждении насыщенного раствора до комнатной температуры. Пересыщенные растворы очень неустойчивы. Кристаллизацию вещества в таком растворе можно вызвать путем потирания стеклянной палочкой стенок сосуда, в котором находится данный раствор. Этот способ применяется при выполнении некоторых качественных реакций.

Растворимость вещества может выражаться и молярной концентрацией его насыщенного раствора (п.2.2).

Константа растворимости. Рассмотрим процессы, возникающие при взаимодействии малорастворимого, но сильного электролита сульфата бария BaSO 4 с водой. Под действием диполей воды ионы Ba 2+ и SO 4 2 - из кристаллической решетки BaSO 4 будут переходить в жидкую фазу. Одновременно с этим процессом под влиянием электростатического поля кристаллической решетки часть ионов Ba 2+ и SO 4 2 - вновь будет осаждаться (рис.3). При данной температуре в гетерогенной системе, наконец, установится равновесие: скорость процесса растворения (V 1) будет равна скорости процесса осаждения (V 2), т.е.

BaSO 4 ⇄ Ba 2+ + SO 4 2 -

твёрдая раствор

Рис. 3. Насыщенный раствор сульфата бария

Раствор, находящийся в равновесии с твердой фазой BaSO 4 , называется насыщенным относительно сульфата бария.

Насыщенный раствор представляет собой равновесную гетерогенную систему, которая характеризуется константой химического равновесия:

, (1)

где a (Ba 2+) – активность ионов бария; a(SO 4 2-) – активность сульфат-ионов;

a (BaSO 4) – активность молекул сульфата бария.

Знаменатель этой дроби – активность кристаллического BaSO 4 – является постоянной величиной, равной единице. Произведение двух констант дает новую постоянную величину, которую называют термодинамической константой растворимости и обозначают К s °:

К s ° = a(Ba 2+) . a(SO 4 2-). (2)

Эту величину раньше называли произведением растворимости и обозначали ПР.

Таким образом, в насыщенном растворе малорастворимого сильного электролита произведение равновесных активностей его ионов есть величина постоянная при данной температуре.

Если принять, что в насыщенном растворе малорастворимого электролита коэффициент активности f ~1, то активность ионов в таком случае можно заменить их концентрациями, так как а(X ) = f (X ) . С(X ). Термодинамическая константа растворимости К s ° перейдет в концентрационную константу растворимости К s:

К s = С(Ba 2+) . С(SO 4 2-), (3)

где С(Ba 2+) и С(SO 4 2 -) – равновесные концентрации ионов Ba 2+ и SO 4 2 - (моль/л) в насыщенном растворе сульфата бария.

Для упрощения расчётов обычно пользуются концентрационной константой растворимости К s , принимая f (Х ) = 1 (приложение 2).

Если малорастворимый сильный электролит образует при диссоциации несколько ионов, то в выражение К s (или К s °) входят соответствующие степени, равные стехиометрическим коэффициентам:

PbCl 2 ⇄ Pb 2+ + 2 Cl - ; K s = С (Pb 2+) . С 2 (Cl -);

Ag 3 PO 4 ⇄ 3 Ag + + PO 4 3 - ; K s = С 3 (Ag +) . С (PO 4 3 -).

В общем виде выражение концентрационной константы растворимости для электролита A m B n ⇄ m A n+ + n B m - имеет вид

K s = С m (A n+) . С n (B m -),

где С - концентрации ионов A n+ и B m - в насыщенном растворе электролита в моль/л.

Величиной K s принято пользоваться только в отношении электролитов, растворимость которых в воде не превышает 0,01 моль/л.

Условия образования осадков

Предположим, с - фактическая концентрация ионов трудно растворимого электролита в растворе.

Если С m (A n +) . С n (B m -) > K s , то произойдет образование осадка, т.к. раствор становится пересыщенным.

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

Свойства растворов . Ниже рассмотрим свойства растворов неэлектролитов. В случае электролитов в приведённые формулы вводится поправочный изотонический коэффициент.

Если в жидкости растворено нелетучее вещество, то давление насыщенного пара над раствором меньше давления насыщенного пара над чистым растворителем. Одновременно с понижением давления пара над раствором наблюдается изменение его температуры кипения и замерзания; температуры кипения растворов повышаются, а температуры замерзания понижаются по сравнению с температурами, характеризующими чистые растворители.

Относительное понижение температуры замерзания или относительное повышение температуры кипения раствора пропорционально его концентрации.

Какие вещества растворяются в воде, а какие нет Вы узнаете в этой статье.

Какие вещества растворяются в воде?

Для многих веществ вода – хороший растворитель.

Растворимые вещества: поваренная соль, сахар, сода, вишневый сок, крахмал. В воде становятся невидимыми и вместе с ней проходят через фильтр. Очистить воду от таких веществ с помощью фильтра, не удается.

Некоторые вещества: речной песок и глина в воде не растворяются. С помощью фильтра такую воду
можно очистить.

В воде могут растворяться твердые вещества (сахар, поваренная соль), жидкости (спирт) и газообразные вещества (аммиак, хлористый водород). По способности растворяться в воде вещества делят на

1) хорошо растворимые (едкий натр, сахар). Большинство солей щелочных металлов хорошо растворимы в воде (исключение некоторые соли линя). Хлориды, бромиды, нитраты щелочноземельных металлов также хорошо растворяются в воде.

2) малорастворимые (гипс, бертолетова соль). Малорастворимые в воде вещества - это, например, гипс, сульфаты, диэтиловый эфир, бензол (жидкие вещества), метан, азот, кислород (газообразные вещества).

3) практически нерастворимые (сульфид меди). Стекло, серебро, золото - это практически нерастворимые в воде вещества (твердые вещества). К ним также относят керосин, растительное масло (жидкие вещества), инертные газы (газообразные вещества).

Вода - растворитель

жидкое вещество, в котором растворяются другие вещества вещество, которое растворилось в растворителе Растворённое вещество Растворитель Великолепный растворитель

Мы хотим выяснить Многие вещества в воде могут распадаться на невидимые мельчайшие частицы, то есть растворяться. Следовательно, для многих веществ вода – хороший растворитель. Предлагаю провести опыты и выявить способы, с помощью которых можно будет получить ответ на вопрос, растворяется вещество в воде или нет. Что берём? Что наблюдаем? Поваренная соль? Сах ар ный песок? Речной песок? Глина? От чего зависит растворимость (эксперимент) ?

Растворимость – это содержание растворенного вещества в насыщенном растворе. Бывают:

Проведем опыт Наполни прозрачный стакан кипячёной водой. Всыпь в него чайную ложку поваренной соли. Помешивая воду, наблюдай, что происходит с кристалликами соли.

Соль растворилась в воде. Прозрачность не изменилась. Цвет не изменился. А вот вкус – да! Раствор стал соленый.

В пустой стакан вставь воронку с фильтром и пропусти через неё воду с солью. Соль вместе с водой прошла через фильтр, она не осталась на фильтре. А вкус после фильтрования прежний. Значит она растворилась.

Проведем опыт Наполни прозрачный стакан кипячёной водой. Всыпь в него чайную ложку сахарного песка. Помешивая воду, наблюдай, что происходит с кристалликами сахара.

Сахар растворился в воде. Прозрачность воды не изменилась. Цвет не изменился. Сахара не стало видно в воде. А вот вкус –да!

В пустой стакан вставь воронку с фильтром и пропусти через неё воду с сахаром. Сахар растворился в воде. Он не остался на фильтре, прошел вместе с водой. А вкус после фильтрования прежний.

Проведем опыт Размешай в стакане с водой чайную ложку речного песка. Дай смеси отстояться.

Изменился цвет воды, она стала мутной, грязной. Крупные песчинки легли на дно, мелкие плавают. Песок не растворился.

В пустой стакан вставь воронку с фильтром и пропусти через неё содержимое. Песок остался на фильтре, вода прошла и очистилась. Фильтр помогает очистить воду от частиц, которые в ней не растворяются.

Проведем опыт Размешай в стакане с водой чайную ложку глины. Дай смеси отстояться.

Глина не растворилась в воде, вода мутная, крупные частицы глины упали на дно, а мелкие плавают в воде.

Пропусти содержимое стакана через бумажный фильтр. Вода проходит через фильтр, а не растворившиеся частицы остаются на фильтре. Фильтр помог очистить воду от частиц, которые не растворились в воде.

Вода - универсальный растворитель. Из-за этого она никогда не бывает чистой. В ней всегда присутствуют какие-то вещества. Это свойство воды используется человеком для приготовления различных растворов. Они применяются во всех отраслях промышленности, в медицине и даже в быту. Но не все вещества одинаково растворяются в воде. Многие люди узнают об этом опытным путем, кто-то - из специальной литературы или от знакомых. Особенно часто задается такой вопрос: «Глина в воде растворяется или нет?» Это вещество также очень распространено в природе. Глина часто используется человеком. Интересуют многих также особенности растворения крахмала, и соды. Это самые часто применяемые людьми вещества.

Что такое растворимость

Процесс растворения различных веществ представляет собой механическое перемешивание их частиц с Это не только но и химическое. При смешивании некоторых веществ могут происходить химические реакции. Чаще всего способность их растворяться улучшается с повышением температуры.

Свойство воды образовывать различные смеси с другими жидкостями, газами и человек использует в своих целях. Чаще всего растворы применяются в кулинарии: растворяется соль и сахар для улучшения вкуса продуктов, крахмал и желатин - для придания им определенной консистенции, углекислый газ - для создания напитков. в воде широко используется в медицине. Например, для приготовления различных эмульсий и суспензий, растворов лекарственных веществ и взвесей нерастворимых субстанций для их лучшего воздействия на организм. Именно для этих целей люди часто ищут ответ на вопрос, растворяется ли глина в воде, ведь она используется для лечебных целей.

Особенности разных растворов

Прежде чем ответить на вопрос: «Глина в воде растворяется или нет?» - нужно понять, что в итоге должно получиться. Раствор - это однородная субстанция, в которой частицы растворенного вещества перемешаны с молекулами воды. Иногда они становятся полностью незаметными, но часто можно определить, что находится в жидкости. В зависимости от этого все растворы можно разделить на несколько групп.

1. Собственно раствор, который остается прозрачным, как вода, но имеет привкус или запах растворенного вещества. Так перемешиваются с жидкостью соль, сахар, некоторые газы и Такое свойство часто используют в приготовлении пищи.

2. Растворы, которые приобретают не только вкус и запах вещества, но и его цвет. Например, вода, подкрашенная марганцовкой или йодом.

3. Иногда получаются мутные растворы, называемые взвесями. О них узнают те, кто ищет ответ на вопрос, глина в воде растворяется или нет. Такие растворы можно разделить на две группы:

Суспензия, в которой частицы вещества равномерно распределены между молекулами воды, например, смесь глины с водой;

Эмульсия - это раствор какой-либо жидкости или масла в воде, например, бензина.

Растворяется ли глина в воде

Есть вещества растворимые и нерастворимые. Если проводить опыт, можно увидеть, что при смешивании песка, глины и некоторых других частиц с жидкостью образуется мутная взвесь. Через некоторое время можно наблюдать, как вода постепенно становится прозрачной. Это происходит из-за того, что частицы песка или глины оседают на дно. Но такие растворы также находят применение. Например, смесь глины с водой намного лучше усваивается организмом при приеме внутрь или при использовании для масок и компрессов.

Частички глины, перемешанные с жидкостью, становятся более пластичными и лучше проникают через кожу, оказывая свое положительное воздействие. О возможностях глины лечить многие заболевания известно давно. Но использовать ее можно только в различной концентрации. Именно для этих целей люди чаще всего и ищут ответ на вопрос «глина в воде растворяется или нет?».

Растворение соды, соли и сахара

1. Соду в воде растворяют также в основном для лечебных целей. Такими смесями показано полоскать рот или горло, делать примочки или компрессы. Полезно принимать ванны в растворе соды. Частицы этого вещества полностью перемешиваются с молекулами воды, оказывая лечебное действие на организм.

2. Раствор соли человек использует давно. Она способна полностью растворяться в воде. Именно это свойство широко применяется в кулинарии. Более насыщенные соляные растворы используются для полосканий и компрессов в медицине.

3. Сахар - это вещество, которое также легко растворяется в воде полностью. Эту сладкую смесь используют в кулинарии и для приготовления различных лекарств.

Растворяется ли крахмал

Глина, сода в воде используются немного реже, в основном для лечебных целей. А вот крахмал - довольно распространенный пищевой продукт. Но, в отличие от сахара и соли, он не растворяется в воде. Он образует суспензию, почти как глина. Но у этих веществ есть и определенные различия. Растворяется в воде глина и крахмал одинаково при комнатной температуре. Образуется взвесь, в которой при отстаивании частички твердого вещества оседают на дно. Но при повышении температуры воды крахмал ведет себя по-особому. Он набухает и образует коллоидный раствор - клейстер. Это его свойство используется при приготовлении киселей и различных других блюд.

Как большинство людей узнают о растворимости веществ

Еще в начальной школе детям рассказывают об этом. Часто им это показывают на наглядных примерах. Проводятся опыты, в которых видно, что соль полностью растворяется, а песок постепенно оседает на дно. Способность некоторых веществ перемешиваться с жидкостями проверяется каждый день. Например, ни у кого не возникает вопроса, растворяется ли сахар или соль. Но те вещества, которые используются реже, могут вызывать недоумение. Поэтому и интересуются люди, растворяется ли в воде глина и крахмал, как правильно развести марганцовку или как приготовить суспензию для компресса.

Цель: узнать опытным путем, какие твердые вещества растворяются в воде, а какие не растворяются в воде.

Образовательные:

• Ознакомить обучающихся с понятиями: растворимые и нерастворимые вещества.
• Учить доказывать опытным путем правильность предположений о растворимости (нерастворимости) твердых веществ.

Коррекционные:

Учить самостоятельно пользоваться лабораторным оборудованием, проводить опыты.

• Развивать речь через объяснение проводимой работы.

Воспитательные:

Воспитывать усидчивость.

• Формировать умение общаться и работать в группах.

Вид урока: лабораторная работа.

Средства обучения: учебник “Естествознание” Н.В. Королева, Е.В. Макаревич

Оборудование для лабораторной работы: мензурки, фильтры, инструкции. Твердые вещества: соль, сахар, сода, песок, кофе, крахмал, земля, мел, глина.

Ход урока

I. Организационный момент

У: Здравствуйте, ребята. Поприветствуйте друг друга глазами. Рада вас видеть, присаживайтесь.

У: Повторим то, что уже знаем о воде:

– что происходит с водой при нагревании?
– что происходит с водой при охлаждении?
– что происходит с водой при замерзании?
– в каких трех состояниях встречается вода в природе?

У: Какие вы молодцы! Все знаете!

III. Изучение нового материала

(Заранее с учениками согласую группы, которыми они будут работать, ребята сами выбирают руководителя лаборатории (на др. лабораторном занятии может быть выбран другой ребенок), который записывает показатели опыта в таблицу и дает устные комментарии при заполнении конечной части таблицы – результата.)

У: Ребята, сегодня на лабораторной работе мы узнаем, какие вещества вода может растворять, а какие – нет. Откройте тетрадь, запишите число и тему урока «Растворимые и нерастворимые в воде вещества». (Прикрепляю к доске. ) Какую цель мы сегодня поставим на уроке?

Р: Узнать какие вещества растворяются в воде, а какие не растворяются. (Прикрепляю к доске. )

У: Все вещества в природе можно разделить на две группы: растворимые и нерастворимые. А какие вещества можно назвать растворимыми ? (Сверимся с учебником стр.80:2) Растворимые в воде вещества – такие, которые при помещении их в воду становятся невидимыми и не оседают на фильтре при фильтрации . (Прикрепляю к доске .)

У: А какие вещества можно назвать нерастворимыми ? (сверимся с учебником стр.47-2) Нерастворимые в воде вещества – такие, которые не растворяются в воде и оседают на фильтре (прикрепляю к доске ).

У: Ребята, как думаете, что нам понадобится для выполнения лабораторной работы?

Р: Вода, какие-то вещества, мензурки, фильтр (показываю воду в графине; мензурки, наполненные сл. веществами: солью, сахаром, содой, песком, кофе, крахмалом, мелом, глиной; пустые мензурки, фильтр ).

У: Что такое фильтр?

Р: Устройство для очищения жидкостей от нерастворимых в ней веществ, которые оседают на нем.

У: А из каких подручных средств можно изготовить фильтр? Молодцы! А мы будем использовать вату (в воронку помещаю кусочек ваты ).

У: Но прежде, чем приступить к выполнению лабораторной работы заполним таблицу (таблица начерчена на доске, использую мелки двух цветов, если ученики предполагают, что вещество полностью растворяется в воде, то отмечаю «+» во второй колонке; если ученики предполагают, что вещество останется на фильтре, то «+» в третьей колонке, и наоборот; цветным мелком фиксирую предполагаемый результат в четвертой колонке – Р (растворимое) или Н (нерастворимое))

У: А после выполнения лабораторной работы сверим наши предположения с полученными результатами.

У: Каждая лаборатория будет исследовать два твердых вещества, все результаты будете записывать в отчет «Растворимые и нерастворимые в воде вещества». Приложение 1

У: Ребята, это первая ваша самостоятельная лабораторная работа и перед тем, как вы приступите к ее выполнению, послушайте порядок ее проведения или инструкцию. (Раздаю каждой лаборатории, после прочтения обговариваем .)

Лабораторная работа

(Помогаю если есть необходимость. Может возникнуть трудность с фильтрацией раствора кофе, т.к. фильтр окрасится. Для облегчения заполнения отчетов предлагаю использовать словосочетания, которые прикрепляю на доску. Приложение 3 .)

У: А сейчас проверим наши предположения. Руководители лабораторий, проверьте, подписан ли ваш отчет и прокомментируйте полученные опытным путем результаты. (Начальник лаборатории отчитывается, фиксирую полученный результат мелком другого цвета)

У: Ребята, какие вещества для исследования оказались растворимыми? Какие нет? Сколько совпадений оказалось? Молодцы. Практически все наши предположения подтвердились.

VI. Вопросы для закрепления

У: Ребята, а где человек использует раствор соли, сахара, соды, песка, кофе, крахмала, глины?

VII. Итог урока

У: Какую цель мы сегодня ставили? Выполнили ее? Мы молодцы? Я вами очень довольна! И ставлю всем «отлично».

VIII. Домашнее задание

У: Прочитаете текст для внеклассного чтения на стр.43, ответите на вопросы.

Встаньте, пожалуйста, те ребята, кому наш урок не понравился. Спасибо за честность. А теперь те, кому понравилась наша работа. Спасибо. Всем до свидания.