матеріал 1

Загальна характеристика розчинів. Класифікація розчинів. Тепловий ефект розчинення. Розчинність

Матеріал

Урок 21. Загальна характеристика розчинів. Класифікація розчинів. Тепловий ефект розчинення. Розчинність


Очікувані результати
  • виявляє самостійно або у співпраці з іншими невизначеність/протиріччя в інформації щодо ознак/будови/ властивостей об’єктів природи, умов виникнення, прояву і перебігу природних явищ [12 ПРО 1.1.1-1 П]
  • аналізує за наданими критеріями самостійно або у співпраці з іншими математичні/реальні/ віртуальні моделі об’єктів і явищ [12 ПРО 1.4.1-3 П]
  • формулює самостійно або у співпраці з іншими висновки відповідно до завдань дослідження [12 ПРО 1.5.2-2 П] оцінює самостійно або у співпраці з іншими доказовість і вагомість аргументів у висновках дослідження [12 ПРО 1.6.2-1 П]
  • описує і пояснює самостійно або у співпраці з іншими природні і техногенні об’єкти, явища і процеси на основі нетекстової інформації, представленої в різних формах [12 ПРО 2.2.2-2 П]
  • визначає самостійно або у співпраці з іншими властивості об’єктів, істотні ознаки явищ і процесів, необхідні для розв’язання життєвої/навчальної проблеми [12 ПРО 3.1.1-2 П]
  • установлює та обґрунтовує самостійно або у співпраці з іншими взаємозв’язки між природними, техногенними об’єктами, закономірності явищ природи [12 ПРО 3.3.1]
  • добирає самостійно або у співпраці з іншими ознаки класифікації природних і техногенних об’єктів, явищ і процесів [12 ПРО 3.2.1]
  • установлює та обґрунтовує самостійно або у співпраці з іншими взаємозв’язки між природними, техногенними об’єктами, закономірності явищ природи [12 ПРО 3.3.1]
  • визначає самостійно або у співпраці з іншими аргументи/твердження, теорії, що ґрунтуються на наукових фактах і доказах [12 ПРО 4.1.1]
  • інтерпретує самостійно або у співпраці з іншими інформацію природничого змісту, представлену в різний спосіб [12 ПРО 2.2.2]
  • пропонує варіанти організації роботи групи: розподілення обов’язків, налагодження комунікації для розв’язання навчальної/життєвої проблеми [12 ПРО 4.4.1]
  • формулює самостійно або у співпраці з іншими висновки за результатами досліджень та обґрунтовує їх [12 ПРО 1.5.2]
  • добирає самостійно або у співпраці з іншими форми подання інформації і її перетворення [12 ПРО 2.2.1]

Мета уроку: Сформувати уявлення про розчини як складні гетерогенні або гомогенні системи, класифікацію розчинів, теплові ефекти, що супроводжують процес розчинення, а також поняття розчинності; вміти аналізувати властивості речовин, робити обґрунтовані висновки та вирішувати проблемні ситуації, пов’язані з реальними побутовими або екологічними питаннями.

Очікувані результати для вчителя:
  • Учні усвідомлюють: значення розчинів у побуті, медицині, харчовій, хімічній промисловості; зв’язок між властивостями розчинів і структурою речовин;
  • Учні вміють: класифікувати розчини; пояснювати на прикладах тепловий ефект розчинення; використовувати знання про розчинність для розв’язання практичних задач;
  • Учні формулюють: гіпотези, висновки за результатами досліджень; причинно-наслідкові зв’язки між температурою та розчинністю; пояснення на основі наукової термінології.
Очікувані результати для учнівства:
  • Знає: основні поняття: розчин, розчинник, розчинена речовина, насичений/ненасичений розчин; класифікацію розчинів за агрегатним станом, ступенем насиченості, здатністю проводити електричний струм;
  • Пояснює: механізм утворення розчинів; фізичну суть теплового ефекту під час розчинення; залежність розчинності від температури;
  • Аналізує: графіки залежності розчинності від температури; енергетичні зміни під час розчинення (ендотермічні та екзотермічні процеси) реальні ситуації;
  • Визначає: тип розчину (насичений/ненасичений); наявність теплового ефекту під час розчинення речовини експериментально.
  • Виконує: прості лабораторні досліди з приготування розчинів; побудову графіків розчинності.
Ключові слова
  • розчин
  • розчинення
  • розчинена речовина
  • розчинність
  • тепловий ефект
  • екзотермічна, ендотермічна реакція
  • кристалогідрати
План уроку
  1. Мотивація. 
  2. Повторення (робота з картками)
  3. Теоретичний блок
  4. Практичний блок
  5. Попрактикуймо самостійно
  6. Рефлексія

1. Мотивація
Дружня порада для вчителя

Тривалість: 3хв. 

Важливіші біологічні системи (цитоплазма, кров, лімфа, слина, сеча, піт тощо) є водними розчинами солей, білків, вуглеводів, ліпідів. Плазма крові складається з води (90 – 92 %) та сухої речовини (8 – 10 %). З органічних речовин в ній містяться білки (альбуміни, глобуліни, фібриноген), небілкові нітрогеновмісні сполуки (амінокислоти, поліпептиди), продукти розпаду білків і нуклеїнових кислот (сечовина, креатин, сечова кислота, креатинін) глюкоза, жири, ліпоїди та ін. Мінеральні речовини – це солі з катіонами Натрію, Калію, Кальцію, Магнію та аніонами Хлору, гідрогенкарбонат та гідрогенфосфатйонами.

Розчини відіграють важливу роль у живій та неживій природі. В людському організмі міститься багато різних біологічних рідин від простих розчинів солей і кислот до складних дисперсних систем. Вода – це середовище, у якому відбуваються фізіологічні та біохімічні процеси у живих організмах (засвоєння їжі, всмоктування в кров поживних речовин, транспортування метаболітів). Пригадайте та назвіть відомі вам біологічні системи, опишіть склад цих систем.


2. Повторення пройденого
Дружня порада для вчителя

Тривалість: 5 хв.

Два типи карток, які треба поєднати. 

Якщо учням визначення незнайоме, то вони визначать його методом підбору.

Інструкція: Поєднай картки з ключовими словами та визначеннями:

Ключові слова:                                               

  1. Розчин                                          
  2. Розчинник
  3. Розчинена речовина
  4. Розчинність
  5. Насичений розчин
  6. Ненасичений розчин
  7. Аерозоль
  8.  Емульсія 
  9.  Суспензія

Визначення:

  • А. це система, в якій дисперсною фазою є тверда речовина, а дисперсійним середовищем – рідина (тверда речовина та рідина нерозчинні одна в одній). 
  • Б. однорідні (гомогенні) системи, з двох або більше речовин, де одна речовина (розчинена) розподілена в іншій (розчиннику).
  • В. речовина, яка розчиняється в розчиннику і утворює з ним однорідну суміш
  • Г.  розчин, в якому при даній температурі речовина вже не розчиняється. 
  • Ґ. це максимальна кількість розчиненої речовини, яка може розчинитися в заданій кількості розчинника за заданої температури. 
  • Д. це система, в якій і дисперсна фаза, і дисперсійне середовище – рідини, які взаємно нерозчинні одна в одній. 
  • Е. розчин, в якому при даній температурі, речовина ще розчиняється.
  • Є.  речовина, у якій розчиняється інша речовина. Як правило, її більше за масою або об’ємом.
  • Ж.  це дисперсна система, в якій дисперсійним середовищем є газ, зокрема, повітря.

Відповідь:


3. Тобі може знадобитися
Дружня порада для вчителя

Тривалість: 10 хв.

Знадобиться також таблиця розчинності, щоб визначати розчинність кислот, основ, солей.

Джерело: https://www.acs.org/middleschoolchemistry/simulations/chapter5/lesson9.html

Дисперсна система – це система, в якій одна речовина рівномірно розподілена в об′ємі іншої. Дисперсні системи складаються із дисперсної фази та дисперсійного середовища. Дисперсна фаза (диспергована речовина) – частина дисперсної системи, яка рівномірно розподілена в об’ємі іншої. Дисперсійне середовище – середовище, в якому рівномірно розподілена дисперсна фаза.. 

Залежно від розмірів дисперсних частинок розрізняють грубодисперсні системи, колоїдні розчини та істинні розчини. 

Класифікація систем за дисперсністю:

  • Грубодисперсні > 100 нм Суспензії, емульсії, піни, дим
  • Колоїдні розчини 1-100 нм Кров, золі 
  • Істинні розчини <1 нм розчни електролітів та неелектролітів.

Розчинами називають однорідні (гомогенні) системи, які складаються з двох або більше компонентів, відносна кількість яких може змінюватися в широких межах без порушення однорідності. До складу розчину входять розчинник та розчинені речовини. Розчинник – це середовище, в якому розчинені речовини, рівномірно розподілені у вигляді молекул або йонів. Компонент, агрегатний стан якого не змінюється під час утворення розчину, вважають розчинником. У випадку, коли розчинник та розчинена речовина знаходяться в одному агрегатному стані (при змішуванні газу з газом, рідини з рідиною, твердої речовини з твердою), розчинником вважають компонент, об’єм якого більший.

Характерною ознакою розчинів є їх однорідність. 

Розчини класифікують за наступними ознаками: за  природою розчинникаводні та неводні; відповідно до концентрації катіонів гідрогену (гідроксонію) розчини можуть бути кислими, нейтральними та лужними; відповідно до від агрегатного стану розчинника та розчиненої речовини розчини поділяють на газоподібні, рідкі та тверді; відповідно до вмісту розчиненої на розведені та концентровані (розведений розчин містить менше 30% розчиненої речовини, концентрований понад 30%) . Відповідно до здатності речовини розчинятись за даних умов у даній масі розчинника розчини бувають ненасиченими, насиченими, пересиченими. 

Насичений розчин – це розчин, у якому при даній температурі речовина вже не розчиняється. Цей розчин являє представляє собою динамічно рівноважну систему, в якій швидкість процесу розчинення дорівнює швидкості процесу кристалізації (випадання осаду розчиненої речовини з розчину). 

Ненасиченим називається розчин, у якому за даної температури, речовина ще розчиняється (він містить менше розчиненої речовини, ніж потрібно для насичення) .

Перенасиченим називається розчин, який при певній температурі містить більше розчиненої речовини, ніж це зумовлено границею насичення (при зниженні температури надлишок речовини випадає у вигляді кристалів). 

Згідно з сучасною теорією розчинів, утворення розчинів – це фізико-хімічний процес, в якому виділяють наступні стадії: руйнування структури вихідної речовини; сольватація; дифузія.

Під час руйнування структури твердої речовини (розриву зв’язків між поверхневими молекулами чи йонами кристала) енергія поглинається. Це фізичний процес розчинення. Далі відбувається хімічний процес розчинення: виникнення зв’язків між частинками речовини і молекулами розчинника, енергія виділяється. Далі відбувається дифузія сольватованих частинок, тобто рівномірний розподіл їх по всьому об’єму розчину, що потребує хоч і незначних, але затрат енергії. 

Якщо знехтувати затратами енергії на дифузію, то сумарний тепловий ефект визначаємо так:

  • якщо взаємодія частинок речовини і молекул розчинника супроводжується виділенням теплоти, яка є більшою від тієї, що поглинається під час руйнування зв’язків між йонами (для йонних сполук) або під час розриву міжмолекулярних зв’язків (для сполук молекулярної будови), то спостерігаємо розігрівання розчину (процес екзотермічний);
  • якщо взаємодія частинок розчиненої речовини і молекул розчинника супроводжується виділенням теплоти, яка є меншою від тієї, що поглинається під час руйнування зв’язків, то спостерігаємо охолодження розчину (процес ендотермічний). 

Теплота, що виділяється або поглинається при розчиненні, називається теплотою розчинення.

Розчинність  – це здатність речовини (яку називають розчиненою речовиною ) розчинятися в розчиннику та утворювати розчин .

Розчинність розчиненої речовини – це максимальна кількість розчиненої речовини, яка може розчинитися в заданій кількості розчинника за заданої температури.

Розчинність речовин у рідинах залежить від: природи розчинника та речовини, що розчиняється; температури; наявності в розчині інших речовин.

Р – розчинність (s) , як правило, визначають масою солі, що розчиняється в 100 г води при даній температурі (г). 

Розчинність твердої речовини збільшується з підвищенням температури, розчинність газів – зменшується. Точніше, якщо процес розчинення ендотермічний (поглинає тепло), підвищення температури покращує розчинність, якщо ж процес екзотермічний (виділяє тепло), підвищення температури знижує розчинність. Зовнішній тиск має дуже незначний вплив на розчинність рідин і твердих речовин. Навпаки, розчинність газів збільшується зі збільшенням парціального тиску газу над розчином. Розчинність газів в рідинях прямо пропорційна тиску газу над рідиною (закон Генрі).

Популярне прислів’я, яке використовується для прогнозування розчинності, звучить так: «Подібне розчиняється в подібному». Це твердження вказує на те, що розчинена речовина найкраще розчиняється в розчиннику, який має подібну хімічну структуру; здатність розчинника розчиняти різні сполуки залежить головним чином від його полярності

Графік розчинності — це діаграма, де:

  • вісь х відкладається температура (°C),
  • вісь y розчинність (г речовини на 100 г води).

На графіку показано, скільки речовини розчиняється в 100 г води при різних температурах. 

Зображення. Підручник.. Хімія. Повторне видання. 9 клас. Савчин

Кристалічні речовини, до складу яких входить вода називають кристалогідратами, а воду у їх складі –кристалізаційною.
CuSO4*5H2O купрум(ІІ) сульфат пентагідрат (мідний купорос)
FeSO4*7H2O ферум(ІІ) сульфат гептагідрат (залізний купорос)
Na2CO3*10H2O натрій карбонат декагідрат (кристалічна сіль)

Покликання на відеоресурси:

Відео

Відео

Відео


4. Життєва ситуація
Дружня порада для вчителя

Тривалість до 12 хв

Демонстрація теплового ефекту розчинення концентрованої сульфатної кислоти та амоній нітрату у воді. Температуру води міряємо напочатку, температуру розчину після додавання речовин та пермішування. 

(20 г амоній нітрату на 150 мл води, 5 мл концентрованої сульфатної кислоти на 100 мл води) 

Можна залучити до демонстрації учнів. Обов`язково слід наголосити на правилах техніки безпеки та правильному проведення дослідів. 

Розчинення H2SO4 (к) у воді екзотермічний процес, розчинення NH4NO3 – ендотермічний.

Можна видати учням однакові кількості солей, наприклад по 20 г кальцій хлориду та калій хлориду, щоб вони розчинили їх  в 100 мл води кожну зокрема. Температуру вимірюють у води на початку і після додавання та перемішування солей  в утворених розчинах. Розчинення NaCl – процес ендотермічний (за кімнатної температури мінімальна температура розчину може сягнути 14°C), розчинення CaCl2– процес екзотермічний (максимальна температура, відповідно 45 °C) 

Сформулюйте гіпотезу щодо теплового ефекту розчинення H2SO4 (к) та NH4NO3 у воді. Прокоментуйте результати експериментального дослідження розчинення концентрованої сульфатної кислоти та амоній нітрату. Про що свідчить результат даного експерименту?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Попрактикуймо самостійно
Дружня порада для вчителя

Тривалість 2 – 3 хв

  1.  У вас є 100 мл води і 30 г кухонної солі. Чи вся маса солі розчиниться за  25 °C? Використайте  діаграму (графік) розчинності. 
  2. За графіком розчинності натрій сульфату визначте:
    • А) розчинність цієї солі в 100 г води при 70 °С
    • Б) мінімальну масу води, в якій розчиниться 20 г солі за 70 °С;
    • В) максимальну масу солі, яку можна розчинити у 80 г води за 50 °С.

Зображення. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:SolubilityVsTemperature.png

  1. Використавши дані таблиці, доповніть кожне речення буквою А – Д так, щоб утворилося правильне твердження.

Таблиця:

  • А) Мінімальна маса води, в якій можна розчинити 35 г речовини… за 40 °С становить 33,4 г 
  •  Б)  За температури 80 °C в насиченому розчині речовини … її маса в   1, 7 разів більша, ніж маса розчинника
  • В) За температури 20 °C в насиченому розчині речовини … її маса в 2,78 разів менша , ніж маса розчинника
  • Г) Максимальна маса речовини …, яку можна розчинити у воді масою 250 г за температури 40 °C, становить 4,425 г.
  1. Складіть власну діаграму розчинності речовин А,Б,В, користуючись табличними даними з попереднього завдання.

Відповідь:


6. Рефлексія
Дружня порада для вчителя

Тривалість 2 – 3 хв

Що тебе сьогодні здивувало або змусило подивитися на звичні речовини по-новому?

Чи змінилося твоє розуміння того, що таке «розчин» і які чинники впливають на його утворення?


У вільний від відпочинку час
Дружня порада для вчителя

У даній симуляції учні зможуть побачити, що відбувається з частинками речовини в процесі розчинення, а також теплові ефекти, що супроводжують процес розчинення

Використайте симуляції за наведеним покликанням, щоб дослідити як відбувається процес розчинення та теплові ефекти, що супроводжують процес розчинення. Як ви можете описати ваше дослідження (2 – 3 речення, або презентація на 2 – 3 слайди із зображеннями з ресурсу та підписами)
https://www.acs.org/middleschoolchemistry/simulations/chapter5/lesson9.html

Урок 21. Загальна характеристика розчинів. Класифікація розчинів. Тепловий ефект розчинення. Розчинність

Робочий аркуш учнівства

Очікувані результати

Мета уроку: Сформувати уявлення про розчини як складні гетерогенні або гомогенні системи, класифікацію розчинів, теплові ефекти, що супроводжують процес розчинення, а також поняття розчинності; вміти аналізувати властивості речовин, робити обґрунтовані висновки та вирішувати проблемні ситуації, пов’язані з реальними побутовими або екологічними питаннями.

Очікувані результати для учнівства:
  • Знає: основні поняття: розчин, розчинник, розчинена речовина, насичений/ненасичений розчин; класифікацію розчинів за агрегатним станом, ступенем насиченості, здатністю проводити електричний струм;
  • Пояснює: механізм утворення розчинів; фізичну суть теплового ефекту під час розчинення; залежність розчинності від температури;
  • Аналізує: графіки залежності розчинності від температури; енергетичні зміни під час розчинення (ендотермічні та екзотермічні процеси) реальні ситуації;
  • Визначає: тип розчину (насичений/ненасичений); наявність теплового ефекту під час розчинення речовини експериментально.
  • Виконує: прості лабораторні досліди з приготування розчинів; побудову графіків розчинності.
Ключові слова
  • розчин
  • розчинення
  • розчинена речовина
  • розчинність
  • тепловий ефект
  • екзотермічна, ендотермічна реакція
  • кристалогідрати
План уроку
  1. Мотивація. 
  2. Повторення (робота з картками)
  3. Теоретичний блок
  4. Практичний блок
  5. Попрактикуймо самостійно
  6. Рефлексія

1. Мотивація

Розчини відіграють важливу роль у живій та неживій природі. В людському організмі міститься багато різних біологічних рідин від простих розчинів солей і кислот до складних дисперсних систем. Вода – це середовище, у якому відбуваються фізіологічні та біохімічні процеси у живих організмах (засвоєння їжі, всмоктування в кров поживних речовин, транспортування метаболітів). Пригадайте та назвіть відомі вам біологічні системи, опишіть склад цих систем.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Повторення пройденого

Інструкція: Поєднай картки з ключовими словами та визначеннями:

Ключові слова:                                               

  1. Розчин                                          
  2. Розчинник
  3. Розчинена речовина
  4. Розчинність
  5. Насичений розчин
  6. Ненасичений розчин
  7. Аерозоль
  8.  Емульсія 
  9.  Суспензія

Визначення:

  • А. це система, в якій дисперсною фазою є тверда речовина, а дисперсійним середовищем – рідина (тверда речовина та рідина нерозчинні одна в одній). 
  • Б. однорідні (гомогенні) системи, з двох або більше речовин, де одна речовина (розчинена) розподілена в іншій (розчиннику).
  • В. речовина, яка розчиняється в розчиннику і утворює з ним однорідну суміш
  • Г.  розчин, в якому при даній температурі речовина вже не розчиняється. 
  • Ґ. це максимальна кількість розчиненої речовини, яка може розчинитися в заданій кількості розчинника за заданої температури. 
  • Д. це система, в якій і дисперсна фаза, і дисперсійне середовище – рідини, які взаємно нерозчинні одна в одній. 
  • Е. розчин, в якому при даній температурі, речовина ще розчиняється.
  • Є.  речовина, у якій розчиняється інша речовина. Як правило, її більше за масою або об’ємом.
  • Ж.  це дисперсна система, в якій дисперсійним середовищем є газ, зокрема, повітря.

3. Тобі може знадобитися

Дисперсна система – це система, в якій одна речовина рівномірно розподілена в об′ємі іншої. Дисперсні системи складаються із дисперсної фази та дисперсійного середовища. Дисперсна фаза (диспергована речовина) – частина дисперсної системи, яка рівномірно розподілена в об’ємі іншої. Дисперсійне середовище – середовище, в якому рівномірно розподілена дисперсна фаза.. 

Залежно від розмірів дисперсних частинок розрізняють грубодисперсні системи, колоїдні розчини та істинні розчини. 

Класифікація систем за дисперсністю:

  • Грубодисперсні > 100 нм Суспензії, емульсії, піни, дим
  • Колоїдні розчини 1-100 нм Кров, золі 
  • Істинні розчини <1 нм розчни електролітів та неелектролітів.

Розчинами називають однорідні (гомогенні) системи, які складаються з двох або більше компонентів, відносна кількість яких може змінюватися в широких межах без порушення однорідності. До складу розчину входять розчинник та розчинені речовини. Розчинник – це середовище, в якому розчинені речовини, рівномірно розподілені у вигляді молекул або йонів. Компонент, агрегатний стан якого не змінюється під час утворення розчину, вважають розчинником. У випадку, коли розчинник та розчинена речовина знаходяться в одному агрегатному стані (при змішуванні газу з газом, рідини з рідиною, твердої речовини з твердою), розчинником вважають компонент, об’єм якого більший.

Характерною ознакою розчинів є їх однорідність. 

Розчини класифікують за наступними ознаками: за  природою розчинникаводні та неводні; відповідно до концентрації катіонів гідрогену (гідроксонію) розчини можуть бути кислими, нейтральними та лужними; відповідно до від агрегатного стану розчинника та розчиненої речовини розчини поділяють на газоподібні, рідкі та тверді; відповідно до вмісту розчиненої на розведені та концентровані (розведений розчин містить менше 30% розчиненої речовини, концентрований понад 30%) . Відповідно до здатності речовини розчинятись за даних умов у даній масі розчинника розчини бувають ненасиченими, насиченими, пересиченими. 

Насичений розчин – це розчин, у якому при даній температурі речовина вже не розчиняється. Цей розчин являє представляє собою динамічно рівноважну систему, в якій швидкість процесу розчинення дорівнює швидкості процесу кристалізації (випадання осаду розчиненої речовини з розчину). 

Ненасиченим називається розчин, у якому за даної температури, речовина ще розчиняється (він містить менше розчиненої речовини, ніж потрібно для насичення) .

Перенасиченим називається розчин, який при певній температурі містить більше розчиненої речовини, ніж це зумовлено границею насичення (при зниженні температури надлишок речовини випадає у вигляді кристалів). 

Згідно з сучасною теорією розчинів, утворення розчинів – це фізико-хімічний процес, в якому виділяють наступні стадії: руйнування структури вихідної речовини; сольватація; дифузія.

Під час руйнування структури твердої речовини (розриву зв’язків між поверхневими молекулами чи йонами кристала) енергія поглинається. Це фізичний процес розчинення. Далі відбувається хімічний процес розчинення: виникнення зв’язків між частинками речовини і молекулами розчинника, енергія виділяється. Далі відбувається дифузія сольватованих частинок, тобто рівномірний розподіл їх по всьому об’єму розчину, що потребує хоч і незначних, але затрат енергії. 

Якщо знехтувати затратами енергії на дифузію, то сумарний тепловий ефект визначаємо так:

  • якщо взаємодія частинок речовини і молекул розчинника супроводжується виділенням теплоти, яка є більшою від тієї, що поглинається під час руйнування зв’язків між йонами (для йонних сполук) або під час розриву міжмолекулярних зв’язків (для сполук молекулярної будови), то спостерігаємо розігрівання розчину (процес екзотермічний);
  • якщо взаємодія частинок розчиненої речовини і молекул розчинника супроводжується виділенням теплоти, яка є меншою від тієї, що поглинається під час руйнування зв’язків, то спостерігаємо охолодження розчину (процес ендотермічний). 

Теплота, що виділяється або поглинається при розчиненні, називається теплотою розчинення.

Розчинність  – це здатність речовини (яку називають розчиненою речовиною ) розчинятися в розчиннику та утворювати розчин .

Розчинність розчиненої речовини – це максимальна кількість розчиненої речовини, яка може розчинитися в заданій кількості розчинника за заданої температури.

Розчинність речовин у рідинах залежить від: природи розчинника та речовини, що розчиняється; температури; наявності в розчині інших речовин.

Р – розчинність (s) , як правило, визначають масою солі, що розчиняється в 100 г води при даній температурі (г). 

Розчинність твердої речовини збільшується з підвищенням температури, розчинність газів – зменшується. Точніше, якщо процес розчинення ендотермічний (поглинає тепло), підвищення температури покращує розчинність, якщо ж процес екзотермічний (виділяє тепло), підвищення температури знижує розчинність. Зовнішній тиск має дуже незначний вплив на розчинність рідин і твердих речовин. Навпаки, розчинність газів збільшується зі збільшенням парціального тиску газу над розчином. Розчинність газів в рідинях прямо пропорційна тиску газу над рідиною (закон Генрі).

Популярне прислів’я, яке використовується для прогнозування розчинності, звучить так: «Подібне розчиняється в подібному». Це твердження вказує на те, що розчинена речовина найкраще розчиняється в розчиннику, який має подібну хімічну структуру; здатність розчинника розчиняти різні сполуки залежить головним чином від його полярності

Графік розчинності — це діаграма, де:

  • вісь х відкладається температура (°C),
  • вісь y розчинність (г речовини на 100 г води).

На графіку показано, скільки речовини розчиняється в 100 г води при різних температурах. 

Зображення. Підручник.. Хімія. Повторне видання. 9 клас. Савчин

Кристалічні речовини, до складу яких входить вода називають кристалогідратами, а воду у їх складі –кристалізаційною.
CuSO4*5H2O купрум(ІІ) сульфат пентагідрат (мідний купорос)
FeSO4*7H2O ферум(ІІ) сульфат гептагідрат (залізний купорос)
Na2CO3*10H2O натрій карбонат декагідрат (кристалічна сіль)

Покликання на відеоресурси:

Відео

Відео

Відео


4. Життєва ситуація

Сформулюйте гіпотезу щодо теплового ефекту розчинення H2SO4 (к) та NH4NO3 у воді. Прокоментуйте результати експериментального дослідження розчинення концентрованої сульфатної кислоти та амоній нітрату. Про що свідчить результат даного експерименту?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Попрактикуймо самостійно
  1.  У вас є 100 мл води і 30 г кухонної солі. Чи вся маса солі розчиниться за  25 °C? Використайте  діаграму (графік) розчинності. 
  2. За графіком розчинності натрій сульфату визначте:
    • А) розчинність цієї солі в 100 г води при 70 °С
    • Б) мінімальну масу води, в якій розчиниться 20 г солі за 70 °С;
    • В) максимальну масу солі, яку можна розчинити у 80 г води за 50 °С.

Зображення. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:SolubilityVsTemperature.png

  1. Використавши дані таблиці, доповніть кожне речення буквою А – Д так, щоб утворилося правильне твердження.

Таблиця:

  • А) Мінімальна маса води, в якій можна розчинити 35 г речовини… за 40 °С становить 33,4 г 
  •  Б)  За температури 80 °C в насиченому розчині речовини … її маса в   1, 7 разів більша, ніж маса розчинника
  • В) За температури 20 °C в насиченому розчині речовини … її маса в 2,78 разів менша , ніж маса розчинника
  • Г) Максимальна маса речовини …, яку можна розчинити у воді масою 250 г за температури 40 °C, становить 4,425 г.
  1. Складіть власну діаграму розчинності речовин А,Б,В, користуючись табличними даними з попереднього завдання.

6. Рефлексія

Що тебе сьогодні здивувало або змусило подивитися на звичні речовини по-новому?

Чи змінилося твоє розуміння того, що таке «розчин» і які чинники впливають на його утворення?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

У вільний від відпочинку час

Використайте симуляції за наведеним покликанням, щоб дослідити як відбувається процес розчинення та теплові ефекти, що супроводжують процес розчинення. Як ви можете описати ваше дослідження (2 – 3 речення, або презентація на 2 – 3 слайди із зображеннями з ресурсу та підписами)
https://www.acs.org/middleschoolchemistry/simulations/chapter5/lesson9.html

Ділись та обговорюй важливе

Обкладинка коментарів до матеріалу

Твоя поточна позиція

1 матеріал

Тема 2 — матеріал 1 з 13

1 матеріал Ти тут