Урок химии в 8 классе. «____»_____________ 20___ г.
Растворение. Растворимость веществ в воде.
Цель. Расширить и углубить представление учащихся о растворах и процессах растворения.
Образовательные задачи: определить, что такое раствор, рассмотреть процесс растворения - как физико - химический процесс; расширить представление о строении веществ и химических процессах, происходящих в растворах; рассмотреть основные виды растворов.
Развивающие задачи:Продолжать развитие речевых навыков, наблюдательности и умение делать выводы на основе лабораторной работы.
Воспитательные задачи: воспитывать мировоззрение у обучающихся через изучение процессов растворимости, так как растворимость веществ важная характеристика для приготовления растворов в быту, медицине и других важных отраслях промышленности и жизни человека.
Ход урока.
Что такое раствор? Как приготовить раствор?
Опыт №1. В стакан с водой поместить кристалл перманганата калия. Что наблюдаем? К какому явлению относится процесс растворения?
Опыт №2.Налить в пробирку 5 мл воды. Затем добавить 15 капель концентрированной серной кислоты (H2SO4конц.). Что наблюдаем? (Ответ: пробирка нагрелась, протекает экзотермическая реакция, значит, растворение химический процесс).
Опыт №3. В пробирку с нитратом натрия добавляем 5 мл воды. Что наблюдаем? (Ответ: пробирка стала холоднее, протекает эндотермическая реакция, значит растворение химический процесс).
Процесс растворения рассматривают как физико-химический процесс.
Стр. 211 заполнить таблицу.
| Признаки сравнения | Физическая теория | Химическая теория. |
| Сторонники теории | Вант -Гофф, Аррениус, Оствальд | Менделеев. |
| Определение растворения | Процесс растворения является результатом диффузии, т.е. проникновения растворенного вещества в промежутки между молекулами воды | Химическое взаимодействие растворенного вещества с молекулами воды |
| Определение раствора | Однородные смеси, состоящие из двух или более однородных частей. | Однородная система, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия. |
Растворимость твердых веществ в воде зависит:
Задание: наблюдение влияния температуры на растворимость веществ.
Порядок выполнения:
В пробирки №1 и №2 с сульфатом никеля прилейте воды (1/3 объема).
Пробирку с №1 нагрейте, соблюдая технику безопасности.
В какой из предложенных пробирок №1 или №2 процесс растворения протекает быстрее?
Сделайте вывод о влиянии температуры на растворимость веществ.
Рис.126 стр. 213
А) растворимость хлорида калия при 30 0С составляет 40 г
при 65 0 С составляет 50 г.
Б) растворимость сульфата калия при 40 0С составляет 10 г
при 800С составляет 20 г.
В) растворимость хлорида бария при 90 0С составляет 60 г
при 0 0 С составляет 30 г.
Задание: наблюдение влияния природы растворенного вещества на процесс растворения.
Порядок выполнения:
В 3 пробирки с веществами: хлорид кальция, гидроксид кальция, карбонат кальция, прилейте по 5 мл воды, закройте пробкой и хорошо встряхните для лучшего растворения вещества.
Какое из предложенных веществ хорошо растворяется в воде? Какое не растворяется?
таким образом, процесс растворения зависит от природы растворенного вещества:
Хорошо растворимые: (по три примера)
Малорастворимые:
Практически нерастворимые:
3) Задание: наблюдение влияния природы растворителя на процесс растворения веществ.
Порядок выполнения:
В 2 пробирки с медным купоросом прилейте в 5 мл спирта (№1) и 5 мл воды (№2),
закройте пробкой и хорошо встряхните для лучшего растворения вещества.
Какой из предложенных растворителей хорошо растворяет медный купорос?
Сделайте вывод о влиянии природы растворителя на процесс растворения и
способности веществ растворяться в разных растворителях.
Виды растворов:
Насыщенный раствор - это раствор, в котором приданной температуре вещество больше не растворяется.
Ненасыщенный - это раствор, в котором при данной температуре вещество может еще растворяться.
Пересыщенный - это раствор, в котором вещество может еще растворяться только при повышении температуры.
Как-то утром я проспал.
В школу быстро собирался:
Чай холодный наливал,
Сахар всыпал, помешал,
Но не сладким он остался.
Я ещё досыпал ложку,
Стал послаще он немножко.
Чай допил я до остатка,
А в остатке стало сладко,
Сахар ждал меня на дне!
Стал прикидывать в уме -
Отчего судьбы немилость?
Виновата - растворимость.
Выделите виды растворов в стихотворении. Что необходимо сделать, чтобы сахар полностью растворился в чае.
Физико - химическая теория растворов.
Растворенное вещество при растворении с водой образует гидраты.
Гидраты-это непрочные соединения веществ с водой, существующие в растворе.
При растворении происходит поглощение или выделение теплоты.
При повышении температуры растворимость веществ увеличивается.
Состав гидратов непостоянен в растворах и постоянен в кристаллогидратах.
Кристаллогидраты - соли, в состав которых входит вода.
Медный купорос CuSO4∙ 5H2O
Сода Na2CO3∙ 10H2O
Гипс CaSO4∙ 2H2O
Растворимость хлорида калия в воде при 60 0С равна 50г. Определите массовую долю соли в растворе, насыщенном при указанной температуре.
Определите растворимость сульфата калия при 80 0С. Определите массовую долю соли в растворе, насыщенном при указанной температуре.
161 г глауберовой соли растворили в 180 л воды. Определите массовую долю соли в полученном растворе.
Домашнее задание. Параграф 35
Сообщения.
Удивительные свойства воды;
Вода - самое ценное соединение;
Использование воды в промышленности;
Искусственное получение пресной воды;
Борьба за чистоту воды.
Презентация «Кристаллогидраты», «Растворы - свойства, применение».
Растворы - гомогенные (однородные) системы переменного состава, которые содержат два или несколько компонентов.
Наиболее распространены жидкие растворы. Они состоят из растворителя (жидкости) и растворенных веществ (газообразных, жидких, твердых):
Жидкие растворы могут быть водные и неводные. Водные растворы - это растворы, в которых растворителем является вода. Неводные растворы - это растворы, в которых растворителями являются другие жидкости ( , эфир и т. д.). На практике чаще применяются водные растворы.
Растворение веществ
Растворение - сложный физико-химический процесс. Разрушение структуры растворяемого вещества и распределение его частиц между молекулами растворителя - это физический процесс. Одновременно происходит взаимодействие молекул растворителя с частицами растворенного вещества, т.е. химический процесс. В результате этого взаимодействия образуются сольваты.
Сольваты - продукты переменного состава, которые образуются при химическом взаимодействии частиц растворенного вещества с молекулами растворителя.
Если растворителем является вода, то образующиеся сольваты называются гидратами . Процесс образования сольватов называется сольватацией . Процесс образования гидратов называется гидратацией . Гидраты некоторых веществ можно выделить в кристаллическом виде при выпаривании растворов. Например:
Что представляет собой и как образуется кристаллическое вещество синего цвета? При растворении в воде сульфата меди (II) происходит его диссоциация на ионы:
Образующиеся ионы взаимодействуют с молекулами воды:
При выпаривании раствора образуется кристаллогидрат сульфата меди (II) - CuSО 4 5Н 2 О.
Кристаллические вещества, содержащие молекулы воды, называются кристаллогидратами . Вода, входящая в их состав, называется кристаллизационной водой. Примеры кристаллогидратов:
Впервые идею о химическом характере процесса растворения высказал Д. И. Менделеев в разработанной им химической (гидратной) теории растворов (1887 г.). Доказательством физико-химического характера процесса растворения являются тепловые эффекты при растворении, т. е. выделение или поглощение теплоты.
Тепловой эффект растворения равен сумме тепловых эффектов физического и химического процессов. Физический процесс протекает с поглощением теплоты, химический - с выделением.
Если в результате гидратации (сольватации) выделяется больше теплоты, чем ее поглощается при разрушении структуры вещества, то растворение - экзотермический процесс. Выделение теплоты наблюдается, например, при растворении в воде таких веществ, как , AgNО 3 , ZnSО 4 и др.
Если для разрушения структуры вещества необходимо больше теплоты, чем ее образуется при гидратации, то растворение - эндотермический процесс. Это происходит, например, при растворении в воде NaNО 3 , KCl, K 2 SO 4 , KNO 2 , NH 4 Cl и др.
Растворимость веществ
Мы знаем, что одни вещества хорошо растворяются, другие - плохо. При растворении веществ образуются насыщенные и ненасыщенные растворы.
Насыщенный раствор - это раствор, который содержит максимальное количество растворяемого вещества при данной температуре.
Ненасыщенный раствор - это раствор, который содержит меньше растворяемого вещества, чем насыщенный при данной температуре.
Количественной характеристикой растворимости является коэффициент растворимости . Коэффициент растворимости показывает, какая максимальная масса вещества может раствориться в 1000 мл растворителя при данной температуре.
Растворимость выражают в граммах на литр (г/л).
По растворимости в воде вещества делят на 3 группы:
Таблица растворимости , и в воде:
Растворимость веществ зависит от природы растворителя, от природы растворенного вещества, температуры, давления (для газов). Растворимость газов при повышении температуры уменьшается, при повышении давления - увеличивается.
Зависимость растворимости твердых веществ от температуры показывают кривые растворимости. Растворимость многих твердых веществ увеличивается при повышении температуры.
По кривым растворимости можно определить: 1) коэффициент растворимости веществ при различных температурах; 2) массу растворенного вещества, которое выпадает в осадок при охлаждении раствора от t 1 o C до t 2 o C.
Процесс выделения вещества путем испарения или охлаждения его насыщенного раствора называется перекристаллизацией . Перекристаллизация используется для очистки веществ.
Внимание! Администрация сайта сайт не несет ответственности за содержание методических разработок, а также за соответствие разработки ФГОС.
Автор - Севостьянова Людмила Николаевна, учитель химии высшей квалификационной категории муниципального автономного общеобразовательного учреждения средней школы №3 р.п. Ильиногорск, Володарского муниципального района Нижегородской области
Обозначение предметного содержания проекта. Учащиеся получают представление о растворении, как о физико-химическом процессе, понятии гидратах и кристаллогидратах, растворимости, кривых растворимости, как модели зависимости растворения от температуры, насыщенных, перенасыщенных и ненасыщенных растворах. Делают выводы о значении растворов для природы и сельского хозяйства.
Методическая разработка составлена на основе, программы основного общего образования по химии, учебно-методического комплекса О.С.. Габриеляна «Химия. 8-11 классы (Рабочие программы. Химия8-11 классы: учебно-методическое пособие/сост. Г.М. Пальдяева. – 2 изд., стереотип. М.: Дрофа, 2013). Данный концентрический курс соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту основного общего образования, одобрен РАО и РАН, имеет гриф «Рекомендовано» и включен в Федеральный перечень учебников.
Согласно действующему Базисному учебному плану, рабочая программа для 8-го класса предусматривает обучение химии в объеме 2 часа в неделю.
Раздел. Растворение. Растворы. Свойства электролитов.
Тема. Растворимость. Растворимость веществ в воде.
Обоснование целесообразности данного предметного содержания для организации проектной/исследовательской деятельности обучающихся. Через организацию исследовательской деятельности сформировать представление о растворении, как о физико-химическом процессе. На основе знаний и умений, добытых в ходе активного поиска и самостоятельного решения проблемы, учащиеся учатся устанавливать межпредметные и причинно-следственные связи
Также данный проект, направленный на сформирование представления о физико-химическом процессе растворения, изучении растворимости различных веществ от различных условий обеспечивает развитие устойчивого интереса к химии.
Название проекта: «Растворы. Растворимость веществ в воде».
Описание проблемной ситуации, определение проблемы и цели проектного модуля. Учитель организует действия учащихся по выявлению и формулировке проблемы, предлагая учащимся провести мини-исследование «Приготовление водных растворов перманганата калия и серной кислоты». Учащиеся во время проведения опытов отмечают, что в процессе растворения веществ наблюдаются как признаки физического, так и признаки химического явления.
Учащиеся совместно с учителем формулируют противоречие.
Противоречие: В процессе растворения можно наблюдать с одной стороны признаки физических явлений, с другой - химических явлений.
Проблема: Процесс «растворение» - это процесс химический или физический? Можно ли влиять на этот процесс?
Описание проектного продукта/результата с критериями оценки.
Цель проектного модуля: доказать сущность процесса растворения и объяснить зависимость растворимости от различных факторов через создание ментальной карты «Растворимость веществ в воде».
Проектный продукт: ментальная карта «Растворимость веществ в воде».
Ментальная карта представляет собой систематизированный и представленный в наглядной форме материал. В центре записывается тема проекта «Растворимость веществ». Учащимся предлагается на основе проведенных мини-исследований сформулировать выводы и творчески оформить их в несколько блоков:
Каждый отдельный проектный продукт пары оценивается по следующим критериям.
- Эстетичность оформления
- Структурность оформления
- Логичность оформления
- Наглядность
- 1 балл – представлен частично
Оценка «5» - 15-14 баллов
Оценка «4» - 13-11 баллов
Оценка «3»- 10-7 баллов
Оценка «2» -менее 7 баллов
Определение общего объема урочных часов, необходимых для реализации проекта, и его распределение по этапам проектной деятельности обучающихся с указанием действий педагога и обучающихся.
Проектный модуль включает 3 урока (3 часа проектного модуля реализуются за счет 1 часа, который отводится на изучение темы «Растворы. Растворимость веществ» и 2 часа за счет резервного времени):
Фазы ПД |
Этапы ПД |
Поурочное планирование |
Проектирование |
Актуализация |
1 урок Домашнее задание |
Проблематизация |
||
Целеполагание |
||
Планирование |
||
Концептуализация Моделирование |
||
Реализация |
Разработка критериальной базы |
2 урок Домашнее задание |
Реализация проектного продукта |
||
Представление проектного продукта Оценка Рефлексия |
Представление |
3 урок Домашнее задание |
Защита проекта |
||
Рефлексия |
||
Диагностика уровня сформированности проектных действий |
Поэтапное описание проектного модуля, действий обучающихся, действий педагога.
Этапы проектной деятельности |
Деятельность учителя |
Деятельность учащихся |
Средства |
Результат |
||||||||
1-й урок (подготовительный и проектировочный этапы): актуализация – проблематизация – целеполагания - планирование действий-концептуализация. |
||||||||||||
Актуализация имеющейся системы : предметных знаний и способов деятельности, метапредметных способов деятельности, ценностей и смыслов, связанных с содержанием модуля и самим процессом познания. |
Организует повторение правил техники безопасности и поведения в кабинете химии. Организует фронтальное выполнение заданий, направленных на усвоение темы «Физические и химические явления» Задает вопрос учащимся: «Как отличить химические явления от физических?», «Каковы признаки химических реакций?» |
Отвечают на вопросы. Просмотр в режиме «без звука» флеш - ролика «Признаки химических реакций». Указывают признаки химических реакций, комментируют свой ответ. Рассуждают и делают вывод том, что химические явление характеризуются образованием новых веществ, с новыми признаками. Признаками химических реакций могут быть: появление запаха (выделение газа), образование осадка, изменение цвета. |
Мультимедийный комплекс и интерактивной доской. Материал Единой коллекции ЦОР |
Выявлена граница «знания-незнания» |
||||||||
Проблематизация – определение проблемы проекта и причин, приводящий к появлению проблемы. |
Организует действия учащихся по выявлению и формулировке противоречия и проблемы. Проведение мини-исследования: «Приготовление водных растворов перманганата калия и серной кислоты» |
Учащиеся, соблюдая правила техники безопасности выполняют мини-исследование №1: , описывают свои наблюдения, заполняют таблицу. Растворение
Проблема: К каким же явлениям относится процесс растворения, физическим или химическим, как можно описать процесс растворения веществ? |
Алгоритм выполнения мини-исследования №1 Приложение №1 Оборудование и реактивы:: KМnО 4 , Н 2 SО 4 (конц.), безводный СuSО 4 , вода, пробирки, штатив. |
Сформулирована проблема |
||||||||
Целеполагание – определение цели и задач проекта. |
На основе сформулированной проблемы создает условия для формулировки цели и определения будущего проектного продукта |
Формулируют цель проекта с помощью учителя: описать модель процесса растворения, определить факторы, влияющие на процесс растворения, провести классификацию растворов, указать значение и применение растворов. С помощью учителя определяют блоки ментальной карты: 1 блок: «Модель процесса растворения» 2 блок: «Зависимость процесса растворения от различных факторов» 3 блок: «Классификация растворов» 4 блок: «Значение и применение растворов» |
Сформулирована цель общего проектного продукта. |
|||||||||
Планирование действий |
Создает условия для формирования проектных групп и распределение обязанностей внутри групп по выполнению проектных заданий
|
Класс делится на 5 групп по 4-5 человек. Каждая группа выбирает руководителя. Совместно с учителем проговаривают совместный план действий.
|
Сформированы группы учащихся для выполнения проекта. Разработан план дальнейшей работы |
|||||||||
Организует действия учащихся для работы в группах. Оказывает помощь в распределении обязанностей внутри группы Предлагает работу в группах по единым заданиям: прочитать текст учебника с.186-188, оформить схему-модель процесса растворения. Направляет группы на выполнение практического мини-исследования №2 «Наблюдение влияния природы растворенного вещества на процесс растворения» Направляет группы на выполнение практического мини-исследования №3 «Наблюдение влияния природы растворителя на процесс растворения веществ» Направляет группы на выполнение практического мини-исследования №4 «Наблюдение влияния температуры на растворимость веществ.». |
Составляют схему-модель «Растворение как физико-химический процесс». Каждый учащийся внутри группы самостоятельно читает текст. 1 ученик: рассматривает историю изучения данного вопроса. 2 ученик: выделяет сторонников физической теории растворов 3 ученик: выделяет сторонников химической теории растворов 4 ученик: описывают современные представления, составляют схему-модель РАСТВОР= Н2О + Р.В. + ГИДРАТЫ (продукты взаимодействия Н2О растворёнными веществами). 5 ученик планирует и оформляет блок 1 ментальной карты. Учащиеся, соблюдая правила техники безопасности, выполняют мини-исследование №2 «Наблюдение влияния природы растворенного вещества на процесс растворения» по предложенному алгоритму, формулируют вывод. Формулируют выводы: Природа растворяемого вещества влияет на процесс растворения. Растворимость вещества зависит от природы самого вещества. Учащиеся, соблюдая правила техники безопасности, выполняют мини-исследование №3 «Наблюдение влияния природы растворителя на процесс растворения веществ» по предложенному алгоритму, формулируют вывод. Формулируют выводы: Природа растворителя влияет на процесс растворителя. Растворимость вещества зависит от природы самого вещества. Учащиеся, соблюдая правила техники безопасности, выполняют мини-исследование №4 «Наблюдение влияния температуры на растворимость веществ.».по предложенному алгоритму, формулируют вывод. Формулируют выводы: С увеличением температуры растворимость вещества увеличивается. Возможно построение модели растворимости в зависимости от температуры. |
Проектные задания «Мозговой штурм» Алгоритм мини-исследования №2 Приложение 2 Оборудование и реактивы: пронумерованные пробирки с веществами: №1 Хлорид кальция №2 гидроксид кальция №3 карбонат кальция, вода. Алгоритм мини-исследования №3 Приложение 3 Оборудование и реактивы: Две пронуме-рованные пробирки №1 и №2 с несколькими кристаллами йода, спирт, вода. Алгоритм мини-исследования №4 Приложение 4 |
Созданы промежуточные продукты: схема – модель процесса растворения. Сформулированы факторы, влияющие на растворимость веществ:
|
|||||||||
Концептуализация и моделирование – создание образа объекта проектирования. |
Организует действия учащихся по созданию образа проектного продукта. Консультирует учащихся по созданию проектного продукта. |
Учащиеся в группах обсуждают, каким будет итоговой модуль, аргументируют свою точку зрения, выслушивают учеников своей группы, участвуют в обсуждении макета. . |
Мозговой штурм |
Создан образ (модель) проектного продукта – ментальной карты «Растворимость веществ» |
||||||||
Организует работу по распределению блоков внутри группы, организует работу по заполнению табеля учета работы над проектом |
Выбирают блок для заполнения, договариваются друг с другом, предлагают взаимопомощь в распределении и оформлении блоков. Оценивают свою собственную работу и работу одноклассников |
Табель учета работы над проектом |
Распределены все блоки внутри каждой группы, оценена работа за урок. |
|||||||||
Д/з: изучить параграф 34, выполнить задания в рабочей тетради. Подобрать иллюстрации для блоков к ментальной карте, иллюстрирующих классификацию и применение растворов. |
||||||||||||
2-й урок (этап реализации): решение конкретно-практических задач. Создание проектного продукта. |
||||||||||||
Разработка критериальной базы |
Организует работу по созданию критериев проекта |
Предлагают варианты критериев оценки проектного продукта:
За каждый критерий от 0 до 3 баллов:
Оценка «5» - 15-14 баллов Оценка «4» - 13-11 баллов Оценка «3»- 10-7 баллов Оценка «2» -менее 7 баллов |
Прием «Дерево мнений» |
Разработаны критерии оценки проекта |
||||||||
Решение конкретно-практических задач и создание образовательных продуктов (создание проектного продукта) |
Создает условия для реализации проектного продукта. Организуется выполнение проектного задания, рассматривается требования к составлению ментальной карты, требования к структурированию найденной информации Каждая группа получает проектное задание и алгоритм его выполнения, Осуществляет консультационную помощь в создании проектного продукта. |
Учащиеся в соответствии с распределенными обязанностями определяют образ конкретно-практической задачи. Это будет ментальная карта, на которой будет структурирована информация по теме «Растворимость веществ. Растворы». В центре будет обозначена тема. Вокруг расположены 4 блока. Информация должна быть представлена в виде схем, рисунков, ассоциаций. Учащиеся распределяют обязанности в группе: 1 ученик: ответственный за блок №1, командир группы 2 ученик: ответственный за блок №2, отслеживание время; 3 ученик: ответственный за блок №3, 4 ученик: ответственный за блок №4 5 ученик: общее оформление работы, ответственный за оценивание выполненной работы. Выполнение заданий совместно, но под контролем ответственного:
|
Бумага, фломастеры, ножницы, принтер |
Выполнены проектные задания. Создан проектный полупродукт. |
||||||||
Д/з: повторить параграф 34. Доработать созданный проектный полупродукт, подготовить выступление от группы. |
||||||||||||
3-й урок «Презентация полученного проектного продукта. Оценка качества продукта и рефлексия действий в проекте его создателей. |
||||||||||||
Презентация полученного проектного продукта. |
Создает условия для презентации проектного продукта |
Презентуют созданные проектные продукты - ментальную карту, собранную из 4-х блоков. |
Демонстрация карты «Раствори-мость. Растворенные вещества». |
|||||||||
Оценка качества проектного продукта и рефлексия действий в проекте его создателей. |
Организует обобщение знаний и выполненных действий. Предлагает соотнести задачи и результаты создания проекта, оценить правильность выбора метода проекта. Обобщает полученные знания, выполненные действия. Использует критерии для оценки результатов. Оценивает полученные знания и освоенные действия в соответствии с критериями. Осуществляет контроль знаний по теме «Растворение. Растворимость веществ». |
Группы выходят защищать свой продукт. Оценивают свою работу в группе по реализации проектной деятельности, работу одноклассников; а также оценивают проекты. Оспаривают или соглашаются с оценкой своих работ. Анализируют допущенные недочеты. Вносят предложения в алгоритм выполнения однотипных заданий. Оценивают проектную деятельность в соответствии с критериями оценочного листа. |
Оценочный лист проектной деятельности. Приложение №5 Оценочный лист проектного продукта Приложение №6 Задание «Вставь пропущенное слово» по вариантам. |
Выставлены оценки. Указаны ошибки. Проведена рефлексия. Контроль знаний. |
||||||||
Д/з: выполнить задания учебника с.192. Подготовить сообщения про растворы, используемые в медицине – 1 ряд, в с/х – 2 ряд, в быту – 3 ряд. |
||||||||||||
Описание промежуточных проектных продуктов и описание используемых урочных домашних заданий (дидактическое обеспечение проектного модуля).
На первом уроке учитель проверяет уровень усвоения ранее изученной темы, предлагает устно выполнить задание на актуализацию знаний - Просмотр в режиме «без звука» флеш - ролика «Признаки химических реакций», Материал Единой коллекции ЦОР
По итогам работы на первом уроке учащиеся получают промежуточные продукты: отчеты по мини-исследованиям№1«Наблюдение процессов растворения перманганата калия, концентрированной серной кислоты и безводного сульфата меди»», №2 Наблюдение влияния природы растворенного вещества на процесс растворения», №3 «Наблюдение влияния природы растворителя на процесс растворения», №4 «Наблюдение влияния температуры на процесс растворения»
На дом учащиеся получают следующее задание: изучить параграф 34, выполнить задание в рабочей тетради часть I тема 34 с помощью интернет - источника подобрать иллюстрации по темам «Значение и применение растворов», «Классификация растворов».
На втором уроке учащиеся разрабатывают проектный продукт в соответствии с проектными заданиями. К концу урока каждая группа оформляет ментальную карту. После второго урока учащиеся получают домашнее задание: доработать проектный полупродукт и подготовить по нему мини-выступление, включая подготовку к проекту и его реализацию.
После третьего урока учащиеся получают домашнее задание: подготовить сообщение про применение растворов в быту, с/х или медицине.
Раздел 5. РАСТВОРЫ.ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ
§ 5.2. Растворимость веществ в воде
Растворимость - это свойство вещества растворяться в воде или другом растворителе. В воде могут растворяться твердые, жидкие и газуваті вещества.
За растворимостью в воде все вещества делятся на три группы: 1) хорошо растворимые; 2) малорастворимые и 3) практически нерастворимые. Последние называются также нерастворимыми веществами. Однако следует отметить, что абсолютно нерастворимых веществ нет. Если погрузить в воду стеклянную палочку или кусочек золота или серебра, то они в ничтожно малых количествах все же таки растворяются в воде. Как известно, растворы аргентуму или ауруму в воде убивают микробы. Стекло, серебро, золото - это примеры практически не растворимых в воде веществ (твердые вещества). К ним относятся также керосин, растительное масло (жидкие вещества), благородные газы (газуваті вещества). Много веществ в воде растворяются довольно хорошо. Примером таких веществ могут быть сахар, медный купорос, гидроксид натрия (твердые вещества), спирт, ацетон (жидкие вещества), хлороводень, аммиак (газуваті вещества).
Из приведенных примеров следует, что растворимость прежде всего зависит от природы веществ, кроме того, она зависит от температуры и давления. Сам процесс растворения обусловлен взаимодействием частиц растворенного вещества и растворителя; это самопроизвольный процесс.
Процесс растворения твердых веществ в жидкостях можно представить так: под влиянием растворителя от поверхности твердого вещества постепенно отрываются отдельные ионы или молекулы и равномерно распределяются в всем объеме растворителя. Если растворитель соприкасается с большим количеством вещества, то через некоторое время раствор становится насыщенным.
Насыщенным называется такой раствор, который находится в динамическом равновесии с избытком растворенного вещества.
Чтобы приготовить насыщенный раствор, нужно в воду при данной температуре добавлять при перемешивании вещество до тех пор, пока не образуется осадок, то есть избыток вещества останется нерастворимым. В Этом случае установится динамическое равновесие между раствором и избытком вещества, растворяется: сколько частиц вещества будет переходить в раствор, столько же их будет выделяться (кристаллизоваться) из раствора. В насыщенном растворе при данной температуре содержится максимально возможное количество растворенного вещества.
В ненасыщенном растворе содержится меньше веществ, а в пресыщенному - больше, чем в насыщенном. Пересыщенные растворы достаточно неустойчивы. Легкое встряхивание сосуда или добавления к раствору кристалла соли вызывает выпадение в осадок избытка растворенного вещества. Пресыщены растворы образуют сахароза, Na 2 SO 4 ∙ 10Н 2 О, Na 2 S 2 О 3 ∙ 5Н 2 О, СН 3 СООNа, Na 2 B 4 O 7 ∙10Н 2 О и др.
Часто малорастворимые и практически нерастворимые вещества объединяют одним названием - малорастворимые. В этом случае говорят только о растворимые и малорастворимые вещества. Количественно растворимость выражается концентрацией насыщенного раствора. Чаще всего ее выражают максимальным числом граммов вещества, которое можно растворить в 100 г растворителя при данной температуры. Это количество вещества иногда называют коэффициентом растворимости или просто растворимостью вещества. Например, при 18 °С в 100 г воды растворятся 51,7 г соли нитрата свинца(II) Г b (NО 3) 2 , то есть растворимость этой соли при 18°С равна 51,7. Если при этой же температуре сверх этого количества добавить еще соли нитрата свинца(II), то она не растворится, а выпадет в виде осадка.
Говоря о растворимости вещества, следует указывать температуру растворения. Чаще всего растворимость твердых веществ с повышением темпера p ату p и с p остає. Это наглядно изображается помощью кривых растворимости (рис. 5.2). На оси абсцисс откладывают температуру, а на оси ординат - коэффициент растворимости. Однако растворимость некоторых веществ при повышении температуры возрастает незначительно (например NaCl , А l С l 3 ) или даже уменьшается [например, Са(O Н) 2 , Li 2 SO 4 , Са(СН 3 СОО) 2 ]. На коэффициент растворимости твердого тела в воде давление влияет незначительно, поскольку при растворении не происходит заметного изменения объема системы. С помощью кривых растворимости легко вычислить, сколько соли выпадет из раствора при его охлаждении. Например, если взять 100 г воды и приготовить при 45°С насыщенный раствор нитрата калия, а затем охладить его до 0°С, то, как следует из кривой растворимости (см. рис. 5.2), должно выпасть 60 г кристаллов соли. По кривым растворимости легко определяют коэффициент растворимости веществ по различных температур.
Выделение вещества из раствора при снижении температуры называется кристаллизацией. Если в растворе содержались примеси, то вследствие кристаллизации вещество всегда добывается чистой, поскольку в отношении примесей раствор остается ненасыщенным даже при понижении температуры, и примеси не выпадают в осадок. На этом основан метод очистки веществ, называется перекристаллизацией.
Во время растворения газов в воде выделяется теплота. Поэтому согласно принципу Ле Шателье при повышении
Рис. 5.2. Кривые растворимости твердых веществ
температуры растворимость газов уменьшается, а при снижении - увеличивается (рис. 5.3). Растворимость газов возрастает при повышении давления. Поскольку объем газа, растворяется в данном объеме воды, не зависит от давления, то растворимость газа обычно выражают количеством миллилитров, которое растворяется в 100 г растворителя (см. рис. 5.3).
Рис. 5.3. Кривые растворимости газов
Раствор – это гомогенная система, состоящая из двух или более веществ, содержание которых можно изменять в определенных пределах без нарушения однородности.
Водные растворы состоят из воды (растворителя) и растворенного вещества. Состояние веществ в водном растворе при необходимости обозначается нижним индексом (р), например, KNO 3 в растворе – KNO 3(p) .
Растворы, которые содержат малое количество растворенного вещества, часто называют разбавленными, а растворы с высоким содержанием растворенного вещества – концентрированными. Раствор, в котором возможно дальнейшее растворение вещества, называется ненасыщенным, а раствор, в котором вещество перестает растворяться при данных условиях, – насыщенным. Последний раствор всегда находится в контакте (в гетерогенном равновесии) с нерастворившимся веществом (один кристалл или более).
В особых условиях, например при осторожном (без перемешивания) охлаждении горячего ненасыщенного раствора твердого вещества, может образоваться пересыщенный раствор. При введении кристалла вещества такой раствор разделяется на насыщенный раствор и осадок вещества.
В соответствии с химической теорией растворов Д. И. Менделеева растворение вещества в воде сопровождается, во‑первых, разрушением химических связей между молекулами (межмолекулярные связи в ковалентных веществах) или между ионами (в ионных веществах), и, таким образом, частицы вещества смешиваются с водой (в которой также разрушается часть водородных связей между молекулами). Разрыв химических связей совершается за счет тепловой энергии движения молекул воды, при этом происходит затрата энергии в форме теплоты.
Во‑вторых, попав в воду, частицы (молекулы или ионы) вещества подвергаются гидратации. В результате образуются гидраты – соединения неопределенного состава между частицами вещества и молекулами воды (внутренний состав самих частиц вещества при растворении не изменяется). Такой процесс сопровождается выделением энергии в форме теплоты за счет образования новых химических связей в гидратах.
В целом раствор либо охлаждается (если затрата теплоты превосходит ее выделение), либо нагревается (в противном случае); иногда – при равенстве затраты теплоты и ее выделения – температура раствора остается неизменной.
Многие гидраты оказываются настолько устойчивыми, что не разрушаются и при полном выпаривании раствора. Так, известны твердые кристаллогидраты солей CuSO 4 5Н 2 O, Na 2 CO 3 10Н 2 O, KAl(SO 4) 2 12Н 2 O и др.
Содержание вещества в насыщенном растворе при Т = const количественно характеризует растворимость этого вещества. Обычно растворимость выражается массой растворенного вещества, приходящейся на 100 г воды, например 65,2 г КBr/100 г Н 2 O при 20 °C. Следовательно, если 70 г твердого бромида калия ввести в 100 г воды при 20 °C, то 65,2 г соли перейдет в раствор (который будет насыщенным), а 4,8 г твердого КBr (избыток) останется на дне стакана.
Следует запомнить, что содержание растворенного вещества в насыщенном растворе равно , в ненасыщенном растворе меньше и в пересыщенном растворе больше его растворимости при данной температуре. Так, раствор, приготовленный при 20 °C из 100 г воды и сульфата натрия Na 2 SO 4 (растворимость 19,2 г/100 г Н 2 O), при содержании
15,7 г соли – ненасыщенный;
19.2 г соли – насыщенный;
2O.3 г соли – пересыщенный.
Растворимость твердых веществ (табл. 14) обычно увеличивается с ростом температуры (КBr, NaCl), и лишь для некоторых веществ (CaSO 4 , Li 2 CO 3) наблюдается обратное.
Растворимость газов при повышении температуры падает, а при повышении давления растет; например, при давлении 1 атм растворимость аммиака составляет 52,6 (20 °C) и 15,4 г/100 г Н 2 O (80 °C), а при 20 °C и 9 атм она равна 93,5 г/100 г Н 2 O.
В соответствии со значениями растворимости различают вещества:
– хорошо растворимые, масса которых в насыщенном растворе соизмерима с массой воды (например, КBr – при 20 °C растворимость 65,2 г/100 г Н 2 O; 4,6М раствор), они образуют насыщенные растворы с молярностью более чем 0,1М;
– малорастворимые, масса которых в насыщенном растворе значительно меньше массы воды (например, CaSO 4 – при 20 °C растворимость 0,206 г/100 г Н 2 O; 0,015М раствор), они образуют насыщенные растворы с молярностью 0,1–0,001М;
– практически нерастворимые, масса которых в насыщенном растворе пренебрежимо мала по сравнению с массой растворителя (например, AgCl – при 20 °C растворимость 0,00019 г на 100 г Н 2 O; 0,0000134М раствор), они образуют насыщенные растворы с молярностью менее чем 0,001М.
По справочным данным составлена таблица растворимости распространенных кислот, оснований и солей (табл. 15), в которой указан тип растворимости, отмечены вещества, не известные науке (не полученные) или полностью разлагающиеся водой.
