Растворимые и нерастворимые в воде вещества. Урок «Способность воды растворять твердые вещества (соль, сахар и др. Растворимые и нерастворимые вещества. Растворы в быту (стиральные, питьевые и т.д.). Растворы в природе: минеральная, морская вода»

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.

Секрет прост, но гениален. Молекула воды сама по себе электронейтральна. Однако электрический заряд внутри молекулы распределен очень неравномерно. Область атомов водорода имеет положительно настроенный «характер», а «местожительство» кислорода славится выразительной отрицательной заряженностью.

Если энергия притяжения молекул воды к молекулам какого-либо вещества преобладает по сравнению с энергией притяжения между молекулами воды, то вещество растворяется. Если же такое условие не соблюдается, то «чуда» тоже, соответственно, не происходит.

Главным «светофором» с зажжённым красным цветом для воды являются жиры. Именно поэтому, если мы вдруг «награждаем» одежду выразительным маслянистым пятном, фраза «Просто добавь воды» в этой ситуации не будет спасительной.

Хотя, из-за того, что подсознательно мы привыкли видеть воду в роли универсального растворителя, которому практически — любая проблема «по плечу», мы часто всё равно пытаемся решить проблему с помощью воды. И когда у нас ничего не получается, то чаще всего мы сердимся, а на самом деле, надо бы… радоваться. Да, именно радоваться!

Ведь по той причине, что вода лишена возможности растворять жиры, мы можем … жить.Потому что именно благодаря тому, что жиры входят для воды в «чёрный список», не растворяемся мы сами.

А вот соли, щелочи и кислоты для воды — настоящее «лакомство». Кстати, такие химические свойства опять — таки приходятся очень на руку человеку. Ведь если бы это было не так, то продукты распада бы создавали в организме настоящую свалку, а кровь бы автоматически сгущалась. Поэтому, если человека лишить воды, то уже на 5 сутки он умирает. Кроме того, безусловно, если регулярно не получать необходимое количество («среднестатистическая» норма 2-3 литра в сутки), нерастворенные соли значительно увеличивают риск образования камней в почках, а также мочевом пузыре.

Впрочем, безусловно, именно из-за того, что вода растворяет, например, те же соли, не стоить превращаться и в бесконтрольного «водохлёба», ставящего дерзкие «рекорды», просто потому что к тому обязал какой-нибудь спор. Ведь так можно очень сильно нарушить минеральный баланс организма.

Кстати, пропуская через себя (причём, как в прямом, так и переносном смысле) и понимая физико-химическую сущность этого явления, легко понять и роль воды в качестве растворителя во многих других сферах как бытового, так и производственного плана.

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.

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.

Вода - это жидкое вещество, не имеющее вкуса, цвета и запаха. Чистая вода абсолютно прозрачна. Если налить воду в стеклянный стакан, через его стенки можно разглядеть предметы, расположенные за ним. Вода обладает текучестью, благодаря которой она проникает через трещинки и щели, пропитывает все вокруг.

В жидком состоянии вода:

• заполняет моря, океаны, реки и озера;
• пропитывает почву;
• входит в состав растений;
• входит в состав тел млекопитающих.

Удивительное свойство воды в том, что она умеет растворять почти всё вокруг. Существуют некоторые предметы, которые промокают, но остаются не растворёнными. Как и почему это происходит?

Что такое раствор?

Когда вещество растворяется, оно смешивается с жидкостью, образуя раствор. Раствором можно назвать чай в стакане, куда до этого положили кусочек сахара. Впитавшая сахар вода становиться сладкой на вкус. Когда вещество соединяется с растворителем, образуется раствор. Водный раствор представляет собой водорастворимое вещество, которое разбавили чистой водой. Вода хороший растворитель, но она не в силах растворить камень, дерево, пластик. Если в воду бросить несколько камешков, они так и останутся лежать на дне стакана.

Как это происходит?

Если рассмотреть под микроскопом капельку воды, мы увидим, что она состоит из особых частичек, называемых молекулами. Их нельзя рассмотреть невооруженным глазом. Молекулы воды электронейтральны, это означает, что они «дружат» со всеми веществами. К некоторым веществам они испытывают особое притяжение. Удивительная дружелюбность водных молекул позволяет им легко соединяться с молекулами других веществ, несущих заряд.

При соприкосновении с молекулами другого вещества притяжение усиливается, в результате вещество смешивается с водой, полностью в ней растворяясь. Если же притяжения нет, то соответственно, всё остается неизменным. Вещество останется лежать на дне стакана. Если в воду добавить немного соли и размешать ложкой, вскоре соль исчезнет. Вода станет солёной на вкус.

Что такое чистая вода?

В природе не существует абсолютно чистой воды. Почти все жидкости, которые мы видим в повседневной жизни, являются растворами. Вода из под крана является раствором воды с примесями железа. Прежде чем попасть в стакан, вода течет по железным трубам, впитывая молекулы железа. Натуральными растворами являются напитки - чай, сок и компоты. Все они содержат полезные для организма человека компоненты. Вода может растворять не только твердые, но жидкие и газообразные вещества.

В обычной воде всегда что либо растворено. В дождевой, водопроводной, речной или озерной - содержаться какие-либо примеси.

Какие вещества растворяются воде, а какие нет?

В природе встречаются твёрдые, жидкие и газообразные вещества, наделенные различными свойствами. Некоторые из них способны растворится в воде, другие нет. В зависимости от этой особенности различают следующие группы веществ:

• водоотталкивающие (гидрофобные);
• притягивающие воду (гидрофильные).

Гидрофобные вещества либо плохо растворяются в воде, либо не растворяются в ней совсем. К таким веществам можно отнести каучук, жир, стекло, песок и т.д. Гидрофильными веществами можно назвать некоторые соли, щелочи и кислоты.

Так как клетки тела человека содержат оболочку, содержащую жировые компоненты, жир не позволяет человеческому телу раствориться в воде. Благодаря уникальному строению живого организма вода не только не впитывает клетки тела, но поддерживает жизнедеятельность человека.

Подведем итоги

При соприкосновении с пищей вода растворяет питательные вещества, а потом отдает их клеткам организма человека. Взамен вода забирает отходы жизнедеятельности, которые выходят наружу с потом и мочой.

В природе мало таких веществ, которые не растворялись бы в воде. Даже металл при длительном контакте с водой начинает в ней растворяться.

Вода с растворёнными в ней компонентами приобретает новые качества. К примеру, раствор серебра способен убивать микробы. Вода это система, которая может быть полезной или вредной для человека. А это зависит от того, что в ней растворено.

Если это сообщение тебе пригодилось, буда рада видеть тебя