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.
Существует несколько трактований термина растворимость .
Растворимость - это способность вещества растворяться в воде или другом растворителе.
Растворимость – это способность веществ растворяться друг в друге, количественно характеризуется коэффициентом растворимости (к или р) - это масса растворённого вещества, приходящаяся на 100 или 1000г растворителя, в насыщенном растворе - при определённой температуре.
Растворимость
вещества зависит от различных факторов: природы вещества и растворителя, от агрегатного состояния, от температуры и давления (для газов).
Существует утверждение “ Подобное растворяется в подобном”. Это означает, что молекулярные и ионные соединения с полярной связью хорошо растворяются в полярных растворителях, а вещества с неполярной связью – в неполярных.
Главным растворителем является вода. Но не все вещества, особенно органические, растворяются в воде. Для растворения используют различные растворители, такие как ацетон, спирт, бензол, эфир, хлороформ, метанол и т.д. Применяются также смеси растворителей, например, смеси спирта с водой.
Чтобы растворить твердое вещество, его следует очень мелко измельчить (истереть вступке или помолоть в мельнице). Это делается для того, чтобы увеличить поверхность соприкосновения растворяемого вещества и растворителя. При перемешивании или взбалтывании ускоряется процесс получения раствора. Часто на емкость, в которой готовится раствор, надевают обратный холодильник. Его используют в основном для приготовления растворов путем кипячения. Этим уменьшают потери растворителя. Образующиеся при нагреваниипары смеси осаждаются в холодильнике и стекают обратно. Особенно это важно для горючих растворителей, пары которых из открытого сосуда могли бы загореться от соприкосновения с нагревающим элементом.
Растворимость веществ бывает:
- неограниченная
(Примеры: вода и спирт; калия хлорид и калия бромид; калий и рубидий) – эти вещества смешиваются в любых соотношениях.
- ограниченная (Пример: вода и соль поваренная) – определенное количество растворенного вещества
По степени растворимости все вещества делятся:
- Хорошо растворимые (растворимость при 20 0 С более 1 г)
- Малорастворимые (растворимость при 20 0 С от 0,01до 1,0 г)
- Нерастворимые (растворимость при 20 0 С не более 0,01 г)
Хорошо растворимым считается вещество, если более 10 г его хорошо растворяется в 100 г воды.
Малорастворимым называют вещество, если в 100 г воды его растворяется менее 1 г.
И нерастворимые – это такие вещества, менее 0,01 г которых переходит в раствор.
Совсем нерастворимых веществ не бывает. Даже когда воду наливают в стеклянный сосуд, то незначительная часть молекул стекла переходит в раствор.
Что дает нам знание о растворимости веществ в производстве косметики? Существует множество вариантов композиций косметических продуктов. Чтобы предотвратить потенциальную несовместимость компонентов в них, для этого и необходимы знания о растворимости веществ. Зная, как и в чем растворяются вещества, подбирают правильный, последовательный ввод в реактор всех необходимых компонентов при изготовлении косметических средств. Понятие «растворимость» широко используется и в фармакологии. По определению растворимости судят о чистоте субстанции и вспомогательных веществ.
При изготовлении лекарственных средств, биологически активных добавок (БАД) зная о растворимости, применяют специальные технологические приемы:
- Изменяют последовательность растворения (смешивания) ингредиентов.
- Используют приемы раздельного растворения компонентов.
- Смешивают части лекарственных веществ, различные основы и затем объединяют эти части в единое целое
Зная о растворимости веществ, подбирают различные сорастворители, солюбилизаторы и стабилизаторы для создания прочных лекарственных форм.
растворимости веществ в разных растворителях обычно приводятся в частных статьях на субстанции или вспомогательные вещества.
Под растворимостью веществ в фармакопее подразумевают условные термины, которые приведены в таблице № 1(1):
Таблица №1:
Очень важны для приема лекарственных средств и БАД знания о растворимости препарата. Лекарственное средство легче проникает в растворенном виде в желудочно – кишечный тракт, таким образом, принося более быстрый эффект облегчения больному, в отличие от мало растворимых или трудно растворимых лекарственных форм.
Как определяется растворимость веществ?
Берется навеска исследуемого вещества, помещается в отмеренное количество растворителя, раствор встряхивается в течение 10 мин.
Все определения проводят при температуре (18-22) 0 С.
Для медленно растворимых веществ (время растворения которых более 20 минут) возможно прогревание на водяной бане до 30 0 С.
После энергичного встряхивания в течение двух минут и охлаждения раствора до (18-22) 0 С визуально фиксируют результат.
Для медленно растворимых веществ условия растворимости указываются в частных статьях.
Вещество считается растворившимся, если при рассмотрении раствора в проходящем свете в нем не обнаруживаются частицы.
Если неизвестна растворимость вещества, то методика испытания следующая:
Берут 1 г вещества, прибавляют 1 мл растворителя и проводят испытание, как описано выше. Если вещество полностью растворилось, оно считается растворимым очень легко.
Если растворение произошло не полностью, то берут 100 мг растертого вещества, добавляют 1 мл растворителя и снова растворяют. Навеска растворилась полностью - делают вывод, что вещество легко растворимо.
В случае, если растворение произошло не полностью, в этот раствор добавляют 2 мл растворителя и продолжают испытание. Навеска растворилась – считается, что вещество растворимо.
Если растворение прошло не полностью, то в раствор добавляют еще 7 мл растворителя и снова проводят растворение, как описано выше. Если при наблюдении в проходящем свете визуально не наблюдаются частицы, значит растворение прошло. Такое вещество считается умеренно растворимым.
В случае обнаружения нерастворенных частиц навески испытания проводят с 10 мг растертого вещества, добавляя к нему 10 мл растворителя. В том случае, если оно растворилось полностью –вещество считается мало растворимым.
Если растворение прошло не полностью, берут 10 мг растертого вещества, прибавляют к нему 100 мл растворителя и снова проводят испытание, как описано в методике. Вещество полностью растворилось – оно очень мало растворимо.
Если не растворилось - считается, что вещество практически нерастворимо в этом растворителе.
Для веществ с известной растворимостью, проводят испытания по вышеизложенной методике, но только для крайних значений указанного термина растворимости. Например, если вещество растворимо, то 100 мг его не должно раствориться в 1 мл, но полностью растворяется в 3 мл растворителя.Литература.
Государственная Фармакопея Российской Федерации. Х II издание. Часть 1, Москва, 2007 г, с.92-93.
Класс: 8
Презентация к уроку
Назад
Вперёд
Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.
Учебник: Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия: учебник для 8 класса общеобразовательных учреждений / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 12-е изд. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. – 176 с.
Цель: сформировать представление учащихся о растворимости веществ, растворах, концентрации растворов.
Задачи:
- способствовать систематизации понятийного аппарата: растворитель, растворенное вещество, раствор, растворимость веществ в воде, концентрация растворов
- «5 » – обосновать, доказать; «4 » – характеризовать, применить; «3 » – рассказать;
- способствовать совершенствованию специальных предметных умений: решать и составлять задачи по теме «Растворы»
- способствовать формированию общеучебных умений:
- а) учебно-интеллектуальных (анализировать факты, устанавливать причинно-следственные связи; выдвигать гипотезу; сравнивать, классифицировать, делать выводы);
- б) учебно-информационных (работать с текстом, преобразовывать текстовую задачу в знаковую);
- в) учебно-организационных (понимать смысл задания, распределять время для выполнения заданий планировать работу по организации работы, осуществлять самоконтроль);
- способствовать формированию критического мышления учащихся (критически оценивать собственные знания по теме и сопоставлять их с научными);
Форма проведения: урок с использованием ИКТ, включением парных, индивидуальных форм организации учебно-познавательной деятельности учащихся.
Продолжительность учебного занятия: 90 минут.
Использование педагогических технологий: метод эвристического обучения, обучение в сотрудничестве
ХОД УРОКА
I. Организационный момент – 3 мин: мобилизующее начало (приветствие, проверка готовности к уроку, организация внимания учащихся), информация о цели и ходе урока, мотивация
II. Фронтальная беседа (12 мин)
– Как часто мы встречаемся с растворами в
жизни? Какие растворы мы знаем? (Моря, реки,
океаны; растворы в быту: раствор соли, раствор
сахара, раствор стирального порошка и др.;
медицинские растворы и т.п.)
– Что является основой большинства известных
нам растворов? (Вода)
– Давайте подумаем, как образуется раствор? (Приложение 1
, слайд 2)
– Где произошло растворение? (В случае с
поваренной солью и оксидом калия)
– Где произошла химическая реакция? (В случае с
оксидом калия, образовалось новое вещество)
– В чем сходство между образованием смеси
(суспензии и эмульсии) с образованием раствора?
– В чем отличие процесса растворения от
химической реакцией? (Не образуется новых
веществ)
III. Изучение нового материала. Объяснение учителя с элементами фронтальной беседы и решения задач. 30 мин.
1. Давайте попытаемся сформулировать, что такое раствор? (слайд 3)
Определение: растворы – это однородные системы, состоящие из молекул растворителя и частиц растворенного вещества, между которыми происходят физические и химические взаимодействия.
2. Растворимост ь (слайд 4) – способность вещества образовывать с другими веществами (растворителями) однородные системы – растворы
- От природы растворяемого вещества
- От температуры
3. Зависимость от природы растворяемых веществ (слайд 5). Все вещества делятся на:
- хорошо растворимые,
- малорастворимые,
- практически нерастворимые.
*Работа с таблицей растворимости
4. Зависимость растворимости веществ от температуры (слайд 6)
*Работа с графиком растворимости веществ.
*
В заливе Кара-Богаз-Гол (Туркмения)
при температуре воды +50С на дне выпадает белый
осадок соли Na2SO4, а выше этой температуры осадок
исчезает. Как Вы думаете, чем это можно объяснить?
5. Таким образом растворы бывают (слайд 7):
6. Коэффициент растворимости – это масса вещества (г), способная раствориться в одном литре растворителя (л)
Например, растворимость NANO3 равна 80,5 г/л при 100С. Это означает, что при данной температуре в одном литре воды может раствориться 80,5 г. нитрата натрия.
IV. Решим задачу (слайд 8)
В 400 мл. воды при 200С может раствориться 48 г. сульфата калия. Какова растворимость сульфата калия при данной температуре?
*** Интересный факт. Поскольку сульфат калия признан безопасной пищевой добавкой , он разрешен к применению в странах Европейского Союза и на территории Российской Федерации. Чаще всего свое применение сульфат калия как добавка находит в качестве заменителя соли. Кроме этого, он выступает в качестве регулятора кислотности в напитках
Решите задачу (слайд 9).
Задачу учащиеся решают в парах.
Тигр приготовил при 20 o С
2
раствора: 5 литров раствора хлорида меди (II) –
(голубой раствор) и 3 литра раствора хлорида
железа (III) – (желтый раствор). Для приготовления
растворов он взял 2,8 кг. FeCl 3 и 3,2 кг. СuCl 2 .
Какой из растворов у него получился насыщенным, а
какой – нет?
При 20 o С
растворимость СuCl 2
равна 730 г/л, растворимость FeCl 3 равна 920
г/л
Решение:
Растворимость СuCl 2 равна 730 г/л,
следовательно, для приготовления 5 литров
насыщенного раствора ему нужно 730 x 5 = 3650, он
взял 3,2 кг = 3200 г. Значит, раствор ненасыщенный
.
Растворимость FeCl 3 равна 920 г/л
следовательно, для приготовления 3 литров
насыщенного раствора ему нужно 920 x 3 = 2760, он взял
2,8 кг = 2800 г. Значит, раствор насыщенный.
Эти понятия относительны, например
25%-ный раствор HCl – концентрированный, а
25%-ныйраствор H 2 SO 4 – разбавленный
8. Выражение концентрации растворов (слайд 11)
Один из способов выражения концентрации растворов – массовая доля (w)
9. Решим задачи (слайд 12):.
Задача 1. Вычислите массовую долю раствора в %, который получится, если 50 г. вещества растворили в 450 г. воды.
Задача 2. Вычислите массу воды и массу соли, которые необходимо взять, чтобы приготовить 300г раствора с массовой долей 15%.
10. Решите задачи (слайды 13, 14, 15).
Задачи решаются в парах – 30 мин.
Задача 1. Для того, чтобы обработать цветы, Винни-Пуху нужно приготовить 2 кг.2%-ного раствора нитрата натрия. Помогите ему вычислить массу воды и массу соли, которые ему нужно взять?
Задача 2. Героям этого мультфильма нужно обработать музыкальные инструменты некоторым 20%-ным секретным раствором. У них есть 700 г. этого раствора с концентрацией 45%. Сколько воды им нужно долить, чтобы получить то, что нужно?
Задача 3. Выполните задание тетушки Совы. Вычислите массовую долю раствора, который получится, если 120 г. соли растворить в 1,4 кг. воды.
Задача 4. Знахарь смешал два раствора: 150 г. 25% -ного раствора и 400 г. 42%-ного раствора. Помогите ему вычислить массовую долю полученного раствора.
Задача 5. Машенька для бульона взяла 700 г. воды, добавила 1,5 чайных ложки соли (15 г.), попробовала – раствор показался ей слишком соленым, и она добавила 500 г. воды. Раствор с какой массовой долей соли получился у Машеньки в итоге?
Задача 6. Мыши помогли Золушке приготовить волшебный раствор. Они взяли два раствора: 200 г. 10%-ного раствора секретного вещества и 250 г. 25%-ного раствора этого же вещества. Затем они добавили к полученному раствору 30 г вещества. Сколько воды нужно долить Золушке, чтобы массовая доля раствора была равна 15%?
V. Проверка решенных задач на доске – 14 мин. (Приложение 2 )
VI. Домашнее задание (слайд 16) – 1 мин.
- Решите задачи 1,2,3,4 стр. 81
- Составьте свою задачу по теме «Растворы». Запишите ее на карточке размером 12 см x 7 см из белого листа бумаги.
На следующем уроке мы сделаем лотерею из Ваших задач. Вы будете решать задачи друг друга и ставить друг другу оценки.
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
