Что можно считать примером раствора воду воздух
§7.6. Растворы. Как происходит растворение. Насыщенные растворы
Если в сосуд с водой поместить кристаллы поваренной соли, сахара или перманганата калия (марганцовки), то мы можем наблюдать, как количество твердого вещества постепенно уменьшается. При этом вода, в которую были добавлены кристаллы, приобретает новые свойства: у нее появляется соленый или сладкий вкус (в случае марганцовки появляется малиновая окраска), изменяется плотность, температура замерзания и т.д. Полученные жидкости уже нельзя назвать водой, даже если они неотличимы от воды по внешнему виду (как в случае с солью и сахаром). Это – растворы .
Растворы не отстаиваются и сохраняются все время однородными. Если раствор профильтровать через самый плотный фильтр, то ни соль, ни сахар, ни марганцовокислый калий не удается отделить от воды. Следовательно, эти вещества в воде раздроблены до наиболее мелких частиц – молекул или ионов.
Растворами называются гомогенные (т.е. однородные) смеси переменного состава из двух или более веществ. Наиболее распространенное агрегатное состояние растворов – жидкое.
Под переменным составом раствора понимают то простое обстоятельство, что соотношение смешанных друг с другом веществ может непрерывно изменяться в определенных пределах. Например, раствор соли можно разбавлять чистой водой или, наоборот, упаривать, но полученные при этом жидкости в любом случае будут называться растворами соли. Приведнное выше определение не охватывает всех свойств растворов, поэтому в конце параграфа мы его уточним.
Любой раствор состоит из растворителя и растворенного вещества:
Из двух или нескольких компонентов раствора растворителем является тот, который взят в большем количестве и имеет то же агрегатное состояние, что и раствор в целом.
Не всегда обязательно вода является растворителем – существуют и неводные растворы. Однако когда речь идет о водных растворах, воду считают растворителем и в тех случаях, когда ее меньше. Например, говорят о 96%-ном растворе этилового спирта в воде, а не о 4 %-ном растворе воды в спирте.
** Существуют растворы не только жидкие, но и твердые. В твердых растворах частицы одного вещества хаотично распределены среди частиц какого-нибудь другого, но обязательно твердого вещества. Например, водород охотно растворяется в некоторых металлах (платине, палладии), и это пример твердого раствора. Смеси газов (например, воздух) не называют растворами. Дело в том, что важным свойством растворов является заметное взаимодействие между частицами растворителя и растворенных веществ, а в газах такое взаимодействие практически отсутствует.
Давайте разберемся в том, как происходит растворение веществ. Для этого понаблюдаем, как растворяется добавленный в чай сахар. Если чай холодный, то сахар растворяется медленно. Наоборот, если чай горячий и размешивается ложечкой, то растворение происходит быстро.
Попадая в воду, молекулы сахара, находящиеся на поверхности кристаллов сахарного песка, образуют с молекулами воды межмолекулярные (водородные) связи. При этом с одной молекулой сахара связывается несколько молекул воды. Тепловое движение молекул воды заставляет связанные с ними молекулы сахара отрываться от кристалла и переходить в толщу молекул растворителя (рис. 7-2).
Рис. 7-2. Молекулы сахара (белые кружочки), находящиеся на поверхности кристалла сахара, окружены молекулами воды (темные кружочки). Между молекулами сахара и воды возникают межмолекулярные связи, благодаря которым молекулы сахара отрываются от поверхности кристалла. Молекулы воды, не связанные с молекулами сахара, на рисунке не показаны.
Молекулы сахара, перешедшие из кристалла в раствор, могут передвигаться по всему объему раствора вместе с молекулами воды благодаря тепловому движению. Это явление называется диффузией . Диффузия происходит медленно, поэтому около поверхности кристаллов находится избыток уже оторванных от кристалла, но еще не диффундировавших в раствор молекул сахара. Они мешают новым молекулам воды подойти к поверхности кристалла, чтобы связаться с его молекулами водородными или другими межмолекулярными связями. Если раствор перемешивать, то диффузия происходит интенсивнее и растворение сахара идет быстрее. Молекулы сахара распределяются равномерно и раствор становится одинаково сладким по всему объему. При растворении перманганата калия диффузию частиц в растворе можно наблюдать визуально благодаря интенсивной малиновой окраске этого вещества.
Растворение веществ можно сравнить с перетаскиванием мебели. Представьте, что на время ремонта школьные столы (или парты) составили в спортзале в строгом порядке аккуратным штабелем. Этот упорядоченный штабель является моделью кристаллического вещества, а каждый стол – как бы «молекулой» такого вещества. После окончания ремонта учеников попросили помочь перетащить столы. В спортзал вбежала ватага учеников (эта ватага не что иное, как растворитель, а каждый ученик – молекула растворителя), кто-то залез наверх, кто-то тянет столы снизу – короче, работа закипела. Очень скоро столы, каждый из которых несут где двое, а где четверо ребят, оказываются в разных концах школы, а от штабеля в спортзале не остается и следа.
Количество молекул, способных перейти в раствор, часто ограничено. Молекулы вещества не только покидают кристалл, но и вновь присоединяются к кристаллу из раствора. Пока кристаллов относительно немного, больше молекул переходит в раствор, чем возвращается из него – идет растворение. Но если растворитель находится в контакте с большим количеством кристаллов, то число уходящих и возвращающихся молекул становится одинаковым и для внешнего наблюдателя растворение прекращается.
Например, при комнатной температуре мы не можем растворить в 100 мл воды более 200 г сахара или более 35,9 г поваренной соли. В таких случаях говорят, что раствор стал насыщенным .
Раствор, в котором данное вещество при данной температуре уже больше не растворяется, называется НАСЫЩЕННЫМ.
В насыщенном растворе при данной температуре содержится максимально возможное количество растворенного вещества.
** Если вернуться к примеру со школьными столами, то там тоже возможно образование «насыщенного раствора». Это может произойти в том случае, если столов окажется слишком много и для них в классах уже не будет хватать места. В этом случае часть учеников будет просто-напросто вынуждена вернуться и поставить столы в тот же штабель, откуда они были взяты. Таким образом, количество мебели в спортзале перестанет уменьшаться. Разумеется, ученики гораздо умнее молекул воды и не станут дальше делать бесполезную работу. В реальном растворе, где есть тепловое движение молекул, молекулы продолжают “трудиться”, транспортируя частицы растворенного вещества из кристалла в раствор и обратно.
Такая ситуация называется ДИНАМИЧЕСКИМ равновесием (равновесием в движении). В связи с этим можно дополнить определение насыщенного раствора:
Насыщенным называется такой раствор, который находится в динамическом равновесии с избытком растворенного вещества.
Следовательно, никакое самое сильное перемешивание не помогает растворить в насыщенном растворе дополнительные порции вещества. Однако, если повысить температуру, то раствор вновь может стать ненасыщенным и растворить еще определенную порцию кристаллов.
Мы говорим: «сахар растворяется в воде хорошо» или «мел плохо растворяется в воде». Но можно и количественно оценить способность того или иного вещества к растворению или, другими словами, растворимость вещества.
РАСТВОРИМОСТЬЮ называется способность вещества растворяться в том или ином растворителе. Мерой растворимости вещества при данных условиях является его содержание в насыщенном растворе.
Если в 100 г воды растворяется более 10 г вещества, то такое вещество называют хорошо растворимым . Если растворяется менее 1 г вещества – вещество малорастворимо . Наконец, вещество считают практически нерастворимым , если в раствор переходит менее 0,01 г вещества. Абсолютно нерастворимых веществ не бывает. Даже когда мы наливаем воду в стеклянный сосуд, очень небольшая часть молекул стекла неизбежно переходит в раствор.
Растворимость, выраженная при помощи массы вещества, которое может раствориться в 100 г воды при данной температуре, называют также коэффициентом растворимости .
В целом растворимость разных веществ определяется многими сложными причинами, некоторые из которых до сих пор не ясны. Поэтому трудно предсказать растворимость какого-либо вещества по его химической формуле или агрегатному состоянию.
В качестве примера приведем растворимость (в граммах вещества на 100 г воды при комнатной температуре) нескольких веществ: твердых, жидких и газообразных, среди которых многие имеют похожие химические формулы (таблица 7-2).
Таблица 7-2. Растворимость некоторых веществ в воде при комнатной температуре.
Источник
Вода – растворитель
Средняя оценка: 4.5
Всего получено оценок: 27.
Средняя оценка: 4.5
Всего получено оценок: 27.
Вода окружает человека, является составной частью животных и растений, без воды невозможна жизнь на Земле. Вода не имеет запаха, цвета, вкуса. Вода легко испаряется, течёт, на морозе превращается в лёд. В воздухе присутствуют пары воды, это даёт возможность дышать всем существам. Ещё одно свойство воды — способность растворять многие вещества.
Что такое раствор
Раствором называют однородную смесь из нескольких веществ, где компоненты неотделимы друг от друга. Обычно растворы представляют собой жидкость.
На обеденном столе множество растворов. Это подсоленный суп, соус к макаронам, сладкий чай и кофе, минеральная вода. Основой большинства растворов является вода.
В природе также много растворов. Самый известный — солёные озёра, где вода растворяет ископаемую соль.
Одно из самых солёных озер — Мёртвое море, где в 1 литре воды содержится 310–350 грамм соли. В растворе присутствуют соли магния, кальция, натрия и калия.
Образование пещер
В горах, сложенных известняком, часто образуются пещеры. В известняке множество микротрещин, по которым с дневной поверхности просачивается вода. Вода — растворитель известняка, поэтому постепенно твёрдое вещество растворяется, на его месте образуется маленькая пустота. Пустота расширяется, формируется пещера.
При растворении известняка вода превращается в раствор, стекающий по стенкам пещеры и капающий с потолка. Из раствора откладывается известняк, очень медленно растут сталактиты, похожие на сосульки.
Почвенные растворы
Вода впитывается в почву, проникает в нижние горизонты. В воде растворяются минеральные вещества, органические соединения. Так образуются почвенные растворы, из которых корневая система растений усваивает питательные вещества. Если почвенные растворы содержат недостаточное количество питательных веществ, применяют различные удобрения.
Нерастворимые вещества
Некоторые вещества не растворяются в воде, их называют нерастворимыми. Это металлы, большинство горных пород, масла, нефть, бензин, воск и другие.
Вещества, более тяжёлые, чем вода, оседают на дно сосуда или водоёма. Дно реки или озера покрыто песком и окатанными камешками-галькой.
Нефть и нефтепродукты легче воды, поэтому при загрязнении реки растекаются по водной поверхности. При этом прекращается доступ воздуха в воду, что приводит к гибели водных организмов.
Что мы узнали?
Вода — природный растворитель. В докладе для урока по окружающем миру в 3 классе можно кратко описать описать это свойство воды на примере растворов природных (солёные озёра, почвенные растворы) и созданных человеком — жидкие блюда (супы, соусы) и напитки (чай, кофе).
Источник
Что такое растворы
С растворами мы имеем дело ежедневно. Но как понять, раствор ли перед нами? Например, если мешать поваренную соль и воду , то получится раствор? А если смешать растительное масло и воду? Или добавить к воде спирт? Давайте разберёмся с этим.
раствор – однородная система, в которой нет границы раздела вещества. Чтобы получился раствор, нужно не менее двух веществ: растворитель и растворённое вещество.
При образовании раствора агрегатное состояние растворителя не меняется . Например, если мы смешиваем поваренную соль и воду, то агрегатное состояние воды, растворителя, не меняется: она остаётся жидкой. А как понять, какое из веществ будет растворителем, если мы смешиваем два вещества в одном агрегатном состоянии, например, воду и спирт? В таком случае принято считать, что растворитель – вещество, которое в растворе преобладает, то есть его попросту больше.
А как вы ответите на вопрос, образуется ли раствор, если смешать воду и растительное масло? Попробуйте провести этот опыт дома, и вы убедитесь, что при смешивании этих жидкостей образуется граница раздела, так что получить раствор растительного масла в воде не получится.
Как правило, говоря о растворах, мы представляем жидкости. Но существуют и твёрдые растворы , которые образуются при сплавлении металлов. Когда образуется сплав, границы между разными веществами-металлами не существует, так что формально сплавы являются растворами. Отметим, что и газы при смешивании образуют однородные смеси , в которых нет никакой границы между веществами, но называть смеси газов растворами не принято.
Растворимость
Способность вещества образовывать с другими веществами растворы называют растворимостью.
Растворимость у веществ разная и зависит от ряда факторов. Например, каждый знает, что мел крайне плохо растворяется в воде, потому что у карбоната кальция растворимость в воде низкая. А вот сахар в воде растворяется отлично, потому что его растворимость в воде высока.
От чего зависит растворимость
Представьте, что у вас есть два стакана с одинаковым количеством воды. Но в одном стакане вода холодная, в другом – горячая. Где растворится больше сахара? Конечно же, в горячей воде. Отсюда можно сделать вывод, что
с повышением температуры растворимость увеличивается.
Это утверждение справедливо почти для всех твёрдых и жидких веществ, которые растворяют в жидкостях. Зато
растворимость газов в жидкостях при повышении температуры падает.
Эту закономерность запомнить легко. Вспомните, сколько газа образуется, если открыть бутылку с газировкой на холоде, и сколько газа образуется, если открыть бутылку в жаркий полдень. Конечно же, во втором случае газообразование будет сильнее, поскольку в тепле газ растворяется в жидкости хуже и выделяется.
Насыщенные и ненасыщенные растворы
Давайте мысленно и даже реально проведём такой эксперимент. Возьмём стакан холодной воды и попытаемся растворить там поваренную соль , постепенно её добавляя. Сначала соль будет растворяться, затем мы увидим, что при добавлении соли растворения уже не происходит. Это значит, что мы получили насыщенный раствор.
Насыщенный раствор – раствор, в котором больше нельзя растворить растворяемое вещество.
Теперь давайте нагреем наш стакан. Мы увидим, что теперь соль растворилась и даже если мы введём ещё некоторое количество соли, оно тоже растворится. Это значит, что у нас ненасыщенный раствор.
Ненасыщенный раствор – раствор, в котором растворённое вещество ещё может растворяться.
Конечно, если мы в горячую воду добавим очень много соли, то и там она перестанет растворяться, потому что у нас снова будет насыщенный раствор.
Обратите внимание, что измеряется растворимость массой вещества, которая может раствориться в 100 граммах растворителя с образованием насыщенного раствора при данной температуре. Например, растворимость сульфата магния в воде при 0 градусов – 22 г в 100 г воды, а при 100 градусах – 50,4 г в 100 г воды.
Пишите, пожалуйста, в комментариях, что осталось непонятным, и я обязательно дам дополнительные пояснения. Жалуйтесь на сложности в изучении школьного курса и говорите, что вас испугало в учебнике химии. И тогда следующая статья будет рассказывать именно об этой проблеме.
Источник
