Конспект по теме вода растворитель

Конспект лекции по теме «Вода как растворитель. Растворы. Растворимость веществ» дисциплины ОУД.10 Химия, специальности 33.02.01 Фармация, СПО

Тема: Вода, как растворитель. Растворы. Растворимость веществ

1. Вода, как растворитель. Растворы, их виды.

2. Процессы, протекающие при растворении веществ (физический и химический).

3. Растворимость веществ, виды растворов (насыщенные, ненасыщенные, пересыщенные) и виды веществ по растворимости.

4. Зависимость растворимости газов, жидкостей и твердых веществ от различных факторов.

5. Массовая доля растворенного вещества.

1. Вода, как растворитель. Растворы

Раствор – это гомогенная (однофазная: газ +газ, жидкость + жидкость) система, состоящая из двух или более компонентов.

Растворы бывают : газообразные (воздух – смесь газов), жидкие , растворы могут быть как водными ( растворитель-вода ), так и неводными (растворители – спирт, эфир, бензин и др.), твердые ( сплавы металлов – бронза, мельхиор и др.).

На практике чаще применяют водные растворы , так как в воде растворяются многие твердые ( вода + твердое ), жидкие (вода + жидкие ), газообразные ( вода +газообразные ) вещества.

Жидкие растворы, как правило, прозрачные и устойчивые системы, не осаждаются и не расслаиваются при длительном стоянии, растворенные частицы фильтрами не задерживаются.

2. Процессы, протекающие при растворении веществ

(физический и химический)

При растворении веществ протекают два основных процесса.

Первый – разрушение химических и молекулярных связей между ионами, атомами или молекулами растворяющегося вещества (например, разрушение связей в кристаллической решетке хлорида натрия) и равномерное распределение (диффузия) образовавшихся частиц между молекулами воды, что связано с затратой энергии — эндотермические процессы ( — Q ₁ ).

Второй процесс – взаимодействие частиц растворяемого вещества с растворителем, что сопровождается выделением энергии — это экзотермический процесс ( + Q ₂ ).

Общий тепловой эффект процесса растворения зависит от отношения выделяемой и поглощаемой энергии. Если Q _{1 /} Q ₂ , то процесс растворения сопровождается поглощением теплоты, а если Q ₁ / Q ₂ , — ее выделением. Растворение большинства твердых веществ в воде протекает с поглощением теплоты (эндотермические процессы), что связано с затратой значительного количества энергии на разрушение кристаллической решетки, а растворение газов сопровождается выделением теплоты (экзотермические процессы), что объясняется незначительной затратой энергии на разрыв межмолекулярных связей. Отсюда следует, что тепловой эффект растворения зависит от природы растворяемого вещества .

Продуктами взаимодействия растворенного вещества с растворителем являются соединения, которые называют сольватами, а процесс их образования – сольватацией.

Если растворителем является вода, то соединения называют гидратами , а процесс образования – гидратацией. Гидраты – непрочные соединения и разлагаются при попытке выделить их в свободном виде. Но в ряде случаев образуются довольно прочные соединения с водой, которые можно выделить из раствора в кристаллическом состоянии – кристаллогидраты: это доказывает наличие в воде гидратов, а воду, входящую в их состав называют кристаллизационной. Состав кристаллогидратов выражают формулами, показывающими, какое количество вещества воды содержит 1 моль кристаллогидрата:

FeSO ₄ * 7 H ₂ O (железный купорос), CuSO ₄ * 5 H ₂ O (медный купорос).

Вывод: Таким образом, при растворении протекают как физические, так и химические процессы, поэтому растворы занимают промежуточное положение между химическими соединениями постоянного состава и механическими смесями.

Как химические соединения, растворы однородны, их образование сопровождается тепловыми явлениями.

Как и механические смеси, они не имеют постоянного состава, их можно разделить на составные части.

3. Растворимость веществ,

виды растворов и веществ по растворимости

Растворимость – это способность вещества растворяться в воде или другом растворителе.

Количественно растворимость характеризуется коэффициентом растворимости, или просто растворимостью вещества.

Растворимость (коэффициент растворимости) – масса вещества, которое может раствориться при данной температуре в 100 г растворителя с образованием насыщенного раствора:

А). По растворимости растворы бывают.

Насыщенный раствор – это раствор, который находится в динамическом равновесии с растворяющимся веществом. Насыщенный раствор содержит максимальную массу растворенного вещества при данной температуре (в нем нельзя растворить добавочно вещество, оно выпадает в осадок).

Например, при температуре 20 градусов в 100 г воды растворяется 35,86г хлорида натрия. Это значит, что его растворимость при данной температуре равна 35,86г. Если сверх этой массы при той же температуре добавить еще хлорид натрия, то соль не растворяется, а осаждается в виде осадка.

Ненасыщенным называют раствор, в котором содержание растворенного вещества при данной температуре меньше, чем в насыщенном , В таком растворе можно растворить дополнительную массу вещества при той же температуре.

Насыщенные и ненасыщенные растворы устойчивы при хранении.

Можно приготовить раствор, в котором при данной температуре содержание растворенного вещества больше, чем в насыщенном. Например, если насыщенный раствор сульфата натрия, приготовленный при температуре 80 градусов, осторожно и медленно охладить, то избыток растворенного вещества не выделяется в виде осадка. В этом случае получается раствор, содержащий значительно больше растворенного вещества, чем это требуется для насыщения при данной температуре. Это явление было открыто и изучено российским химиком Т.Е. Ловицем, который назвал такие растворы пересыщенными.

Пересыщенные растворы при хранении, как правило, неустойчивы. Если пересыщенный раствор встряхнуть или бросить в него кристаллик растворенного вещества, то выпадает осадок и образуется насыщенный раствор. Легко образуют перенасыщенные растворы глауберова соль, бура, тиосульфат натрия.

Б). По растворимости в воде вещества подразделяются на:

— хорошо растворимые – в 100 г воды при температуре 20 градусов растворяется более 10 г вещества (сахар, гидроксид натрия, спирт, аммиак);

— мало растворимые – в 100 г воды при температуре 20 градусов растворяется менее 10 г вещества, но не более 0,01 г вещества (гипс, сульфат свинца, метан);

— практически нерастворимые – в 100 г воды при температуре 20 градусов растворяется менее 0,01 г вещества (хлорид серебра, стекло, керосин, благородные газы).

Это подразделение условно , так как в природе абсолютно нерастворимых веществ не существует. Например, если опустить в воду серебряную ложку, то серебро в ничтожно малых количествах все же растворяется в воде (ионы серебра уничтожают в воде микробы).

4. Факторы, от которых зависит растворимость веществ

Природа растворяемого вещества и растворителя определяются их строением. Так, вещества, состоящие из полярных молекул или ионов, лучше растворяются в полярных растворителях (хлороводород, этанол, хлорид натрия хорошо растворяются в воде, которая является полярным растворителем), а неполярные соединения – в неполярных растворителях (иод, бром хорошо растворяются в бензоле, который является неполярным растворителем). Следовательно, растворение вещества протекает согласно правилу : подобное растворяется в подобном.

Температура. Влияние температуры на растворимость веществ зависит от их агрегатного состояния. Растворимость твердого вещества определяется соотношением энергии, которая затрачивается на разрушение его кристаллической решетки, и энергии, которая выделяется при образовании гидратов (энергия гидратации).

Рассмотрим равновесие между твердым веществом и его насыщенным раствором:

кристалл + растворитель насыщенный раствор + Q

Согласно принципу Ле-Шателье, в тех случаях, когда вещества растворяются с поглощением энергии (эндотермические процессы), повышение температуры увеличивает их растворимость (нитраты калия, свинца, сульфата меди ( II ) и др.). Это характерно для большинства твердых веществ. Если же вещества растворяются с выделением энергии (экзотермические процессы), то повышение температуры уменьшает их растворимость . (некоторые соли лития, кальция, магния, алюминия, гашеная известь).

Растворение газов в воде – экзотермический процесс:

газ + растворитель —— насыщенный раствор + Q

Поэтому, согласно принципу Ле-Шателье, растворимость газов в воде с повышением температуры уменьшается. Так, кипячением можно удалить из воды растворенный в ней воздух.

Некоторые жидкости неограниченно растворяются одна в другой (спирт и вода), другие – ограниченно (эфир и вода). В этом случае образуются двухслойные (гетерогенные) системы, как, например, система бензин – вода: верхний слой – насыщенный раствор воды в бензине, а нижний слой – насыщенный раствор бензина в воде. В большинстве случаев с повышением температуры растворимость жидкостей увеличивается.

Давление. Растворение твердых и жидких веществ в воде практически не сопровождается изменением объема, поэтому давление влияет только на растворимость газообразных веществ. При растворении газа в воде объем системы уменьшается, поэтому, согласно принципу Ле-Шателье, повышение давления увеличивает растворимость газа . На этом основано получение газированной воды.

Концентрация раствора определяется количеством вещества или массой растворенного вещества, содержащегося в определенном объеме или массе раствора (растворителя). Способы выражения состава раствора довольно разнообразны. Состав растворов выражают содержанием растворенного вещества в виде массовой доли.

5. Массовая доля растворенного вещества

w (раств. в-ва) – отношение массы растворенного вещества m (раств. в-ва) к общей массе раствора m (р-ра). Это безразмерная величина, ее выражают в долях единицы или в процентах:

w (раств. в-ва) = ———————— х 100% (в процентах)

Массу раствора можно выразить через его объем и плотность:

Источник

Конспект урока. Окружающий мир. Вода-растворитель.

Конспект урока окружающего мира в 3 классе по теме: Вода — растворитель

Конспект урока окружающего мира в 3 классе по теме:«Вода — растворитель»

.
Назначение: Изучение и первичное закрепление новых знаний.
Цель: Организовать поисковую деятельность учащихся, направленную на
совершенствование навыков работы в группах, обеспечивающих проведение лабораторных экспериментов.
Задачи:
-Создать на уроке ситуацию, помогающую открыть, что вода — растворитель; дать возможность научиться пользоваться школьным лабораторным оборудованием.
-Обеспечить формирование учащимися исследовательских умений в практической деятельности; развитие умений наблюдать, сравнивать, обобщать, делать выводы.
Планируемые результаты
Предметные
Учащиеся научатся:
Проводить несложные опыты по растворению веществ в воде и фильтрованию воды. Формулировать на основе наблюдений выводы. Фиксировать результаты опытов. Различать и сравнивать растворимые и нерастворимые в воде вещества. Приводить примеры использования процесса фильтрования в хозяйственной деятельности человека. Характеризовать воду как природный растворитель.
Личностные
У учащихся будут сформированы:
учебно-познавательный интерес к новым способам действия; ориентация на понимание предложений и оценок учителя и товарищей.
Учащиеся получат возможность для формирования: самооценки на основе заданных критериев успешности учебной деятельности; оценки одноклассников на основе заданных критериев успешности учебной деятельности.
Метапредметные
Регулятивные:
Учащиеся научатся: принимать и сохранять учебную задачу, соответствующую этапу обучения, принимать роль в учебном сотрудничестве.
Учащиеся смогут научиться: на основе результатов решения практических задач делать теоретические выводы о свойствах изучаемых природных объектов в сотрудничестве с учителем и одноклассниками.
Познавательные:
Учащиеся научатся: подводить анализируемые объекты под понятия разного уровня обобщения, устанавливать аналогии между изучаемым материалом и собственным опытом.
Учащиеся смогут научиться: строить небольшие сообщения в устной и письменной форме, осуществлять запись (фиксацию) указанной учителем информации об окружающем мире.
Коммуникативные:
Учащиеся научатся: слушать и понимать других; уметь договариваться и приходить к общему мнению.
Технологии
Базовая: деятельностный подход, методы технологии проблемно-диалогического обучения, приемы создания проблемной ситуации, работа в группах.

I. Организация класса.
1. Приветствие класса.
Прозвенел и смолк звонок,
Всех собрал нас на урок.
Все у парты ровно встали,
Улыбнулись, подравнялись,
поздоровались с гостями.
Тихо сели за свой стол
Начинаем разговор!
2. Проверка готовности к уроку.
-Проверь, дружок, готов ли ты начать урок?
Все ль на месте, все ль в порядке:
учебник, дневник, хрестоматия, ручки и, конечно же, тетрадки?
3.Психологический настрой на урок.
• На уроке наши глаза внимательно смотрят и все . (видят).
• Уши внимательно слушают и все . (слышат).
• Голова хорошо . (думает).
• На уроке вас ожидает много интересных заданий. Вы готовы?
• Тогда мы начинаем.
(дети)-Мир вокруг нас! Мы за него, а он за нас!
II. Проверка домашнего задания.
— Подумайте, о чем идет речь в загадке:
Я и тучка, и туман,
И ручей, и океан,
И летаю, и бегу,
И стеклянной быть могу.
-Так о чем идет речь в загадке?( о воде)
— О каких состояниях воды говорится в загадке? ( Жидкое, твердое, газообразное.)
(учащимся раздаются разноуровневые карточки по проверке домашнего задания)

Допиши фразу.
-Водяной пар- это…(бесцветный газ)
-Облака- тот же….( туман).
-Температура, при которой образуется иней…(0 С)
-Температура, при которой образуется пар…(100 С)
-На высоте 10-12 км образуются …облака ( перистые)
-На высоте 1-2 км образуются …слоистые ( облака)
-Чтобы проверить, сохраняет ли вода свою форму, надо…
А) Подогреть воду и наблюдать, что будет с ней происходить.
Б) Переливать воду в сосуды, у которых разная форма.
В) Сжимать сосуд, полностью заполненный водой.

-1. В какой строке перечислены свойства воды?
А) Без запаха, без цвета, прозрачная, текучая.
Б) Летучая, невидимая, прозрачная
В) Белая, без вкуса, хрупкая
2. Как называется процесс превращения воды в водяной пар?
А) Испарение…
Б) Замерзание…
В) Таяние…
3. В каком состоянии находится вода в тумане?
А) В жидком…
Б) В твёрдом…
В) В газообразном…
4.Каких облаков не бывает?
А) Высококучевых
Б) Пернатых
В) Слоистых
III. Определение темы урока. Постановка учебной задачи.
— Молодцы! А теперь я предлагаю вам послушать поучительную историю и подумать, как она связана с темой сегодняшнего урока.
Сценка : «Встретились два ослика».

Встретились два ослика.
-Здравствуй, Иа!
-Здравствуй, Роза!
-Что несёшь?- спросил Иа.
-Много-много соли, -ответила Роза.- А ты?
-А вот я несу вату,- возгордился Иа. -Пойдем вместе.
Первый осёл едва передвигал ноги: так тяжела была его ноша, второй шел весело и легко. Вскоре животным пришлось переходить речку. Роза, навьюченная солью, остановилась в воде и стала купаться: она то ложилась в воду, то снова становилась на ноги. Когда Роза вышла из воды, ноша её стала гораздо легче. Осёл Иа, глядя на неё, тоже стал купаться, но чем дольше он купался, тем тяжелее становилась навьюченная на него вата.

-Что же произошло? Как вы думаете, почему же ноша первого ослика после купания стала легче, а второго тяжелее?
Вывод :
— Соль растворилась в воде, а вата впитала в себя воду и стала тяжелее.
-Что же мы с вами сегодня попытаемся узнать о воде?
— Мы будем говорить о воде как растворителе.
— Итак, сегодня на уроке мы будем проверять ещё 1 свойство воды -растворять разные вещества.
Растворимость – это содержание растворенного вещества в насыщенном растворе.
IV. Исследовательская деятельность учащихся.

— Что мы можем сделать, чтобы достигнуть данной цели?
— Исследовать новое свойство.
— Как мы можем пронаблюдать за данным свойством воды?
— Провести свое исследование.
— Что будет предметом исследования?
— Вода.
Физ.минутка для глаз «Облака»(слайд)
— Мы будем проводить исследование в группах.
— Повторим правила, как участники группы должны работать, чтобы успешно провести исследование (слайд)
— Но, прежде чем перейти к исследованию, давайте проверим все ли в нашей лаборатории готово к работе?
— Какие вещества есть для проведения исследования в каждой группе?( вода; поваренная соль; сахар; речной песок )
— А ещё у вас есть такие приспособления, инструменты, как штатив, пробирки, стаканы, стеклянные палочки, фильтры.
— А также у вас пакет инструкций по проведению исследований.
— Возьмите бланк с инструкцией №1.
Проводить опыты мы будем по инструкции.
Опыт проводит в группе лаборант 1.
Записывает результаты и озвучивает результаты лаборант 2.
— Какие наблюдения вести и для чего?
— Пронаблюдать растворяется вещество или нет?
Результаты наблюдений записываем куда?
-В тетрадь,тема:Вода-растворитель,с.18.
Итак, мы начинаем исследовать.
Шаг №1 в исследовании : Растворится ли соль в воде?
(Показывает, объясняет учитель)
— Итак, все готовы?
— А теперь каждая лаборатория приступает к исследованию.

Продемонстрируйте результаты своего исследования, и озвучьте выводы о возможностях воды как растворителя для соли. Запишем в ТПО.
Вывод: что получилось?
На доске по мере выполнения работы появляются (слайд )

Шаг №2 в исследовании : Растворится ли сахар в воде?

— Аналогично ,исследуем способность воды растворить сахар.
— Итак, все готовы?
— А теперь каждая лаборатория приступает к исследованию.
Продемонстрируйте результаты своего исследования, и озвучьте выводы о возможностях воды как растворителя для соли. Запишем в ТПО.
Вывод:_что получилось?
На доске по мере выполнения работы появляются (слайд )

Шаг №3 в исследовании : Растворится ли песок в воде?
Самостоятельно проводим опыт, а я пройду, проверю.
выводы: что получилось?

Вещества могут быть растворимыми и не растворимыми в воде.
Растворимые вещества: поваренная соль, сахар в воде становятся невидимыми. Некоторые вещества: речной песок , глина и другие в воде не растворяются.
— Ребята, а как вы думаете, можно ли очистить воду от нерастворимых веществ? Что может в этом помочь?

Шаг №4 в исследовании :
(Показывает, объясняет учитель)
— Итак, все готовы?
— А теперь каждая лаборатория приступает к исследованию.
-Какая теперь вода в стакане?
-Куда делся речной песок ?
-Приведите примеры использования процесса фильтрования в хозяйственной деятельности человека.
Физ.минутка: Аутотренинг
Напряженье улетело…
И расслаблено все тело,
И расслаблено все тело…
Будто мы лежим на травке…
На зеленой мягкой травке…
Греет солнышко сейчас…
Руки теплые у нас…
Дышится легко… ровно… глубоко…
Губы чуть приоткрываются,
Все чудесно расслабляется…
Нам понятно, что такое
Состояние покоя…
V. Закрепление:
1.Работа по хрестоматии.
Еще раз проконтролируем результаты наших действий на материале учебника с.46.
2.Самостоятельная работа.
Прием «Кластер»

В ы с т а в л е н и е о ц е н о к.(меняясь работами)
3. «Корзина идей»
-Дети,когда вы готовились к сегодняшнему уроку, я просила вас ( по желанию) взять книги в библиотеке, и ,возможно, открыть для себя что-то новое, интересное о воде. Поднимите руки, кто это сделал и хочет с нами поделиться?

IV.Итог урока.
Задание: «Продолжить фразу»

-Какова тема сегодняшнего урока?
-Я сегодня понял, что…
-Мне было интересно…
-Мне было легко (трудно)…
-Завтра я хочу узнать на уроке…
-Что было для меня самым важным на уроке?
-Своей работой я доволен (не доволен ),потому что…
-Я хочу поблагодарить (себя , кого-то из одноклассников…)за то, что…
Рефлексия «Человек и дерево».
— Книги, как деревья, раскрывают свои страницы – листочки навстречу нам, читателям, и помогают стать гораздо умнее. И люди, как деревья.
— Встаньте, дети, опустите руки. Наше тело – ствол дерева. Ноги – корни. Кто познакомился с новым свойством воды- умение растворять некоторые вещества, поставьте ноги на ширину плеч. Наши руки – ветки. Кому удалось без ошибок справиться со всеми заданиями, согните руки в локтях. На ветках набухают почки – кулачки, а раскрытые ладошки – листья. Кто понял, что надо было делать по теме урока, раскройте кулачки – почки.

— Мысленно оцените свою работу на уроке. Кто может назвать себя неплохим исследователем окружающего мира, поднимите руки – ветки и помашите ими.
Мне остаётся добавить, что урок- эксперимент, проблемный урок всегда повышает интерес и качество обучения. Моим детям было очень интересно проводить опыты. Такой урок и ваших учеников не оставит равнодушными.

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Источник