Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Химия в школе. Просто как 2 х 2

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 213 RSS
←   Июль 2010   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Открыта: 02-09-2009

Автор
Алеся Бармина

Статистика

213 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Химия в школе. Просто как 2 х 2. Выпуск 19


15.5. Вода

 

15.5.1. Что можно сказать о воде?

(навык №31)

 

Школяр: Вода – это не элемент, а  сложное вещество. Почему мы рассматриваем именно её, а не продолжили изучать другие элементы?

 

Учебник: Ты уже знаешь, что есть металлы, неметаллы, оксиды. При их взаимодействии с водой образуются новые классы неорганических соединений – кислоты, основания, соли. Эти классы мы будем изучать после того как ознакомимся со свойствами воды.

 

                                 Что ты можешь сказать о воде?

 

Школяр: Её очень много на Земле в морях, океанах, озерах, реках, ледниках, в виде облаков, дождя, снега. Мы сами содержим воду, как и другие живые существа – до 65-75%. (рис.60)

   Вода в природе может находиться в трех агрегатных состояниях – пар, жидкость, лёд (снег или град). Лед тает при 00С, а вода кипит при 1000С. Есть даже температурная шкала Цельсия. За ноль в ней принята температура таяния льда.

 

     Еще я знаю, что если в бутылку налить воду и заморозить, то бутылка лопнет. Потому, что вода при замерзании расширяется.  И лед из-за этой особенности воды плавает на поверхности воды. У льда плотность ρ = 0,92 г/см3. Когда снег тает, воды по объему получается во много раз меньше, чем снега.

Еще интересны снежинки – крошечные кристаллики льда. Удивительно, но снежинки принимают разные формы в зависимости от информации: (рис.61)

 

     Вода состоит из атомов водорода и кислорода. Её формула Н2О. (рис.62)

    Она бесцветная, без запаха и вкуса, также как водород и кислород. Молярная масса воды 18 г/моль. Это примерно 1 столовая ложка. Если посмотреть по справочнику плотность воды ρ = 1г/см3, т.е. 1 литр (1 кубический дециметр или 1000 кубических сантиметров) воды имеет массу 1 килограмм.

 

     Из физики я знаю, что у воды большая теплоемкость 4,2 Дж/(г град) – в 3100 раз больше, чем у воздуха. Эту величину даже приняли за единицу теплоемкости – калорию. Т.е. вода «запасает» в себе тепла больше, чем воздух и хуже отдает. Поэтому у моря всегда теплее, чем в горах.

 

     Еще в воде растворяется воздух и углекислый газ. Я это знаю, потому, что у меня есть аквариум – рыбки дышат воздухом, растворенным в воде, и когда вода насыщается углекислым газом, приходится менять воду и насыщать её воздухом специально.

     Вода плохо проводит электрический ток и при разложении воды на водород и кислород в неё для увеличения электропроводности добавляют  серную кислоту.

 

Навык №31:

 

1). Вычислите массовую долю воды в глине – каолине Al2O3 2SiO2 2H2O.

2). Сколько «ведер» воды содержится в вашем теле? Объем ведра 12 литров.

3). Почему у садоводов осенью принято выливать воду из железных бочек, стоящих на улице?

4). Какую массу имеет 1 м3, 1 л, 1 мл, 1 стакан, 1 ведро воды?

5). Сколько молей и молекул в чайной ложке воды (масса 4,5 г)?

6). Почему морской климат мягче континентального?

7). Как можно контролировать чистоту воды по замерам её электропроводности?

8). Как «температурная шкала Цельсия» связана со свойствами воды?

9). В чем необычность (аномалии) плотности и температуры плавления льда?

 

 

15.5.2. Растворение – это химическая реакция или нет?

(навык №32)

 

 

Учебник: Молодец ! Ты много рассказал о воде. И из своих наблюдений тоже.

 

Школяр: В воде растворяются жидкости и твердые вещества – серная кислота, уксус, соль, сахар, лимонная кислота, акварельные краски. При растворении происходит химическая реакция?

 

Учебник: Вода – растворитель для многих газов, жидкостей и твердых веществ. При растворении химической реакции не происходит, т.е. видимых эффектов как при обычной химической реакции нет. Растворяемое вещество как бы исчезает, поглощается водой. И частиц вещества не видно в воде или, говоря по-научному, в растворе нет поверхностей раздела. В результате образуется раствор вещества в воде.

 

     У растворов есть особенности.

 

Если смешаешь спирт с водой, то раствор нагреется! При смешивании же хлорида аммония с водой раствор станет холоднее.

 

  Посмотри видеоопыты – «Растворение с выделением тепла», «Растворение с поглощением тепла».

 

Следующая особенность растворов. Вот скажи: если смешать ведро песка и ведро земли. Какой общий объем ты получишь при таком механическом смешивании?

 

Школяр: Два ведра смеси. Но это же не раствор, а просто механическая смесь. Частицы земли и песка не изменяются.

 

Учебник: Правильно. А в растворах при смешивании исходных веществ (или по-научному, компонентов) общий объем раствора уменьшается. Проверь это, когда будешь пить чай с сахаром. (рис.63)

   И что еще интересно – смешивать исходные вещества можно в разных количествах и всё равно будет раствор. Но конечно всему надо знать меру. Потому, что, например, сахар в чае беспредельно не растворяется. В каком то соотношении с чаем он перестанет больше растворяться. Проверь на кухне при каком?

 

Школяр: Но если общий объем раствора при смешивании исходных веществ уменьшается, значит, что-то происходит с молекулами. И энергия тратится и выделяется на эти изменения, поэтому и температура меняется. Если это не химическая реакция и не простая механическая смесь, то это что-то среднее.

 

Учебник: Верно! Растворение – это физико – химическое явление, т.е. и не чисто физическое и не чисто химическое, а промежуточное явление или процесс. Кстати, можно проверить что это физическое явление с помощью обратного действия – попробуй из чая выпарить воду и взвесить сколько сахара получилось, сравнив с исходным его количеством. Должно получиться столько же. Убедись сам!

 

Школяр: Значит, если при растворении образуются связи между молекулами сахара и воды (чая), то они не такие прочные как в химической реакции. И легко разрушаются без изменения исходных молекул.

 

Учебник: Такие непрочные временные соединения с водой называются гидраты, а если растворитель не вода, а другая жидкость, то сольваты.

 

Навык №32:

 

1). Поясни своими словами, что такое: раствор, химическая система, механическая смесь.

2). Приведи пример системы, имеющей поверхности раздела.

3). Опиши что происходит с сахаром в чае при его растворении на уровне молекул.

4). Попоробуй смешать подсолнечное масло и воду. Опиши наблюдаемое.

5). Установи опытом экзотермично или эндотермично растворение в воде следующих веществ: сахара С12Н22О11, кальцинированной соды Na2CO3 , уксусной кислоты СН3СООН, сульфата меди CuSO4 , медного купороса CuSO4 5H2O.

6). Приведите примеры двух веществ, при смешивании которых: а). в одних условиях образуется раствор, а в других условиях – идет химическая реакция; б). в одних условиях образуется смесь, а в других условиях – идет химическая реакция.

 

 

15.5.3. Растворимость веществ в воде. Как растворимость

зависит от температуры и давления.

(навык №33)

 

 

 Учебник: Ты делал опыт с сахаром? Как он растворялся в чае?

 

Школяр: Столовая ложка сахара легко растворяется в горячем чае. Пять тоже, но медленнее. Если насыпать семь столовых ложек сахара, то сахар не растворяется. Если пять с половиной, то растворится при перемешивании, а перестанешь перемешивать, и часть сахара выпадает на дно стакана. Вода не удерживает много молекул сахара, и они опять соединяются в кристаллики.

 

Учебник: Такое состояние раствора, как у тебя в итоге получилось, называется насыщенным. Чуть пересыпешь сахару, будет пересыщенный раствор и часть сахара останется на дне стакана. Недосыпешь сахару – останется возможность дополнительного растворения сахара. Поэтому насыщенный раствор – это состояния равновесия с растворенным веществом. Массовая доля сахара в насыщенном растворе при комнатной температуре равна 0,7 или 70%, или 5,5 столовых ложек на стакан чая. А с солью не пробовал опыт делать?

 

Школяр: Пробовал. В стакане воды растворяется чуть меньше двух столовых ложек соли. Меньше, чем сахара. И правильно. Молекулы то разные. Получается, что можно измерить растворимость веществ в воде количеством растворенного вещества в растворителе до состояния насыщения. А как это количество назвать? Наверно, надо в одном и том же объеме или массе растворителя растворять вещества, чтобы можно было сравнить их растворимости?

 

Учебник: Правильно думаешь. И свойство веществ растворяться в разных количествах в одном и том же объеме или массе растворителя действительно называется растворимостью.

     Например: карбонат кальция СаСО3 – нерастворимое в воде вещество, т.к. его растворимость в воде всего лишь 0,0000057 моль/л или 0,00056 массовых долей в %. (рис.64)

     Гидроксид кальция Са(ОН)2 – малорастворимое вещество, его растворимость 0,02 моль/л или 0,16 массовых долей в %. Карбонат натрия Na2CO3 – растворим в воде, его растворимость 1,69 моль/л или 17,9 массовых долей в %.

     Добавлю, что могут быть и неограниченно растворимые в воде вещества. Это серная и уксусная кислоты, этиловый спирт.

     А как ты думаешь, зависит ли растворимость веществ от температуры и давления?

 

Школяр: Уверен, что да. Например, когда кипятишь воду, то из неё выделяются пузыри воздуха. Т.е. при нагревании растворимость воздуха уменьшается. И когда бутылку шампанского открываешь, то давление в ней уменьшается и углекислый газ в виде пены вырывается.

 

Учебник: Кстати, количество вещества, растворенного в растворителе, называется концентрацией или долей вещества в растворе. Чем мы и займемся дальше.

 

Навык №33:

 

1). Объясни что такое ненасыщенный, насыщенный и пересыщенный раствор.

2). Почему для аквариумных рыбок не пригодна свежекипяченная вода?

3). Почему в солнечный морозный день воздух как бы искрится?

4). Почему ранним летним утром выпадает роса?

 

___________________________________________________________________________________________________

На моем сайте http://alese2009.narod.ru/xumua5/index.html вы можете приобрести данную

книгу «Химия в школе. Просто как 2х2»

с рисунками, видеоопытами, упражнениями

и узнать о технологии обучения по любым предметам.

 

Веду еще одну рассылку "Второе рождение или сознательная реинкарнация" -  как избавиться от страха смерти, восстановить жизненную силу и подготовиться в течение жизни ко второму рождению (реинкарнации, перевоплощению души) после смерти тела. Как помочь душе умирающего и окружающим в период смерти близкого человека. Адрес рассылки http://subscribe.ru/catalog/rest.mystery.poy3

 

 
В избранное