Химия

Урок 9: Вещества в природе

Вещества в природе

А кто из Вас видел воду? Вы можете ответить, что за глупый вопрос, конечно, мы все её видели. А если уточнить вопрос: «Кто видел чистую воду?». Вода, которую мы привыкли видеть в море, озере, попав под летний дождь или зимнюю метель, является чистым веществом или смесью. Отдыхая летом на море, неоднократно наблюдали водный мир, рыбки большие и малые, прячутся в водорослях, вода чистая и прозрачная, как слеза, но вкус её солёный. Либо, открыв чайник, часто видите белый налёт, откуда он берётся? Вода является чистым веществом или смесью? На этом уроке мы попытаемся дать ответы на заданные вопросы.

План урока:

Чистые вещества в природе

Растворы как смеси

Состав растворов

Задачи на концентрацию растворов

 

Чистые вещества в природе

А как вы думаете, существуют чистые вещества? Для решения этого вопроса, посмотрим на рисунок.

1fb1 orig

Девочка, относительно ребят выглядит чистенько и опрятно, можно сказать, что она служит для них образцом. Мальчишки оба грязные, но их загрязнённость разная. Значит, вещество, которое не будет содержать примесей, является чистым. В зависимости от процентного содержания примесей, выделяют виды чистых веществ.

2fb1 orig
Источник

Снова возникает вопрос, можем ли мы применить к воде понятие чистое вещество? Таковой является дистиллированная вода, полученная путём перегонки.

3fb1 orig
Источник

Во время кипячения вода, в виде пара, через газоотводящую трубку, поступает в пробирку-приёмник, которая помещена в стакан со льдом. Полученная таким образом вода не способна проводить электрический ток, поскольку не содержит солей, она относится к химически чистым веществам, которые находят применение в лаборатории и медицине. Не стоит путать данный процесс с кипячением, который вы ежедневно наблюдаете. Кипячёная вода будет электропроводна, поскольку соли не были удалены.

 

Растворы как смеси

Окружающий мир состоит из смесей. Воздух, который нам так необходим, земля, пища, одежда, техника, можно перечислять до бесконечности. Однако по своему внешнему виду, они существенно отличаются. К примеру, смесь вода – спирт и вода – масло, вода – песок и вода – сахар.

4fb1 orig

Гомогенная смесь характеризуется однородностью, наливая в стакан столовую воду, о присутствии минеральных солей, мы можем судить по вкусу и читая состав на этикетке. Взяв в руки бронзовую монету, мы не можем выделить отдельно медь и олово.

Играя в салки в воде, так увлекаетесь игрой, и не замечаете, что песок со дна распределился по воде. Бегая по пляжу, поднимаете столб пыли. Вы наверняка, даже не подозреваете, что это все примеры природных гетерогенных смесей. Ключевым признаком является их неоднородность.

5fb1 orig

В зависимости от агрегатного состояния составляющих частиц, разделяют следующие гетерогенные смеси.

6fb1 orig

Применение суспензий имеет широкий спектр во многих отраслях:

  • Медицина: порошки, зубная паста, скраб;
  • Химическая промышленность: пасты, порошки, красители;
  • Пищевая промышленность: соусы, кетчупы, шоколадная масса.

Налив в стакан с водой малую часть подсолнечного масла и потом взболтав эту смесь, вы завороженно наблюдали за пузырьками. Это классический пример эмульсии в быту, смесь взаимно нерастворимых жидкостей. Однако пролившаяся нефть в море, которая также является примером эмульсии, наносит большой вред всему живому организму.

7fb1 orig

Разделение гетерогенных смесей, а также гомогенных, возможно с помощью следующих способов.

8jfgjf
Источник

Данный урок посвящён гомогенным смесям, а именно растворам, в которых не существует границы между входящими веществами.

 

Состав растворов

9fb1 orig
Источник

Чтобы приготовить сладкий напиток, необходимо взять сахар (растворимое вещество) и воду, которая будет играть роль растворителя. Масса раствора состоит из входящих в неё компонентов.

10fb1 orig

Растворённое вещество в данном случае сахар, поскольку его количество малое по отношению к воде.

Чтобы выразить, какую часть занимает растворённое вещество, введём понятие массовая концентрация или массовая доля.

11fb1 orig

Вернёмся к примеру с сахаром, массовая концентрация вещества будет составлять:

tabl1 orig

Чем выше масса растворённого вещества, тем более концентрированный раствор.

И снова вспомним наш сладкий раствор, допустим, вы утром ещё не очень проснулись, и вместо одной ложечки сахара, положили две. Как выйти из ситуации? Правильно, добавить воды. При этом доля растворённого вещества (сахара) уменьшается и образуется разбавленный раствор.

Разберёмся ещё с одним понятием – растворимость.

12gsfh orig
Источник

Обратите внимание, что указывается растворимость при определённой температуре. Возьмём два стакана объёмом 100 мл, в одном горячая, а во втором холодная вода. В оба добавим 3 столовых ложки сахара. Как вы думаете, где лучше и быстрее растворится сахар? Конечно там, где температура воды выше.

Существует зависимость между растворимостью и природой вещества.

13gsfh orig
Источник

Растворимость сахара при температуре 20 °C составляет 2000 г на 1л, раствор с такими данными будет насыщенным. При меньшем содержании растворённого вещества – ненасыщенным, большем – пересыщенным.

14gfdh1
Источник

Химия не только удивительная наука, но она ещё и экспериментальная. С разрешения взрослых, Вы можете выполнить эксперимент. Вырастить замечательный «сад». Чтобы выполнить данный опыт, необходимо приготовить насыщенный раствор медного купороса или другой соли.

15gsfh orig

А как Вы думаете, может концентрированный раствор вещества быть ненасыщенным. Математические расчёты помогут дать ответ. Допустим, что растворили 200 г сахара в 100 г воды при температуре 20°C. Необходимо определить массовую концентрацию.

tabl2ig

Как показывают расчёты, этот раствор будет концентрированным, однако является ненасыщенным.

Насыщенность и концентрация – это разные понятия.

16hdfhig

Рассмотрим на примере сахара и гипса (CaSO4∙2H2O).

17hdfhig

Поскольку большинство химических процессов происходит между растворами, важно знать, какое количество вещества там содержится. Содержание растворённого вещества можно выразить в массовых долях, а также с помощью ещё одного вида, которая носит название молярная концентрация.

Если массовая доля растворённого вещества показывает содержание вещества в растворе (%), то молярная концентрация указывает, сколько моль содержится в 1 литре раствора.

18hdfhig

Промоделируем лабораторную ситуацию. Разбавленный раствор щёлочи был приготовлен путём растворения 10 г гидроксида натрия в 500 мл воды. Наша с Вами задача, определить массовую и молярную концентрации.

scrin1

 

Задачи на концентрацию растворов

С приготовлением растворов связана работа не только химиков, люди разных профессий сталкиваются с этой задачей, где необходимо рассчитать какое количество растворённого вещества содержится в растворе.

Задача 1. Какую массу соли и объём воды нужно, чтобы приготовить концентрированный раствор соли массой 500 г с массовой долей хлорида калия 70%?

scrin2

Задача 2. К раствору хлорида железа (II) объёмом 500 мл, плотность которого равна ρ = 1,012 г/мл и массовой долей 12 % прибавили 100 г воды. Вычислите молярную концентрацию полученного раствора.

scrin3

Достаточно часто возникает необходимость смешивать растворы, концентрация массовых долей которых отличается, чтобы получить раствор определённой концентрации. Рассмотрим правило смешивания растворов или как его ещё называют «правило креста»

19dfg
Источник

Задача 3. Определите концентрацию раствора, полученного при сливании растворов сульфата натрия массой 300 г 25% и 150 г 10%.

scrin4

Задача 4. Раствор серной кислоты массой 250 г с массовой долей 15%, реагирует с цинком. Сколько грамм соли образовалось в результате реакции?

scrin5

20jgfj

 

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

Вопрос: 1
Чистым веществом является (2 ответа):
1Бронза
2Железная руда
3Золото
4Сталь
5Дистиллированная вода
Ответить
35
Вопрос: 2
Доля раствора, полученного путём растворения 15 г соли в 100 мл воды, будет равна:
115%
210%
313%
414%
Ответить
3
Вопрос: 3
Разбавленный раствор кислоты получили путём смешивания концентрированного раствора объёмом 100 мл (ρ = 1,013 г/мл) и массовой долей 85% с 1 л воды. Его концентрация составит:
175%
278%
37,8%
417%
Ответить
3
Вопрос: 4
При смешивании растворов азотной кислоты массой 630 г, содержание кислоты в котором составляет 15%, с раствором гидроксида натрия, образовалась соль массой:
1300 г
2224,4 г
3127,5 г
4112,3 г
Ответить
3
Допущено ошибок:
Оценка:
Подробнее
Ваши ответы:
1 вопрос:

Чистым веществом является (2 ответа):
1) Бронза 2) Железная руда 3) Золото 4) Сталь 5) Дистиллированная вода
2 вопрос:

Доля раствора, полученного путём растворения 15 г соли в 100 мл воды, будет равна:
1) 15% 2) 10% 3) 13% 4) 14%
3 вопрос:

Разбавленный раствор кислоты получили путём смешивания концентрированного раствора объёмом 100 мл (ρ = 1,013 г/мл) и массовой долей 85% с 1 л воды. Его концентрация составит:
1) 75% 2) 78% 3) 7,8% 4) 17%
4 вопрос:

При смешивании растворов азотной кислоты массой 630 г, содержание кислоты в котором составляет 15%, с раствором гидроксида натрия, образовалась соль массой:
1) 300 г 2) 224,4 г 3) 127,5 г 4) 112,3 г
Посмотреть ответы
Правильные ответы:
1 вопрос: Золото
1 вопрос: Дистиллированная вода
2 вопрос: 13%
3 вопрос: 7,8%
4 вопрос: 127,5 г