"Порох винайшли в Стародавньому Китаї, і його поява змінило людську історію. Нічого цього б не було, якби не чудова наука хімія. Вивчати яку не тільки корисно, але цікаво"
1. Типи середовищ водних розчинів
2. Індикатори
3. Значення різних середовищ розчинів і їх визначення
Самостійно замість онлайн-уроку виконуємо тестування за посиланням.
Обов'язково в тесті вказати прізвище, ім'я та клас.
Нехай щастить! Бережіть себе!
Пригадай: Чисті речовини та суміші
Розв’язування задач на масову частку розчиненої речовини - відео
Масову частку розчиненої речовини (ω) обчислюють як відношення маси розчиненої речовини (m(р.реч.)) до маси всього розчину (m(розчину)). Маса розчину, в свою чергу, є сумою маси розчиненої речовини та маси розчинника (m(реч.) + m(розчинника)).
Формула: ω = m(реч.) / m(розчину) або в процентах: ω = (m(реч.) / m(розчину)) * 100%.
Щоб знайти масу розчиненої речовини, потрібно масову частку (в частках одиниці) помножити на масу розчину: m(реч.) = ω * m(розчину).
Як обчислити масову частку речовини:
Визначте масу розчиненої речовини: (наприклад, сіль, цукор).
Визначте масу розчинника: (зазвичай води).
Обчисліть загальну масу розчину: m(розчину) = m(реч.) + m(розчинника).
Розділіть масу розчиненої речовини на загальну масу розчину: ω = m(реч.) / m(розчину).
Перетворіть отримане значення на відсотки, якщо необхідно, помноживши його на 100%.
Приклад:
Щоб розрахувати масову частку солі у розчині, де взяли 6 г солі та 194 г води, виконайте такі кроки:
Маса солі: 6 г.
Маса води: 194 г.
Маса розчину: 6 г + 194 г = 200 г.
Масова частка солі: ω(солі) = 6 г / 200 г = 0,03.
У відсотках: 0,03 * 100% = 3%.
Як обчислити масу речовини:
Знайте масову частку речовини: в розчині (в частках одиниці).
Знайте загальну масу розчину .
Перемножте масову частку на масу розчину: m(реч.) = ω * m(розчину)
Для розв'язання задач, де використовуються розчини з певною масовою часткою розчиненої речовини, спочатку потрібно обчислити масу розчиненої речовини, знаючи масу розчину та масову частку (ω) за формулою: m(речовини) = m(розчину) * ω. Потім, використовуючи хімічне рівняння реакції, визначається кількість речовини (у молях), яка прореагувала або утворилася, і далі розраховуються маси інших речовин, а також маси інших розчинів або води.
Кроки розв'язання задачі:
Запишіть рівняння реакції та знайдіть співвідношення кількостей речовин за стехіометричними коефіцієнтами.
Визначте відому величину (наприклад, масу розчину або масу розчиненої речовини).
Обчисліть масу розчиненої речовини в даному розчині, якщо відома його маса та масова частка:
m(речовини) = m(розчину) * ω
Переведіть масу розчиненої речовини в молі, якщо це необхідно, для розрахунків за рівнянням реакції:
n = m / M, де M — молярна маса.
Використовуючи стехіометричні співвідношення з рівняння реакції, обчисліть кількість речовини (у молях) іншої реагенту чи продукту реакції.
Переведіть знайдену кількість речовини в масу (або обчисліть масу розчину іншої речовини, якщо це потрібно).
Приклад:
Яку масу хлориду заліза(III) (FeCl₃) можна отримати з 325 г розчину хлориду заліза(III) з масовою часткою 40%, якщо він прореагує з надлишком натрію гідроксиду (NaOH)?
Рівняння реакції:
FeCl₃ + 3NaOH → Fe(OH)₃↓ + 3NaCl
Обчислення маси розчиненої речовини:
m(FeCl₃) = 325 г * 0,40 = 130 г
Обчислення кількості молів FeCl₃:
M(FeCl₃) = 55,845 + 3 * 35,45 = 162,2 г/моль
n(FeCl₃) = 130 г / 162,2 г/моль ≈ 0,801 моль
Розрахунок кількості молів Fe(OH)₃:
З рівняння реакції видно, що 1 моль FeCl₃ дає 1 моль Fe(OH)₃.
Отже, n(Fe(OH)₃) = n(FeCl₃) ≈ 0,801 моль.
Розрахунок маси Fe(OH)₃:
M(Fe(OH)₃) = 55,845 + 3 * (15,999 + 1,008) = 106,85 г/моль
m(Fe(OH)₃) = 0,801 моль * 106,85 г/моль ≈ 85,6 г.
Пропоную подивитися цікавий хімічний дослід з білим купоросом, в ході якого ви зможете побачити і простежити процес, як утворення кристалогідрату, так і його руйнування.
Для приготування розчинів із кристалогідратів, спочатку обчислюють масу безводної солі в кристалогідраті за його формулою, потім визначають масу води для досягнення заданої концентрації розчину, і нарешті, розраховують необхідну масу самого кристалогідрату. Ось типові кроки для розв'язання таких задач:
Визначити молярну масу кристалогідрату: Обчисліть молярну масу кристалогідрату, враховуючи масу безводної солі та кристалізаційної води.
Знайти масу безводної солі в кристалогідраті: Використовуйте співвідношення молярних мас для визначення, яка частка маси кристалогідрату припадає на безводну сіль, і перемножте це співвідношення на масу кристалогідрату, яку потрібно взяти.
Обчислити масу води для приготування розчину: Визначте, скільки води потрібно додати до отриманої маси безводної солі, щоб отримати потрібну масу розчину з заданою концентрацією.
Розрахувати масу кристалогідрату: Якщо відома маса безводної солі, яку потрібно взяти для розчину, то за допомогою молярних мас та співвідношення в кристалогідраті можна розрахувати, скільки саме кристалогідрату необхідно взяти.
Тож, як все ж таки розрахувати масу? Спробуємо відповісти на це питання на конкретному прикладі. Уявімо, що нам потрібно обчислити, яка маса води, що приєднується до 33,3 грамам безводного хлориду кальцію при утворенні його гексагідрату CaCl2 • 6H2O.
Розрахуємо молярні маси хлориду кальцію (CaCl2), води (H2O) і гексагідрату (CaCl2 • 6H2O):
M (CaCl2) = 111 (г / моль).
M (H2O) = 18 (г / моль).
M (CaCl2 • 6H2O) = 111 + 6 • 18 = 219 (г / моль).
З огляду на те, що в 1 моль кристалогідрату (CaCl2 • 6H2O) міститься 1 моль безводного хлориду кальцію (CaCl2) і 6 моль води (H2O), знайдемо маси даних речовин за формулою, яка встановлює зв’язок між масою і кількістю речовини:
..M = N • m..
Маємо:
m (CaCl2) = 1 моль • 111 г / моль = 111 (г).
m (H2O) = 6 моль • 18 г / моль = 108 (г).
m (CaCl2 • 6H2O) = 1 моль • 219 г / моль = 219 (г).
З огляду на те, що 1 моль безводного хлориду кальцію (CaCl2) може приєднувати 6 моль води (H2O), обчислимо масу води, що приєднується. Складемо пропорцію:
111 г CaCl2 приєднує 108 г H2O
33,3 г CaCl2 приєднує x г H2O
Звідси отримуємо відповідь: х = 32,4 грама.
Розчинення у воді
Розчинення кристалогідратів являє собою складний фізико-хімічний процес. Під час розчинення його кристалічна решітка руйнується, а новоутворені частинки розтікаються по всьому об’єму розчину. При цьому під час розчинення кристалогідратів виділяється теплова енергія.
Приклад:
Припустимо, потрібно приготувати 200 г 10% розчину сульфату міді (II) (CuSO₄·5H₂O).
Молярна маса CuSO₄·5H₂O:
M(CuSO₄·5H₂O) = 64 + 32 + 416 + 5(2*1 + 16) = 159.6 г/моль + 90 г/моль = 249.6 г/моль.
Маса безводної солі (CuSO₄) у кристалогідраті:
M(CuSO₄) = 64 + 32 + 4*16 = 159.6 г/моль.
Розрахунок маси кристалогідрату:
Маса безводної солі в 200 г розчину: m(CuSO₄) = 200 г * 0.10 = 20 г.
Маса кристалогідрату: m(CuSO₄·5H₂O) = 20 г * (249.6 г/моль / 159.6 г/моль) = 31.26 г.
Розрахунок маси води:
Маса води в кристалогідраті: m(H₂O) = 31.26 г * (90 г/моль / 249.6 г/моль) = 11.26 г.
Загальна маса розчину: 200 г.
Маса води, яку слід додати: m(H₂O) = 200 г - 31.26 г = 168.74 г.
Розчинення — це фізико-хімічний процес. Як правила, розчинення речовин у воді супроводжується поглинанням або виділенням певної кількості теплоти.
Чи Можна ЗІГРІТИСЯ ЛЬОДОМ? Дивовижний Феномен - відео для допитливих
Приклад: під час розчинення багатьох солей теплота поглинається, а при розчинні кислот чи лугів — виділяється.
Процес розчинення твердої речовини, як правила, відбувається у кілька етапів:
1. Руйнування структури твердої речовини (зв'язків між молекулами або йонами речовини).
2. Взаємодія молекул речовини, що розчиняється, з молекулами розчинника.
Процес взаємодії частинок розчиненої речовини з молекулами води називається гідратацією.
3. Дифузія гідратованих частинок по всьому об'єму розчину.
Якщо на руйнування зв'язків енергії витрачається менше, ніж на взаємодію між частинками речовини та розчинника, то теплота виділяється (відбувається нагрівання розчину). Наприклад, при розчиненні сульфатної кислоти у воді відбувається виділення теплоти.
Якщо на руйнування зв'язків енергії витрачається більше, ніж на гідратацію, то теплота поглинається (відбувається охолодження розчину). Такий процес, відбувається, наприклад, при розчиненні амоній нітрату NH4NO3.
Кристал + вода - чи все так просто? З цього уроку ти дізнаєшся:
як працюють невидимі чорнила;
які речовини вода робить кольоровими;
чому гіпс в інтер'єрі – це безпечно;
чим є насправді мідний купорос.
Хімічний досвід: Нагрівання мідного купоросу (прожарювання кристалогідратів)
Розчинену речовину можна виділити з водного розчину, випарувавши з нього воду. При випаровуванні розчинів можна виділити гідрати деяких речовин у кристалічному вигляді.
Якщо розчинити у воді купрум(II) сульфат CuSO4, який має білий колір, то утворюється водний розчин синього кольору. При випаровуванні цього розчину виділиться мідний купорос — кристалічна речовина синього кольору, до складу якої входить п'ять молекул води. Склад мідного купоросу відображає формула CuSO4⋅5H2O.
Кристалічні речовини, які містять молекули води, називаються кристалогідратами.
Вода, що входить до їх складу, називається кристалізаційною водою.
Більшість кристалогідратів є солями.
Склад кристалогідрату виражають формулою, де вказується число молекул кристалізаційної води на одну молекулу речовини (через точку записується число молекул води).
У назві кристалогідрату число молекул води вказують, використовуючи грецьки приставки:
1 — моно-
2 — ди-
3 — три-
4 — тетра-
5 — пента-
6 — гекса-
7 — гепта-
8 — окта-
9 — нона-
10 — дека-
Приклад: склад кристалогідрату цинк сульфат гептагідрат виражається формулою ZnSO₄·7H₂O. Ця формула означає, що кожна молекула сульфату цинку (ZnSO₄) пов'язана з сімома молекулами води (7H₂O) у кристалічній структурі.
Деякі кристалогідрати сульфатів металів називаються купоросами:
Приклад: CuSO4⋅5H2O — мідний купорос; FeSO4⋅7H2O — залізний купорос.
Технічні назви де-яких інших кристалогідратів:
Na2CO3⋅10H2O — кристалічна сода;
Na2SO4⋅10H2O — глауберова сіль;
MgSO4⋅7H2O — гірка (англійська) сіль.
На початку уроку прошу пройти ТЕСТ на повторення. (20 хвилин)
Теплові явища при розчиненні полягають у зміні температури, яка може бути як виділенням тепла (нагрівання), так і поглинанням тепла (охолодження). Це відбувається через два процеси: енергія витрачається на руйнування зв'язків між частинками речовини, що розчиняється, а енергія виділяється при утворенні зв'язків між цими частинками та молекулами розчинника (гідратація). Результат — екзотермічний (виділення тепла) або ендотермічний (поглинання тепла) процес, що визначає тепловий ефект розчинення.
Причини теплових явищ:
Енергетичні витрати: Руйнування зв'язків між молекулами або йонами розчинюваної речовини вимагає поглинання енергії.
Виділення енергії: Взаємодія частинок розчиненої речовини з молекулами розчинника (гідратація) супроводжується виділенням енергії.
Типи теплових явищ:
Нагрівання розчину (екзотермічний процес): Відбувається, коли енергії, виділеної при гідратації, більше, ніж енергії, витраченої на руйнування зв'язків.
Приклад: Розчинення концентрованої сульфатної кислоти або спирту у воді.
Охолодження розчину (ендотермічний процес): Відбувається, коли енергії, витраченої на руйнування зв'язків, більше, ніж енергії, виділеної при гідратації.
Приклад: Розчинення амоній нітрату або карбаміду у воді, що використовується для виготовлення охолоджувальних пакетів.
Практичне застосування:
Охолоджувальні суміші: Використовуються для першої медичної допомоги (наприклад, при травмах) завдяки поглинанню теплоти при розчиненні таких речовин, як амоній нітрат.
Хімічні грілки: При розчиненні речовин, що виділяють тепло, утворюються так звані хімічні грілки.
Розчинність — це властивість речовини утворювати гомогенні (однорідні) суміші, які називаються розчинами, з іншою речовиною, яка виступає як розчинник. Це здатність однієї речовини рівномірно розподілятися в іншій під дією теплового руху частинок.
Фактори, що впливають на розчинність:
Природа речовин: Зазвичай подібне розчиняється в подібному, тому полярні речовини (солі, кислоти) добре розчиняються у полярних розчинниках (вода), а неполярні — у неполярних.
Температура: Для більшості твердих речовин розчинність зростає з підвищенням температури, тоді як для газів — навпаки, зменшується.
Тиск: Тиск суттєво впливає на розчинність газів; зі збільшенням тиску розчинність газів у рідинах зростає, а зі зменшенням — знижується.
Визначення розчинності:
Розчинність кількісно визначається як маса речовини, яка може розчинитися в 100 г води (або іншого розчинника) при певній температурі з утворенням насиченого розчину.
Класифікація речовин за розчинністю у воді (приклад):
Добре розчинні: Речовини, що розчиняються у великій кількості (наприклад, цукор).
Малорозчинні: Речовини, які розчиняються в обмеженій кількості (наприклад, гіпс).
Майже нерозчинні: Речовини, що переходять у розчин у дуже малій кількості (наприклад, скло).
Домашнє завдання:
параграф 2 (стр. 11-15)
на сторінці 15 усно дати відповіді на запитання
Переглянути відео нижче.
Прочитати параграф 1 (ст.5-11)
Дати відповіді на питання в кінці параграфу (ст.10)