Знаємо, розуміємо
1. За якою ознакою суміші поділяють на однорідні та неоднорідні? У неодноріднихі сумішах між компонентами є поверхня поділу, тому частинки речовин можна виявити спостереженням: неозброєним оком чи за допомогою оптичного приладу, а у однорідних сумішах між частинками нема поверхні поділу, тому їх не можна виявити спостереженням.
До якого виду належать істинні розчини? Однорідні суміші.
2. Дайте визначення:
а) істинного розчину; Істинний розчин (розчин) — це однорідна (гомогенна) суміш змінного складу, утворена з двох і більше компонентів, один з яких називають розчинником, інший — розчиненою речовиною. Істинні розчини гомогенні через дуже малі (менші від 1 нм, або 10–9 м) розміри структурних частинок розчиненої речовини.
б) розчинника; Розчинником прийнято називати компонент, що має з розчином однаковий агрегатний стан. Особливий випадок становлять розчини, у яких компоненти, взяті для його виготовлення, мають однаковий агрегатний стан. У цьому разі розчинником прийнято називати компонент, уміст якого є більшим.
в) розчиненої речовини; Розчиненою речовиною називають компонент розчину, що має відмінний від розчинника агрегатний стан.
г) масової частки розчиненої речовини; Масова частка розчиненої речовини (w) — це відношення маси розчиненої речовини m(р.р.) до загальної маси розчину m(розчину), яка складається з маси розчиненої речовини і маси розчинника.
д) колоїдного розчину. Колоїдні розчини — це також однорідні суміші, проте розчинені в них речовини подрібнені не до окремих молекул чи йонів, а до їхніх скупчень, що мають розміри від 1 до 100 нм.
3. Наведіть приклади колоїдних та істинних розчинів, розчинників.
Приклади колоїдних розчинів: гелеві засоби для миття, гелеподібні ліки (у їх назвах присутнє слово "гель"), гель для волосся, клеї, курячий білок, крохмаль (точніше — крохмальний клейстер), продукти харчування: агар-агар, желе, кисіль, желатин, мармелад, кисіль, пастила.
Приклади істинних розчинів: спиртова настоянка йоду, столовий оцет, мінеральна вода, розчин цукру, розчин солі у воді, газована вода, маринад.
Приклади розчинників: вода, рідкий амоніак NH3, етанол С2Н5ОН (медичний спирт), етанова кислота СН3СООН, бензен С6Н6, тетрахлорметан CCl4, гексан C6H14, метанол CH3OH, бензин.
4. З харчової соди й води виготовили розчин. Поясніть, що в ньому буде розчиненою речовиною, а що — розчинником. У водних розчинах розчинником є вода, тому розчиненою речовиною буде сіль натрій хлорид.
5. Із 60 г нітратної кислоти й 40 мл води виготовили істинний розчин. Що в цьому розчині слід називати розчиненою речовиною, а що — розчинником? Розчиненою речовиною є сіль нітратної кислоти, а розчинником - вода. Поясніть чому. У водних розчинах розчинником є вода, бо однаковим є агрегатний стан водного розчину і води.
6. За якими формулами обчислюють:
а) масову частку розчиненої речовини (р.р.) в розчині;
w(р.р.) = m(р.р.)/ m(розчину) або W(р.р.)= (m(р.р.)/m(розчину))•100%,
б) масу розчину за відомою масовою часткою розчиненої речовини в ньому;
m(розчину)=m(р.р.)/w(р.р.) або m(розчину)= (m(р.р.)/w(р.р.))•100%,
в) масу розчинника в розчині за відомою масовою часткою розчиненої речовини?
m(р.р.)=w(р.р.)•m(розчину) або m(р.р.)=w(р.р.)•m(розчину):100%,
Застоовуємо
Вправа 18. За текстом параграфа складіть порівняльні таблиці:
б) спільних та відмінних ознак істинних і колоїдних розчинів.
Спільні ознаки: однорідні суміші, прозорі, частинки проникають крізь паперовий фільтр.
Відмінні ознаки:
| Істинні розчини | Колоїдні розчини |
|
утворюються окремими молекулами та йонами, розмір частинок < 1 нм, не розсіюють світло, зберігаються довго в закритій посудині. |
утворюються скупченнями молекул та йонів, 1 нм < розмір частинок < 100 нм, розсіюють світло, з часом "старіють" з утворенням гелю (процес коагуляцїі). |
Вправа 19. Обчисліть масову частку сульфатної кислоти в розчині, виготовленому з 30 г кислоти і 270 мл води. Якою стане масова частка сульфатної кислоти, якщо до розчину долити ще 300 мл води?
Відомо: V(H2O)=270 мл; m(H2SO4)=30 г; V1(Н2О)=300 мл;
Знайти: w(H2SO4) -?, w1(H2SO4) -?
Розв'язування:
1. Знаходимо масу води за формулою: m = V•ρ, де густина води ρ=1 г/мл.
m(Н2О)=V(Н2О)•ρ=270 мл•1 г/мл=270 г. Бачимо, що для води об'єм відповідає масі, тому ця дія не є обов'язковою.
2. Знаходимо масу розчину:
m(розчину)=m(Н2О)+m(H2SO4)=270 г+ 30 г=300 г.
3. Знаходимо масову частку розчиненої речовини в розчині за формулою:
w(речовини)=(m(речовини)/m(розчину))•100 %.
w(H2SO4і)=(m(H2SO4)/m(розчину))•100 %=(30 г/300 г)•100%=10%
4. Знаходимо масу нового розчину (для води об'єм відповідає масі, тому V1(Н2О)=m1(H2O)=300 г):
m1(розчину)=m(розчину)+m2(H2SO4)=300 г+ 300 г=600 г.
5. Знаходимо масову частку розчиненої речовини в новому розчині за формулою:
w1(H2SO4і)=(m(H2SO4)/m1(розчину))•100 %=(30 г/600 г)•100%=5%
Відповідь: в розчині, виготовленому з 30 г кислоти і 270 мл води, масова частка сульфатної кислоти становить 10%. Якщо до розчину долити ще 300 мл води, то масова частка кислоти в розчині зменшиться і становитиме 5%.
Вправа 20. Для виготовлення розчину брат використав 27 г цукру і 123 мл води, а сестра — 36 г цукру і 164 мл води. У якому розчині масова частка цукру була більшою?
Відомо: V1(H2O)=123 мл; m1(цукру)=27 г; V2(Н2О)=164 мл; m2(цукру)=36 г;
Знайти: w1(цукру) -?, w2(цукру) -?
Розв'язування:
1. Визначаємо масу води за формулою: m = V•ρ, де густина води ρ=1 г/мл.
m1(Н2О)=V1(Н2О)•ρ=123 мл•1 г/мл=123 г.
m2(Н2О)=V2(Н2О)•ρ=164 мл•1 г/мл=164 г.
Бачимо, що для води об'єм відповідає масі, тому ця дія не є обов'язковою.
2. Визначаємо масу розчинів:
m1(розчину)=m1(Н2О)+m1(цукру)=123 г+ 27 г=150 г.
m2(розчину)=m2(Н2О)+m2(цукру)=164 г+ 36 г=200 г.
3. Визначаємо масову частку розчиненої речовини в розчинах за формулою:
w(речовини)=m(речовини)/m(розчину).
w1(цукруі)=m1(цукру)/m1(розчину)=27 г/150 г=0,18 або,
помноживши це число на 100%, одержимо 18%
w2(цукруі)=m2(цукру)/m2(розчину)=36 г/200 г=0,18 або 18%
Відповідь: масова частка цукру в двох розчинах однакова.
Вправа 21. Запропонуйте, як, маючи розчин з певною масовою часткою розчиненої речовини, збільшити її масову частку в розчині, а як — зменшити. Щоб збільшити масову частку розчиненої речовини в розчині треба розчинити додаткову кількість речовини або частково випарювати розчин, а щоб зменшити - треба розбавити розчин додатковою кількістю розчинника.
Вправа 22. Пригадайте склад і фізичні властивості повітря. Чи можна його віднести до розчинів? Так, бо повітря - однорідна суміш. Якщо ваша відповідь буде ствердною, то назвіть, які речовини, на вашу думку, є розчинником і розчиненою речовиною (розчиненими речовинами) такого розчину. У суміші повітря розчинником є газ азот (перебуваючи в однаковому агрегатному стані з іншими газами, його у процентному відношенні є найбільше), решта газів - розчинені речовини.
Вправа 23. Складіть план виготовлення розчину масою 300 г з масовою часткою магній сульфату 10 % (або 0,1), якщо в наявності є все необхідне обладнання, а також достатня кількість води й розчину магній сульфату з масовою часткою розчиненої речовини 15 % (або 0,15). У відповіді зазначте об’єм води, яку використають під час приготування розчину.
План:
1. Визначаємо масу розчиненої речовини (солі MgSO4) у кінцевому 10% розчинi магній сульфаті.
Формула для обчислення: m(речовини)=(w(речовини)•m(розчину))•100%
m(MgSO4)=(w(MgSO4)•m(розчину))•100%=(10%•300 г):100%=30 г.
2. Визначаємо масу вихідного 15% розчину, в якому міститься 30 г речовини.
І спосіб
За формулою: m(розчину)=(m(MgSO4)/w(MgSO4))•100%=(30 г:15%)•100%=200 г.
ІІ спосіб
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.
Те, що масова частка речовини в розчині становить 15% означає, що
15 г речовини міститься у 100 г розчину, тоді
30 г речовини буде міститися у х г розчину.
15 г / 30 г = 100 г / х г, звідси
х г • 15 г = 30 г • 100 г,
х = (30 г • 100 г) : 15 г
х = 200 г.
3. З вихідного 15% розчину відливаємо 200 г розчину в іншу посудину.
4. У посудину доливаємо 100 мл води і отримуємо 300 г розчину з масовою часткою солі 10%.
Відповідь: Для отримання 300 г розчину з масовою часткою речовини 10% розчину, треба до 200 г початкового 15% розчину долити 100 мл води.