Растворы

Вся химическая жизнь земной поверхности
протекала в среде водных растворов,
и многообразны были пути, которыми вода
изменяла не только лик Земли, но ее состав.

А.Е.Ферсман

Цели. Оценить знания по теме и умения использовать их на практике, в частности решать задачи, закрепить умения и навыки работы с веществами, весами, лабораторной посудой.
Оборудование. Таблички с номерами команд, бумага для проведения химического диктанта, карточки с ребусами, играми, чайнвордами, таблицами, головоломками, задачами, таблица «Растворимость солей, кислот и оснований в воде», опросный лист, стенная газета «Растворы», табло с названием конкурсов, игр, ареометр, коллекция «Минералы и горные породы».

ХОД УРОКА

Учитель. Добрый день, ребята! Сегодня мы закрепим изученный материал о растворах, умения решать задачи. На нашем уроке класс разделим на две команды, они будут соревноваться в конкурсах. За каждое выполненное задание команда получает по одному баллу. Конкурсы оценивает жюри. Баллы заносятся в опросный лист.

Конкурс «Химические понятия»

Учащиеся пишут химический диктант – учитель читает определения понятий по теме «Растворы», а ученики на листках записывают по порядку названия терминов. После окончания диктовки ассистенты собирают работы и сдают их на проверку членам жюри.

Задания.

1. Химическая система, образованная несколькими веществами, между которыми нет поверхностей раздела.

(Раствор.)

2. Вещество, растворяющее другие вещества.

(Растворитель.)

3. Вещества, образующие раствор.

(Компоненты.)

4. Отношение массы растворенного вещества к массе раствора.

(Массовая доля растворенного вещества.)

5. Отношение количества растворенного вещества (в молях) к объему раствора.

(Молярная концентрация вещества в растворе.)

6. Коллоидные частицы.

(Мицеллы.)

7. Свойство вещества растворяться в воде или другом растворителе.

(Растворимость.)

8. Процесс образования гидратов.

(Гидратация.)

9. Кристаллические вещества, содержащие молекулы воды.

(Кристаллогидраты.)

10. Взвеси, в которых мелкие частицы твердого вещества равномерно распределены в воде.

(Суспензии.)

11. Взвеси, в которых мелкие капельки какой-либо жидкости равномерно распределены в другой жидкости.

(Эмульсии.)

12. Капельки воды, частицы твердой сажи, мельчайшие кристаллики льда, «взвешенные» и висящие в газообразной среде.

(Аэрозоли.)

13. Продукты переменного состава, которые образуются при химическом взаимодействии частиц растворенного вещества с молекулами растворителя.

(Сольваты.)

14. Процесс образования сольватов.

(Сольватация.)

15. Вода, входящая в состав кристаллогидратов.

(Кристаллизационная.)

16. Процесс выделения вещества путем испарения или охлаждения его насыщенного раствора.

(Кристаллизация.)

17. Количество растворенного вещества, содержащееся в определенном количестве раствора или растворителя.

(Концентрация раствора.)

Конкурс «Аналитики»

Учитель. Великий русский ученый Д.И.Менделеев так писал о значении измерений для науки: «Наука начинается с тех пор, как начинают измерять. Точная наука немыслима без меры». Химик должен правильно считать и логически мыслить. Вам предлагаются следующие типовые задачи.

Задания первой команде.

Задача 1. Сахар массой 5 г растворили в 20 г воды. Какова массовая доля (%) сахара в растворе?

Ответ.  (сахара) = 20%.

Задача 2. Раствор объемом 500 мл содержит 5 г NaOH. Определите молярную концентрацию этого раствора.

Ответ. c_мол(NaOH) = 0,25 моль/л.

Задача 3. Сколько граммов растворенного вещества содержится в 50 г раствора с массовой долей
= 40%?

Ответ. 20 г.

Задания второй команде.

Задача 1. В растворе массой 100 г содержится 20 г хлорида бария. Какова массовая доля хлорида бария в растворе?

Ответ. (BaCl₂) = 0,2, или 20%.

Задача 2. Вычислить молярную концентрацию раствора серной кислоты, если массовая доля Н₂SO₄ в этом растворе 12%. Плотность раствора равна 1,08 г/мл при 20 °С.

Ответ. c_мол(H₂SO₄) = 1,32 моль/л.

Задача 3. Сколько по массе нитрата калия и воды необходимо взять для приготовления 2 кг раствора с массовой долей КNO₃, равной 0,05?

Ответ. m(КNO₃) = 100 г, m(Н₂O) = 1900 г.

Конкурс «Кто лучше знает и помнит?»

Учитель. Пока «аналитики» решают задачи на досках, мне хотелось бы услышать ваше мнение по следующим вопросам.
1. Что такое растворы?
2. Как классифицируют растворы по агрегатному состоянию?
3. Из каких компонентов состоит жидкий раствор?
4. Какие процессы протекают при растворении веществ в воде?
5. Кто и когда создал химическую (гидратную) теорию растворов?
6. Чему равен тепловой эффект растворения?
7. Что показывает коэффициент растворимости?
8. От каких факторов зависит растворимость веществ?
9. Что показывают кривые растворимости?
10. Что показывает молярная концентрация раствора?
11. Как называют частицы дисперсной фазы в коллоидных растворах?
12. Что такое коагуляция?
13. Кто автор строк: «Растворы суть химические соединения, «определяемые силами, действующими между растворителем и растворенным веществом»?

(Д.И.Менделеев.)

14. Какой ученый установил зависимость растворимости веществ от температуры?

(М.В.Ломоносов.)

15. Кто из ученых около 40 лет научной работы посвятил изучению растворов?

(Д.И.Менделеев.)

16. Какой ученый подчеркивал, что между химическими соединениями и растворами нет границ?

(Д.П.Коновалов – ученик Д.И.Менделеева.)

Конкурс «Дважды два»

Учитель. Из четырех вариантов ответов укажите правильные.

Задания для первой команды.

1. Какие из следующих веществ являются кристаллогидратами?

а) К₂SО₃;
б) Sn(NО₃)₂•20H₂О;
в) RbОН;
г) Ba(OH)₂•8H₂O.

2. Какие из следующих веществ растворяются в воде?

а) AlPO₄; б) AgNO₃; в) NaOH; г) CuS.

3. Какие из следующих веществ не растворяются в воде?

а) НNO₃; б) Zn(NO₃)₂; в) Сu(ОН)₂; г) HgS.

4. По какой формуле можно рассчитать массовую долю растворенного вещества?

а) m = V•;
б) c = n/V;
в) m(в-ва) = m(р-ра) – m(H₂O);
г) = m(в-ва)/m(р-ра).

5. При повышении температуры растворимость твердых веществ в воде, как правило:

а) изменяется мало;
б) повышается;
в) не изменяется;
г) понижается.

6. При понижении температуры растворимость газообразных веществ в воде, как правило:

а) изменяется мало;
б) понижается;
в) повышается;
г) не изменяется.

7. При растворении нитрата аммония в воде температура раствора:

а) не изменяется;
б) понижается;
в) повышается;
г) вначале повышается, затем понижается.

8. Кристаллические вещества, содержащие молекулы воды, называют:

а) кристаллогидратами;
б) гидратами;
в) гидридами;
г) сольватами.

9. Раствор отличается от смеси:

а) цветом;
б) постоянством состава;
в) оптической однородностью;
г) агрегатным состоянием.

10. В приведенном перечне веществ: поваренная соль, карбонат кальция, оксид меди(II), cпирт, сахар, глицерин, пальмитиновая кислота, сульфат серебра – число соединений, практически нерастворимых, малорастворимых и хорошо растворимых в воде, равно соответственно:

а) 4, 1, 3; б) 4, 4, 0; в) 3, 1, 4; г) 1, 4, 3.

11. Концентрация раствора при постоянной температуре зависит от:

а) количества растворенного вещества;
б) количества растворителя;
в) перемешивания раствора;
г) характера растворенного вещества.

Ответы. 1 – б, г; 2 – б, в; 3 – в, г; 4 – г; 5 – б; 6 – в; 7 – б; 8 – а; 9 – в; 10 – в; 11 – а, б.

Задания для второй команды.

1. По какой формуле можно рассчитать молярную концентрацию раствора?

а) = m(в-ва)/m(р-ра);
б) с = n/V;
в) m = V•;
г) m(в-ва) = m(р-ра) – m(Н₂О).

2. Какие из следующих веществ не растворяются в воде?

а) H₂SiO₃; б) Ba(OH)₂; в) ZnS; г) NaCl.

3. Какие из следующих веществ растворяются в воде?

а) АgCl; б) Ва(NO₃)₂; в) FeSO₄; г) Pb(OH)₂.

4. Какие из следующих веществ являются кристаллогидратами?

а) МgSiO₃; б) Sr(NО₃)₂•4Н₂O; в) Na₂СО₃; г) NiCl₂•Н₂О.

Кристаллогидраты некоторых солей

5. Суспензия представляет собой:

а) смесь твердого и жидкого веществ;
б) раствор твердого вещества в жидком растворителе;
в) лекарственное средство;
г) коллоидный раствор.

6. Эмульсия представляет собой:

а) жидкий раствор;
б) смесь не растворимых друг в друге жидких веществ;
в) раствор яичного белка;
г) средство для стирки.

7. Коллоидный раствор отличается от истинного раствора:

а) концентрацией;
б) плотностью;
в) размерами частиц растворенного вещества;
г) способами приготовления.

8. Ареометр – это прибор с помощью которого:

а) определяют состав воздуха;
б) устанавливают направление ветра;
в) контролируют содержание вредных веществ в растворах;
г) измеряют плотность жидкостей.

9. В лаборатории растворитель может быть отделен от растворенного вещества:

а) электролизом;
б) декантацией;
в) фильтрованием;
г) перегонкой.

10. Растворимость веществ в воде не зависит от:

а) химической природы веществ;
б) агрегатного состояния веществ;
в) внешних условий;
г) давления.

11. Растворимость твердых веществ зависит от:

а) степени измельчения веществ;
б) давления;
в) температуры;
г) природы растворителя.

Ответы. 1 – б; 2 – а, в; 3 – б, в; 4 – б, г; 5 – а; 6 – б; 7 – в; 8 – г; 9 – г; 10 – б; 11 – в, г.

Конкурс «Продолжи строчку»

1. Растворимость газов при повышении температуры уменьшается, а при повышении давления – ... .

(Увеличивается.)

2. Если растворителем является вода, то образующиеся сольваты называют ... .

(Гидратами.)

3. Если в результате гидратации выделяется больше теплоты, чем ее поглощается при разрушении структуры вещества, то растворение – ... .

(Экзотермический процесс.)

4. Выделение теплоты наблюдается при растворении в воде таких веществ, как ... .

(NaOH, AgNO₃, H₂SO₄, ZnSO₄.)

5. Если для разрушения структуры вещества необходимо больше теплоты, чем ее образуется при гидратации, то растворение – ... .

(Эндотермический процесс.)

6. Поглощение теплоты наблюдается при растворении в воде следующих веществ ... .

(NaNO₃, KCl, K₂SO₄, KNO₂.)

7. Количественный состав раствора выражают через долю или ... .

(Концентрацию вещества в растворе.)

8. Массовую долю выражают в долях единицы или в ... .

(Процентах.)

9. Молярную концентрацию выражают в ... .

(Моль/л.)

10. Растворимость вещества – важная его характеристика; она определяется ... .

(Концентрацией вещества
в насыщенном растворе.)

11. Растворимость вещества зависит от его природы, а также от ... .

(Растворителя, температуры.)

12. Характерным признаком растворов является их ... .

(Однородность.)

13. При смешивании некоторых веществ (глины) с водой образуются не растворы, а мутные смеси, которые называют ... .

(Взвесями.)

14. Коэффициент растворимости показывает, какая максимальная масса вещества может раствориться в ... .

(1000 мл растворителя
при данной температуре.)

15. Растворимость выражают в ... .

(Граммах на литр.)

16. Жидкие растворы состоят из ... .

(Растворителя и растворенных веществ.)

17. Физический процесс (плавление) протекает с поглощением теплоты, химический процесс (горение) протекает с ... .

(Выделением теплоты.)

18. Массовую долю растворенного вещества в процентах называют ... .

(Процентной концентрацией раствора.)

19. Молярная концентрация показывает число ... .

(Молей растворенного вещества в одном литре.)

20. По растворимости вещества делят на три группы ... .

(Хорошо растворимые, малорастворимые,
практически нерастворимые.)

Конкурс «Химик-эрудит»

Учитель. Сейчас мы закрепим знания об изученных понятиях. Отвечает тот, кто первым поднимет руку. Напоминаю, правильный ответ дает один балл.
1. Каким словом одинаково называют жидкость, в которой растворено другое жидкое, твердое или газообразное вещество, и вязкую тестообразную смесь цемента с песком и водой, и угол, образуемый раздвинутыми концами какого-нибудь инструмента, и отверстие между двумя открытыми створками окна, дверей, ворот?

(Раствор.)

2. В названии какого вещества, растворяющего в себе какое-нибудь другое вещество, «растет» вечнозеленое дерево семейства сосновых с конусообразной кроной?

(Растворитель – ель.)

3. В названии свойства вещества растворяться в каком-то растворителе зашифрована столица Италии.

(Растворимость – г. Рим.)

4. Название жидкости со взвешенными в ней мелкими твердыми частицами включает названия: портового города, находящегося в Тунисе, мыса, расположенного в Канаде, согласной буквы и реки, протекающей в Иркутской области.

(Суспензия – г. Сус, м. Пен, буква «з», р. Ия.)

5. Превратите крупную австралийскую птицу, похожую на страуса, в жидкость со взвешенными в ней частицами другой жидкости.

(Эму – эмульсия.)

6. Как превратить атолл Роз в газ или жидкость со взвешенными в них мельчайшими частицами?

(Роз – аэрозоль.)

7. К названию города Ве, расположенного на острове Каледония, добавьте по две буквы в начале и в конце слова, и вы получите суспензию, в которой частицы оседают или всплывают очень медленно из-за малой разницы в величине и плотности составляющих компонентов.

(Be – взвесь.)

8. Можете ли вы из названия реки Кон, протекающей в Северном Казахстане, получить количество вещества, содержащееся в единице объема?

(Кон – концентрация.)

9. Название какого раствора начинается с самой низшей школьной оценки?

(Коллоидный – кол.)

10. Какие продукты переменного состава, образующиеся при химическом взаимодействии частиц растворенного вещества с молекулами растворителя, начинаются с музыкальной ноты?

(Сольваты – соль.)

Конкурс «Кто лучше знает химический прибор?»

Учитель. Назовите прибор, стоящий на демонстрационном столе (ареометр), расскажите о принципе его работы, об истории открытия, о применении в современной науке и технике.

Ареометр

Конкурс химических ребусов

В клетках изображены химические символы, под которыми стоят одна или несколько цифр. Чтобы прочесть зашифрованное слово, надо заменить эти цифры буквами из названия изображенного над цифрами символа. А буквы берутся из каждого слова в порядке стоящих под ним цифр.

Карточка для первой команды.

Ответ. Вода – универсальный растворитель.

Карточка для второй команды.

Ответ. Растворение – это физико-химический процесс.

* Кu – курчатовий, такое название было предложено академиком Г.Н.Флеровым для нового 104-го элемента, об открытии одного из изотопов которого в 1964 г. объявили ученые Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ, г. Дубна). Несколько позднее, в 1969 г., открытие элемента-104 подтвердили американские ученые из Беркли. Ученые ОИЯИ выделили очень неустойчивый изотоп, в то время как американские, имея информацию о работах в Дубне и используя иные ядерные реакции, сумели синтезировать более долгоживущие изотопы. В августе 1997 г. состоялось утверждение представителями стран – членов ИЮПАК названий элементов
№ 102–112. Элемент № 104 получил официальное название резерфордий Rf. – Примеч. ред.

Окончание следует.

В.А.БУДАРИНА,
учитель химии
(г. Шахты, Ростовская обл.)