Gerçek çözümler, tam homojenlik ile karakterize edilir ve çözünen ve çözücü moleküllerinin boyutları arasındaki küçük farkın yanı sıra aralarında sınır yüzeylerinin olmaması nedeniyle, tek fazlı dağılmış sistemlerdir.

Gerçek çözeltiler, çözünen ve çözücü arasındaki bağın yüksek mukavemeti ile karakterize edilir. Çözünen, çözeltiden daha fazla ayrılmaz ve termal hareketin sürekli etkisi altında olduğundan sıvı içinde eşit olarak dağılmış halde kalır. Çözeltinin kimyasal yapısını (bileşimini) değiştiren (hidroliz, oksidasyon, ışığa maruz kalma vb.) Bundan sonra, sadece gerçek çözümleri ele alacağız.

1. Konsantrasyon, ifadesinin yolları

   1. Maddelerin çözünürlüğü.

Suda çözünürlüğe göre, tüm maddeler üç gruba ayrılır: 1) yüksek oranda çözünür, 2) az çözünür ve 3) pratik olarak çözünmez. İkincisine çözünmeyen maddeler de denir. Bununla birlikte, kesinlikle çözünmeyen maddelerin bulunmadığına dikkat edilmelidir. Bir cam çubuğu veya bir parça altın veya gümüşü suya indirirseniz, yine de suda ihmal edilebilir miktarlarda çözülürler. Cam, metaller, bazı tuzlar suda pratik olarak çözünmeyen maddelere örnektir ( katılar). Ayrıca gazyağı, bitkisel yağ (sıvı maddeler), asil gazlar (gaz halindeki maddeler) içermelidir.

Alçı, kurşun sülfat (katı maddeler), dietil eter, benzen (sıvı maddeler), metan, nitrojen, oksijen (gaz halindeki maddeler) suda az çözünür maddelere örnek teşkil edebilir.

Birçok madde suda çok iyi çözünür. Bu tür maddelere örnek olarak şeker, bakır sülfat, sodyum hidroksit (katı maddeler), alkol, aseton (sıvı maddeler), hidrojen klorür, amonyak (gaz halinde maddeler) verilebilir.

Yukarıdaki örneklerden, çözünürlüğün öncelikle maddelerin doğasına bağlı olduğu sonucu çıkar. Ayrıca, sıcaklık ve basınca da bağlıdır. Çözünme işleminin kendisi, çözünen ve çözücünün parçacıklarının etkileşiminden kaynaklanır; spontane bir süreçtir.

Çözeltiye geçen ve çözeltiden uzaklaştırılan parçacıkların sayısının baskınlık oranına göre, çözeltiler doymuş, doymamış ve aşırı doymuş olarak ayırt edilir. Öte yandan, çözünen ve çözücünün bağıl miktarlarına göre çözeltiler, seyreltik ve konsantre olarak ayrılır.

Belirli bir sıcaklıkta belirli bir maddenin artık çözünmediği bir çözeltiye, yani çözünen ile dengede olan bir çözeltiye doymuş denir ve bu maddenin ilave bir miktarının hala çözülebildiği bir çözeltiye doymamış denir.

Oluşan maddenin kütle oranı doymuş belirli bir sıcaklıktaki çözeltiye, çözücünün kütlesine göre, bu maddenin çözünürlüğü (7.3.1) veya çözünürlük katsayısı (7.3.2) denir:

(7.3.1),(7.3.2).

Birbirlerinde tamamen çözünen maddeler (etil alkol - su) için çözünürlük kavramı anlamsızdır.

Maddelerin çözünürlüğünün sıcaklığa ve çözücünün doğasına bağımlılığı. Maddelerin çözünürlüğü esasen çözünenin ve çözücünün doğasına, sıcaklığa ve basınca bağlıdır. Geçen bin yılın ortasında, benzerin benzere dönüştüğü deneysel olarak bir kural oluşturuldu. Bu nedenle, iyonik (tuzlar, alkaliler) veya kovalent-polar (alkoller, aldehitler) tipi bağa sahip maddeler, başta suda olmak üzere polar çözücülerde kolayca çözünür. Tersine, oksijenin örneğin benzen içindeki çözünürlüğü, O2 ve C6H6 molekülleri polar olmadığı için sudakinden çok daha yüksektir.

büyük çoğunluk için katılar artan sıcaklıkla çözünürlük artar.

Isıtıldığında doymuş bir çözelti, tuz kristallerinin çökmemesi için dikkatlice soğutulursa, aşırı doymuş bir çözelti oluşur. Aşırı doymuş bir çözelti, belirli bir sıcaklıkta doymuş bir çözeltiden daha fazla çözünen içeren bir çözeltidir. Aşırı doymuş bir çözelti kararsızdır ve koşullar değiştiğinde (çözeltiye kristalizasyon için bir tohum sallanırken veya verilirken), üzerinde doymuş çözeltinin kaldığı bir çökelti oluşur.

Katılardan farklı olarak, gazların sudaki çözünürlüğü, artan sıcaklıkla azalır; bu, çözünen ve çözücü arasındaki bağın kırılganlığından kaynaklanır. Gazların sıvılardaki çözünürlüğünü tanımlayan bir diğer önemli düzenlilik de Henry yasasıdır: Bir gazın çözünürlüğü, sıvı üzerindeki basıncı ile doğru orantılıdır.

Amanbayeva Zhanar Zhumabekovna
Aktöbe bölgesi Şalkar
5 Numaralı Ortaokul
Konu: İlkokul

Konu: Su bir çözücüdür. Suda çözünen ve çözünmeyen maddeler.
Ders hedefleri: Çözücü olarak su, çözünür ve çözünmeyen maddeler hakkında fikir vermek; çözünür ve çözünmez maddeleri belirlemenin en basit yollarıyla "filtre" kavramını tanıtmak; “Su bir çözücüdür” konulu bir rapor hazırlar.
Ekipman ve görsel yardımcılar: ders kitapları, antolojiler, not defterleri bağımsız iş; setler: bardaklar boş ve kaynamış su ile; sofra tuzu, şeker, nehir kumu, kil içeren kutular; çay kaşığı, huniler, kağıt peçete filtreleri; yansıma için guaj (suluboya), fırçalar ve sayfalar; Power Point'te yapılan sunum, multimedya projektörü, perde.

DERSLER SIRASINDA
I. Organizasyonel an
U. Herkese günaydın! (Slayt 1)
Sizi okul bilim kulübünün üçüncü toplantısına davet ediyorum "Biz ve çevremizdeki dünya".
II. Dersin konusu ve amacı hakkında mesaj
Öğretmen. Bugün konuklarımız var, kulübün toplantısına gelen diğer okullardan öğretmenler. Kulüp başkanı Poroshina Anastasia'ya toplantıyı açmasını öneriyorum.
Başkan. Bugün “Su bir çözücüdür” konulu bir kulüp toplantısı için toplandık. Mevcut olan herkesin görevi, “Su bir çözücüdür” konusunda bir rapor hazırlamaktır. Bu derste yine suyun özelliklerini araştıracaksınız. Bu özellikleri laboratuvarlarınızda "danışmanlar" - Mikhail Makarenkov, Olesya Starkova ve Yulia Stenina'nın yardımıyla inceleyeceksiniz. Her laboratuvarın aşağıdaki görevi yerine getirmesi gerekecektir: deneyler ve gözlemler yapmak ve toplantının sonunda "Su - çözücü" mesajının planını tartışmak.

III. Yeni materyal öğrenmek
U. Başkanın izniyle ilk duyuruyu yapmak istiyorum. (Slayt 2) “Su bir çözücüdür” konulu aynı oturum geçtiğimiz günlerde Mirny köyünden öğrenciler tarafından yapıldı. Toplantı, hazır bulunan herkese bir tane daha hatırlatan Kostya Pogodin tarafından açıldı. muhteşem mülk su: Sudaki birçok madde görünmez küçük parçacıklara bölünebilir, yani çözülebilir. Bu nedenle su, birçok madde için iyi bir çözücüdür. Bundan sonra Masha, deneyler yapmayı ve bir maddenin suda çözülüp çözülmediği sorusuna cevap almanın mümkün olacağını belirlemeyi önerdi.

U. Bir kulüp toplantısında sofra tuzu, şeker, nehir kumu ve kil gibi maddelerin suda çözünürlüğünü belirlemenizi öneririm.
Sizce hangi maddenin suda çözüleceğini ve hangilerinin çözülmeyeceğini varsayalım. Varsayımlarınızı, tahminlerinizi ifade edin ve ifadeye devam edin: (Slayt 3)

U. Hangi hipotezleri doğrulayacağımızı birlikte düşünelim. (Slayt 3)
Diyelim ki ... (tuz suda çözülecek)
Diyelim ki... (şeker suda erir)
Belki ... (kum suda çözülmez)
Ya... (kil suda çözülmezse)

U. Yapalım ve bunu anlamamıza yardımcı olacak deneyler yapacağız. Çalışmadan önce, başkan size deney yapma kurallarını hatırlatacak ve bu kuralların basıldığı kartları dağıtacaktır. (Slayt 4)
P. Kuralların yazıldığı ekrana bakın.
"Deney yapmak için kurallar"
Tüm ekipmanlar dikkatli bir şekilde kullanılmalıdır. Sadece kırılamazlar, aynı zamanda incinebilirler.
Çalışma sırasında sadece oturmakla kalmaz, aynı zamanda ayakta da durabilirsiniz.
Deney, öğrencilerden biri (konuşmacı) tarafından gerçekleştirilir, geri kalanı sessizce gözlemler veya konuşmacının isteği üzerine ona yardım eder.
Deneyin sonuçlarıyla ilgili fikir alışverişi, ancak konuşmacı başlamasına izin verdikten sonra başlar.
Diğerlerini rahatsız etmeden birbirinizle sessizce konuşmalısınız.
Masaya yaklaşmak ve laboratuvar ekipmanlarını değiştirmek ancak başkanın izni ile mümkündür.

IV. Pratik iş
U. Başkanın, ilk deneyi yapma prosedürünü ders kitabından yüksek sesle okuyacak bir "danışman" seçmesini öneriyorum. (Slayt 5)
1) P. Sofra tuzu ile deney yapın. Sofra tuzunun suda çözülüp çözülmediğini kontrol edin.
Her laboratuvardan bir "danışman" hazırlanan setlerden birini alır ve sofra tuzu ile bir deney yapar. Kaynamış su şeffaf bir bardağa dökülür. Suya az miktarda sofra tuzu dökün. Grup, tuz kristallerine ne olduğunu gözlemler ve suyun tadına bakar.
Başkan (KVN oyununda olduğu gibi) her gruba aynı soruyu okur ve laboratuvarlardan temsilciler onlara cevap verir.

P. (Slayt 6) Suyun şeffaflığı değişti mi? (Şeffaflık değişmedi)
Suyun rengi değişti mi? (Renk değişmedi)
Suyun tadı değişti mi? (Su tuzlu oldu)
Tuz kayboldu diyebilir miyiz? (Evet, kayboldu, ortadan kayboldu, görünmüyor)

U. Bir sonuca varın. (Tuz çözüldü) (Slayt 6)
P. Herkesten filtre kullanmanın gerekli olduğu ikinci deneye devam etmesini istiyorum.
U. Filtre nedir? (Sıvıları, katı parçacıklardan gazları, yabancı maddeleri arıtmak için bir cihaz, cihaz veya yapı.) (Slayt 7)
U. Filtreyle deneyi gerçekleştirme prosedürünü yüksek sesle okuyun. (Slayt 8)
Öğrenciler tuzlu suyu bir filtreden geçirir, suyun tadını gözlemler ve inceler.

P. (Slayt 9) Filtrede tuz kaldı mı? (Filtrede yemeklik tuz kalmamıştır)

Tuzu sudan çıkarabildiniz mi? (Sofra tuzu su ile filtreden geçirilir)
U. Gözlemlerinizden bir sonuç çıkarın. (Suda çözülmüş tuz) (Slayt 9)
U. Hipoteziniz doğrulandı mı?
U.Tamam! Aferin!
U. Deneyin sonuçlarını bağımsız çalışma için Defter'e yazılı olarak yazın (s. 30). (Slayt 10)

2) P. (Slayt 11) Aynı deneyi tekrar yapalım ama tuz yerine bir çay kaşığı toz şeker koyun.
Her laboratuvardan bir "danışman" ikinci bir set alır ve şekerle bir deney yapar. Kaynamış su şeffaf bir bardağa dökülür. Suya az miktarda şeker dökün. Grup neler olduğunu gözlemler ve suyun tadını inceler.
P. (Slayt 12) Suyun şeffaflığı değişti mi? (Suyun şeffaflığı değişmedi)
Suyun rengi değişti mi? (Suyun rengi değişmedi)
Suyun tadı değişti mi? (Su tatlıya döndü)
Şeker gitti diyebilir miyiz? (Şeker suda görünmez oldu, su onu eritti)
U. Bir sonuca varın. (Şeker çözülmüş) (Slayt 12)
U. Şekerli suyu kağıt filtreden geçirin. (Slayt 13)
Öğrenciler şekerli suyu bir filtreden geçirir, suyun tadını gözlemler ve inceler.
P. (Slayt 14) Filtrede şeker kaldı mı? (Filtrede şeker görünmüyor)
Suyun tadı değişti mi? (Suyun tadı değişmedi)
Şekerin suyunu temizlemeyi başardınız mı? (Şekerden su arıtılamadı, filtreden geçen su ile birlikte)
U. Bir sonuca varın. (Suda eritilmiş şeker) (Slayt 14)
U. Hipotez doğrulandı mı?
Sağ. Aferin!
U. Bağımsız çalışma için deneyin sonuçlarını bir deftere yazılı olarak yazın. (Slayt 15)

3) P. (Slayt 16) İfadeleri kontrol edelim ve nehir kumu ile bir deney yapalım.
U. Deneyi yürütme prosedürünü ders kitabında okuyun.
Nehir kumu ile deney yapın. Bir bardak suya bir çay kaşığı nehir kumu karıştırın. Karışımı bekletin. Kum ve su taneciklerine ne olduğunu gözlemleyin.
P. (Slayt 17) Suyun şeffaflığı değişti mi? (Su bulanıklaştı, kirlendi)
Suyun rengi değişti mi? (Suyun rengi değişti)
Tahıllar gitti mi? (Daha ağır kum taneleri dibe çökerken, daha küçük olanlar suda yüzerek suyu bulanıklaştırır)
U. Bir sonuca varın. (Kum çözülmedi) (Slayt 17)
U. (Slayt 18) Bardağın içeriğini bir kağıt filtreden geçirin.
Öğrenciler şekerli suyu süzgeçten geçirir, gözlemler.
P. (Slayt 19) Filtreden ne geçer ve üzerinde ne kalır? (Su filtreden geçer, ancak nehir kumu filtrede kalır ve kum taneleri açıkça görülebilir)
Su kumdan temizlendi mi? (Filtre suyun içinde çözünmeyen partiküllerin temizlenmesine yardımcı olur)
U. Bir sonuca varın. (Nehir kumu suda çözünmedi) (Slayt 19)
U. Kumun sudaki çözünürlüğü hakkındaki varsayımınız doğru muydu?
Harika! Aferin!
U. Bağımsız çalışma için deneyin sonuçlarını bir deftere yazılı olarak yazın. (Slayt 20)

4) S. (Slayt 21) Aynı deneyi bir parça kil ile yapın.
Kil ile deney yapın. Bir bardak su içinde bir parça kil karıştırın. Karışımı bekletin. Kil ve suya ne olduğunu gözlemleyin.
P. (Slayt 22) Suyun şeffaflığı değişti mi? (Su bulanıklaştı)
Suyun rengi değişti mi? (Evet)
Kil parçacıkları kayboldu mu? (Daha ağır partiküller dibe çökerken, daha küçük olanlar suda yüzerek suyu bulanıklaştırır)
U. Bir sonuca varın. (Kil suda çözünmedi) (Slayt 22)
U. (Slayt 23) Bardağın içeriğini bir kağıt filtreden geçirin.
P. (Slayt 24) Filtreden ne geçer ve üzerinde ne kalır? (Su filtreden geçer ve çözünmemiş partiküller filtrede kalır.)
Su kilden temizlendi mi? (Filtre, suda çözünmeyen partiküllerin suyunu temizlemeye yardımcı oldu)
U. Bir sonuca varın. (Kil suda çözünmez) (Slayt 24)
U. Hipotez doğrulandı mı?
Aferin! Her şey doğru!
U. Grup üyelerinden birinden defterde yazılı sonuçları mevcut olan herkese okumasını rica ediyorum.
U. Herhangi bir ilavesi, açıklaması olan var mı?
U. Deneylerden sonuçlar çıkaralım. (Slayt 25)

Tüm maddeler suda çözünür mü? (Tuz, toz şeker suda çözülür, kum ve kil çözülmez.)
Bir maddenin suda çözünür olup olmadığını belirlemek için filtre kullanmak her zaman mümkün müdür? (Suda çözünen maddeler su ile birlikte filtreden geçer, çözünmeyen partiküller ise filtre üzerinde kalır)
D. Ders kitabında maddelerin suda çözünürlüğü hakkında bilgi edinin (s. 87).
U. Çözücü olarak suyun özelliği hakkında bir sonuç çıkarın. (Su bir çözücüdür, ancak içinde tüm maddeler çözünmez) (Slayt 25)
U. Kulüp üyelerine “Su bir çözücüdür” (s. 46) adlı okuyucudaki hikayeyi okumalarını tavsiye ederim. (Slayt 26)
Bilim adamları neden henüz tamamen saf su elde edemediler? (Çünkü yüzlerce, belki binlerce farklı madde suda çözülür)

U. İnsanlar belirli maddeleri çözmek için suyun özelliğini nasıl kullanırlar?
(Slayt 27) Tatsız su, su eriyip tadını aldığı için şeker veya tuzdan dolayı tatlı veya tuzlu hale gelir. Bir kişi yemek hazırlarken bu özelliği kullanır: çay demler, komposto, çorbalar, tuzlar ve sebzeleri korur, reçel hazırlar.
(Slayt 28) Ellerimizi yıkarken, yıkarken veya banyo yaparken, çamaşır yıkarken sıvı su ve çözücü özelliğini kullanırız.
(Slayt 29) Gazlar, özellikle oksijen de suda çözünür. Bu sayede balıklar ve diğerleri nehirlerde, göllerde, denizlerde yaşar. Hava ile temas halinde su, içindeki oksijeni, karbondioksiti ve diğer gazları çözer. Balık gibi suda yaşayan canlılar için suda çözünmüş oksijen çok önemlidir. Nefes almak için buna ihtiyaçları var. Oksijen suda çözünmeseydi, su kütleleri cansız olurdu. Bunu bilen insanlar, balıkların yaşadığı akvaryumdaki suyu oksijenlendirmeyi veya kışın buz altındaki yaşamı iyileştirmek için havuzlarda delikler açmayı unutmazlar.
(Slayt 30) Suluboya veya guaj boya ile boyadığımızda.

U. Tahtada yazılı olan göreve dikkat edin. (Slayt 31) “Su bir çözücüdür” konusunda toplu bir konuşma planı hazırlamayı öneriyorum. Laboratuvarlarınızda tartışın.
Öğrenciler tarafından hazırlanan “Su çözücüdür” konulu planların dinlenmesi.

U. Hep birlikte bir konuşma planı oluşturalım. (Slayt 31)
“Su bir çözücüdür” konulu yaklaşık konuşma planı
Tanıtım.
Maddelerin suda çözünmesi.
Sonuçlar.
İnsanlar belirli maddeleri çözmek için suyun özelliğini kullanırlar.
"Sergi Salonu"na gezi. (Slayt 32)

D. Bir mesaj hazırlarken şunları kullanabilirsiniz: ek literatür, çocuklar tarafından seçilen, toplantımızın konusuyla ilgili yardımcı konuşmacılar. (Öğrencilerin dikkatini kitap sergisine, internet sayfalarına çekin)

V. Dersin özeti
Bir kulüp toplantısında suyun hangi özelliği araştırıldı? (Çözücü olarak suyun özelliği)
Suyun bu özelliğini inceleyerek nasıl bir sonuca vardık? (Su, bazı maddeler için iyi bir çözücüdür.)
Kaşif olmak zor mu sence?
En zor, ilginç görünen neydi?
Suyun bu özelliğinin incelenmesi sırasında edinilen bilgiler sonraki yaşamda sizin için faydalı olacak mı? (Slayt 33) (Suyun bir çözücü olduğunu unutmamak çok önemlidir. Su, aralarında insanlara hem yararlı hem de zararlı olan tuzları çözer. Bu nedenle, temiz olup olmadığını bilmediğiniz bir kaynaktan su içemezsiniz. . İnsanlar arasında boşuna bir atasözü vardır: "Her su içmek için uygun değildir.")

VI. Refleks
Sanat derslerinde belirli maddeleri çözmek için suyun özelliğini nasıl kullanırız? (Suluboya veya guaj boya ile boyadığımızda)
Suyun bu özelliğini kullanarak bir bardağa suyu ruh halinize en uygun renge boyamanızı öneririm. (Slayt 34)
"Sarı renk" - neşeli, parlak, iyi bir ruh hali.
"Yeşil renk" - sakin, dengeli.
"Mavi renk" - üzgün, üzgün, kasvetli bir ruh hali.
Renkli su yapraklarınızı bir bardakta gösterin.

VII. Değerlendirme
Başkana, "danışmanlara" ve toplantının tüm katılımcılarına aktif çalışmaları için teşekkür ederim.
VIII. Ödev

Örneğin benzin gibi sıradan bir ilişkili olmayan sıvıda, serbest moleküller birbiri etrafında kayar. Suda kaymak yerine yuvarlanırlar. Bildiğiniz gibi su molekülleri hidrojen bağları ile birbirine bağlıdır, bu nedenle herhangi bir yer değiştirme meydana gelmeden önce bu bağlardan en az birinin kırılması gerekir. Bu özellik suyun viskozitesini belirler.

Suyun dielektrik sabiti, elektrik yükleri arasındaki çekimi nötralize etme yeteneğidir. Katıların suda çözünmesi, çözünen parçacıkların ve su parçacıklarının etkileşimi ile belirlenen karmaşık bir süreçtir.

Maddelerin yapısını yardımı ile incelerken röntgenÇoğu katının kristal bir yapıya sahip olduğu, yani bir maddenin parçacıklarının uzayda belirli bir düzende düzenlendiği bulundu. Bazı maddelerin parçacıkları küçük bir küpün köşelerindeymiş gibi, diğerlerinin parçacıkları - bir dörtyüzlü, prizma, piramit vb. kenarların köşelerinde, merkezinde ve ortasında bulunur. Bu formların her biri benzer şekle sahip daha büyük kristallerin en küçük hücresi. Düğümlerindeki bazı maddeler kristal kafes moleküller vardır (çoğu organik bileşikler), diğerlerinde (örneğin inorganik tuzlar) - iyonlar, yani pozitif veya negatif yüklü bir veya daha fazla atomdan oluşan parçacıklar. İyonları kristal kafesin belirli, uzamsal olarak yönlendirilmiş bir düzeninde tutan kuvvetler, kristal kafesi oluşturan zıt yüklü iyonların elektrostatik çekim kuvvetleridir.

Örneğin, sodyum klorür suda çözülürse, pozitif yüklü sodyum iyonları ve negatif yüklü klorür iyonları birbirini itecektir.

Bu itme, suyun yüksek bir dielektrik sabitine sahip olması, yani diğer sıvılardan daha yüksek olması nedeniyle oluşur. Zıt yüklü iyonlar arasındaki karşılıklı çekim kuvvetini 100 kat azaltır. Suyun güçlü nötralize edici etkisinin nedeni, moleküllerinin dizilişinde aranmalıdır. İçlerindeki hidrojen atomu, elektronunu bağlı olduğu oksijen atomuyla eşit olarak paylaşmaz. Bu elektron her zaman oksijene hidrojenden daha yakındır. Bu nedenle, hidrojen atomları pozitif yüklü iken oksijen atomları negatif yüklüdür.

Çözünen bir madde iyonlara ayrıldığında, oksijen atomları pozitif iyonlara ve hidrojen atomları negatif olanlara çekilir. Pozitif iyonu çevreleyen su molekülleri oksijen atomlarını ona doğru, negatif iyonu çevreleyen moleküller ise hidrojen atomlarını ona doğru gönderir. Böylece su molekülleri, iyonları birbirinden ayıran ve çekimlerini nötralize eden bir kafes oluşturur (Şekil 12). Kristal kafes içindeki iyonları birbirinden ayırıp çözeltiye aktarmak için bu kafesin çekim kuvvetini yenmek gerekir. Tuzlar çözüldüğünde, böyle bir kuvvet, sözde hidrasyon enerjisi ile karakterize edilen su molekülleri tarafından kafes iyonlarının çekimidir. Bu durumda, hidrasyon enerjisi kristal kafesin enerjisine kıyasla yeterince büyükse, iyonlar ikincisinden ayrılacak ve çözeltiye geçecektir.

Çözeltideki kafesten ayrılan su molekülleri ve iyonlar arasındaki ilişki sadece zayıflamakla kalmaz, daha da yakınlaşır.

Daha önce belirtildiği gibi, çözeltide iyonlar, sorumlu olan kısımları ile onlara odaklanarak sözde hidrasyon kabuğunu oluşturan su molekülleri tarafından çevrelenir ve ayrılır (Şekil 13). Bu kabuğun boyutu farklı iyonlar için farklıdır ve iyonun yüküne, boyutuna ve ayrıca çözeltideki iyon konsantrasyonuna bağlıdır.

Birkaç yıl boyunca fiziksel kimyacılar suyu esas olarak elektrolitler için bir çözücü olarak incelediler. Sonuç olarak, elektrolitler hakkında çok fazla bilgi elde edildi, ancak suyun kendisi hakkında çok az bilgi elde edildi. Garip bir şekilde, ama sadece son yıllar Suyun içinde pratik olarak çözünmeyen maddelerle ilişkisinin incelenmesine yönelik çalışmalar vardı.

Birçok şaşırtıcı şey gözlemlendi. Örneğin, bir kez t = 19 ° C'de doğal gazın aktığı bir borunun ıslak kar ve suyla tıkandığı ortaya çıktı. Buradaki noktanın sıcaklıkta değil, suyun diğer özelliklerinde olduğu ortaya çıktı. Bir takım sorular ortaya çıktı: su neden bu kadar yüksek bir sıcaklıkta dondu, su içinde çözünmeyen maddelerle nasıl birleşebilirdi.

Argon ve ksenon gibi asil gazların bile hiçbir ortama girmediği keşfedildiğinde bu gizem henüz çözülmemişti. kimyasal reaksiyonlar, su ile bağlanabilir, bazı bileşiklere benzer.

Pirinç. 13. Na + ve C1 - iyonlarının, çevrelerinde bir hidrasyon kabuğu oluşturan polar su molekülleri tarafından ayrılması.

Illinois'de metan'ın sudaki çözünürlüğü hakkında ilginç sonuçlar elde edildi. Metan molekülleri suda iyon oluşturmazlar ve algılamazlar. hidrojen bağları; su molekülleri ile aralarındaki çekim çok zayıftır. Bununla birlikte, metan zayıf olmasına rağmen hala suda çözünür ve ayrışmış molekülleri onunla bileşikler oluşturur - birkaç su molekülünün bir metan molekülüne bağlı olduğu hidratlar. Bu reaksiyon, metan heksan içinde çözüldüğünden 10 kat daha fazla ısı yayar (metan heksanda sudan daha iyi çözünür).

Metanın suda çözünmesi büyük ilgi görüyor. Bir metan molekülü, bir su molekülünün iki katı büyüklüğündedir. Metanın suda çözünebilmesi için molekülleri arasında oldukça büyük "delikler" oluşması gerekir. Bu, suyun buharlaşmasından daha fazla (mol başına yaklaşık 10.000 kalori) önemli bir enerji harcaması gerektirir. Bu kadar enerji nereden geliyor? Metan ve su molekülleri arasındaki çekim kuvvetleri çok zayıftır, çok fazla enerji sağlayamazlar. Bu nedenle, başka bir olasılık daha vardır: metan varlığında ocağın yapısı değişir. Çözünmüş bir metan molekülünün 10-20 su molekülünden oluşan bir kabukla çevrelendiğini varsayalım. Bu tür molekül birliklerinin oluşumu sırasında ısı açığa çıkar. Bir metan molekülünün kapladığı boşlukta, su molekülleri arasındaki karşılıklı çekim kuvvetleri ve dolayısıyla iç basınç kaybolur. Bu koşullar altında, gördüğümüz gibi, su sıfırın üzerindeki sıcaklıklarda donar.

Bu nedenle metan ve su arasındaki moleküller, yukarıda açıklanan durumda meydana gelen kristalleşebilir. Dondurulmuş hidratlar solüsyon tarafından emilebilir ve solüsyondan salınabilir. Bu teori buzdağı teorisi olarak bilinir. Pratikte çalışmalar, test edilen tüm iletken olmayan maddelerin stabil kristalli hidratlar oluşturduğunu göstermektedir. Aynı zamanda, bu eğilim elektrolitlerde zayıf bir şekilde ifade edilir. Bütün bunlar tamamen yeni bir çözünürlük anlayışına yol açar.

Elektrolitlerin çözünmesinin, çekici kuvvetlerin etkisinin bir sonucu olarak meydana geldiğine inanılıyordu. Artık elektrolit olmayanların çözünmesinin bu maddeler ile su arasındaki çekim kuvvetlerinden değil, aralarındaki yetersiz çekimden kaynaklandığı kanıtlanmıştır. İyonlara ayrışmayan maddeler, iç basıncı ortadan kaldırdıkları ve böylece kristal oluşumların ortaya çıkmasına katkıda bulundukları için suyla birleşir.

Bu tür hidratların oluşumunu daha iyi anlamak için moleküler yapılarını dikkate almakta fayda var.

Elde edilen hidratların, buzun altıgen yapısının aksine kübik bir yapıya (kafes) sahip olduğu kanıtlanmıştır. Araştırmacılar tarafından yapılan daha fazla çalışma, hidratın iki kübik kafese sahip olabileceğini gösterdi: bunlardan birinde moleküller arasındaki boşluklar 12, diğerinde - 17 A. Daha küçük kafeste 46, daha büyük olanda 136 su molekülü var. daha küçük kafesteki gaz moleküllerinin delikleri 12-14 yüze sahiptir ve daha büyük olanda - 12-16, ayrıca, boyutları farklıdır ve çeşitli boyutlarda moleküllerle doldurulur ve tüm delikler doldurulamaz. Böyle bir model, hidratların gerçek yapısını yüksek bir doğruluk derecesi ile açıklar.

Bu tür hidratların yaşam süreçlerindeki rolü fazla tahmin edilemez. Bu süreçler esas olarak su ve protein molekülleri arasındaki boşluklarda meydana gelir. Bu durumda, protein molekülü birçok iyonik olmayan veya polar olmayan grup içerdiğinden, suyun kristalleşmeye yönelik güçlü bir eğilimi vardır. Bu tür herhangi bir hidrat, buzdan daha düşük bir yoğunlukta oluşur, bu nedenle oluşumu önemli ölçüde yıkıcı genişlemeye yol açabilir.

Yani su, kendine has bir karmaşık madde belirli ve çeşitli kimyasal özellikler. İnce ve aynı zamanda değişen fiziksel bir yapıya sahiptir.

Tüm canlı ve büyük ölçüde cansız doğanın gelişimi, ayrılmaz bir şekilde suyun karakteristik özellikleriyle bağlantılıdır.

Su bir çözücüdür

içinde diğer maddelerin çözüldüğü sıvı bir madde bir çözücü içinde çözülmüş bir madde Çözünen Çözücü Mükemmel çözücü

Bulmak istiyoruz Sudaki birçok madde görünmez küçük parçacıklara bölünebilir, yani çözülebilir. Bu nedenle su, birçok madde için iyi bir çözücüdür. Deneyler yapmayı ve bir maddenin suda çözülüp çözülmediği sorusuna cevap almanın yollarını belirlemeyi öneriyorum. Ne alıyoruz? Ne görüyoruz? Tuz? Toz şeker? Nehir kumu? Kil? Çözünürlüğü (deney) ne belirler?

Çözünürlük, doymuş bir çözeltideki çözünen miktarıdır. Var:

Bir deney yapalım Şeffaf bir bardağa kaynamış su doldurun. İçine bir çay kaşığı tuz dökün. Suyu karıştırırken tuz kristallerine ne olduğunu izleyin.

Suda çözülmüş tuz. Şeffaflık değişmedi. Renk değişmedi. Ama tadı - evet! Çözelti tuzlu hale geldi.

Boş bir bardağa filtreli bir huni yerleştirin ve içinden su ve tuz geçirin. Tuz, su ile birlikte filtreden geçti, filtrede kalmadı. Ve süzdükten sonraki tat aynı. Böylece o çözüldü.

Bir deney yapalım Şeffaf bir bardağa kaynamış su doldurun. İçine bir çay kaşığı şeker dökün. Suyu karıştırırken şeker kristallerine ne olduğunu izleyin.

Suda çözülmüş şeker. Suyun şeffaflığı değişmedi. Renk değişmedi. Suda şeker görünmüyordu. Ama tadı - evet!

Boş bir bardağa filtreli bir huni yerleştirin ve içinden şekerli su geçirin. Suda çözülmüş şeker. Filtrede durmadı, suyla birlikte gitti. Ve süzdükten sonraki tat aynı.

Bir deney yapalım Bir çay kaşığı nehir kumunu bir bardak suya karıştırın. Karışımı bekletin.

Suyun rengi değişti, bulanıklaştı, kirlendi. Altta büyük kum taneleri uzanır, küçük olanlar yüzer. Kum çözülmedi.

Boş bir bardağa filtreli bir huni yerleştirin ve içindekileri içinden geçirin. Kum filtrede kaldı, su geçti ve temizlendi. Filtre, suyun içinde çözünmeyen partiküllerden arındırılmasına yardımcı olur.

Bir deney yapalım Bir çay kaşığı kili bir bardak suya karıştırın. Karışımı bekletin.

Kil suda çözünmedi, su bulanık, büyük kil parçacıkları dibe düştü ve küçük olanlar suda yüzüyor.

Camın içeriğini bir kağıt filtreden geçirin. Su filtreden geçer ve çözünmemiş partiküller filtrede kalır. Filtre, suyun suda çözünmeyen parçacıklardan arındırılmasına yardımcı oldu.

Çözünürlük kavramı, kimyada, bir sıvı ile karışan ve içinde çözünen bir katının özelliklerini tanımlamak için kullanılır. Sadece iyonik (yüklü) bileşikler tamamen çözünür. Pratik ihtiyaçlar için, gerektiğinde kullanmak için birkaç kuralı hatırlamak veya bunları bulabilmek ve bazı iyonik maddelerin suda çözülüp çözülmeyeceğini öğrenmek yeterlidir. Aslında, her halükarda, değişiklikler fark edilmese bile bir miktar atom çözülür, bu nedenle doğru deneyler yapmak için bazen bu sayıyı hesaplamak gerekir.

adımlar

Basit Kuralları Kullanma

1. İyonik bileşikler hakkında daha fazla bilgi edinin. Normal durumda, her atomun belirli sayıda elektronu vardır, ancak bazen fazladan bir elektron yakalayabilir veya bir elektron kaybedebilir. Sonuç olarak, bir ve o, hangisi elektrik şarjı. Negatif yüklü (fazladan bir elektron) bir iyon, pozitif yüklü (elektronsuz) bir iyonla karşılaşırsa, iki mıknatısın zıt kutupları gibi birbirine bağlanırlar. Sonuç olarak, bir iyonik bileşik oluşur.

   • Negatif yüklü iyonlara denir anyonlar, ve pozitif yüklü iyonlar - katyonlar.
   • Normal durumda, bir atomdaki elektronların sayısı, atomun elektriksel olarak nötr olmasının bir sonucu olarak, protonların sayısına eşittir.

2. Çözünürlük hakkında daha fazla bilgi edinin. Su molekülleri (H 2 O), onları bir mıknatıs gibi gösteren özel bir yapıya sahiptir: Bir uçlarında pozitif, diğer uçlarında ise negatif yükleri vardır. İyonik bir bileşik suya yerleştirildiğinde, bu su "mıknatısları" moleküllerinin etrafında toplanır ve pozitif ve negatif iyonları birbirinden uzaklaştırma eğilimindedir. Bazı iyonik bileşiklerin molekülleri çok güçlü değildir ve bu tür maddeler çözünürçünkü su molekülleri iyonları birbirinden uzaklaştırır ve çözer. Diğer bileşiklerde iyonlar daha sıkı bağlanır ve çözünmezçünkü su molekülleri iyonları birbirinden ayıramaz.

   • Bazı bileşiklerin moleküllerinde, iç bağlar, su moleküllerinin hareketiyle güç bakımından karşılaştırılabilir. Bu tür bağlantılara denir az çözünür Moleküllerinin önemli bir kısmı ayrıştığından, diğerleri çözülmemiş halde kalır.

3. Çözünürlük kurallarını öğrenin. Atomlar arasındaki etkileşim oldukça karmaşık yasalarla tanımlandığından, hangi maddelerin çözülüp hangilerinin çözülmediğini hemen söylemek her zaman mümkün değildir. Çeşitli maddelerin tipik olarak nasıl davrandığına ilişkin aşağıdaki açıklamada bileşiğin iyonlarından birini bulun. Bundan sonra, ikinci iyona dikkat edin ve iyonların olağandışı etkileşimi nedeniyle bu maddenin bir istisna olup olmadığını kontrol edin.

   • Diyelim ki stronsiyum klorür (SrCl 2) ile uğraşıyorsunuz. Sr ve Cl iyonları için aşağıdaki adımları (kalın harflerle) bulun. Cl "genellikle çözünür"; bundan sonra, aşağıdaki istisnalara bakın. Orada Sr iyonlarından bahsedilmez, bu nedenle SrCl bileşiği suda çözünür olmalıdır.
   • İlgili kuralların altında en yaygın istisnalar yer almaktadır. Başka istisnalar da vardır, ancak bunlarla kimya dersinde veya laboratuvarda karşılaşmanız pek olası değildir.

4. Bileşikler iyon içeriyorsa çözünür alkali metaller, yani Li + , Na + , K + , Rb + ve Cs + . Bunlar periyodik tablonun IA grubunun elementleridir: lityum, sodyum, potasyum, rubidyum ve sezyum. Bu elementlerin hemen hemen tüm basit bileşikleri çözünürdür.

   • Bir istisna: Li3P04 bileşiği çözünmez.

5. NO3-, C2H302-, NO2-, ClO3- ve ClO4- iyonlarının bileşikleri çözünür. Sırasıyla nitrat, asetat, nitrit, klorat ve perklorat iyonları olarak adlandırılırlar. Asetat iyonu genellikle OAc olarak kısaltılır.

   • İstisnalar: Ag(OAc) (gümüş asetat) ve Hg(OAc) 2 (cıva asetat) çözünmez.
   • AgNO 2 - ve KClO 4 - sadece "biraz çözünür".

6. Cl - , Br - ve I - iyonlarının bileşikleri genellikle çözünürdür. Klor, brom ve iyodin iyonları sırasıyla halojen tuzları olarak adlandırılan klorürleri, boridleri ve iyodürleri oluşturur. Bu tuzlar hemen hemen her zaman çözünürdür.

   • Bir istisna:çiftteki ikinci iyon bir gümüş iyonu Ag + , cıva Hg 2 2+ veya kurşun Pb 2+ ise, tuz çözünmezdir. Aynısı bakır iyonları Cu + ve talyum Tl + ile daha az yaygın halojenler için de geçerlidir.

7. SO4 2- iyonunun (sülfatlar) bileşikleri genellikle çözünürdür. Kural olarak, sülfatlar suda çözülür, ancak birkaç istisna vardır.

   • İstisnalar: aşağıdaki iyonların sülfatları çözünmez: stronsiyum Sr 2+, baryum Ba 2+, kurşun Pb 2+, gümüş Ag +, kalsiyum Ca 2+, radyum Ra 2+ ve iki değerlikli gümüş Hg 2 2+. Gümüş sülfat ve kalsiyum sülfatın suda hala az çözünür olduğunu ve bazen az çözünür olarak kabul edildiğini unutmayın.

8. OH - ve S2 bileşikleri suda çözünmezler. Bunlar sırasıyla hidroksit ve sülfür iyonlarıdır.

   • İstisnalar: alkali metalleri (grup IA) ve bunların neredeyse tüm bileşiklerinin nasıl çözünür olduğunu hatırlıyor musunuz? Böylece, Li + , Na + , K + , Rb + ve Cs + iyonları oluşur çözünür hidroksitler ve sülfürler. Ayrıca kalsiyum tuzları Ca 2+, stronsiyum Sr 2+ ve baryum Ba 2+ (grup IIA) çözünür. Bu elementlerin hidroksit moleküllerinin önemli bir bölümünün hala çözünmediğini, bu nedenle bazen "az çözünür" olarak kabul edildiğini unutmayın.

9. CO3 2- ve PO4 3- iyonlarının bileşikleri çözünmez. Bu iyonlar, genellikle suda çözünmeyen karbonatlar ve fosfatlar oluşturur.

   • İstisnalar: bu iyonlar alkali metal iyonları ile çözünür bileşikler oluşturur: Li + , Na + , K + , Rb + ve Cs + , ayrıca amonyum NH 4 + ile.

   Çözünürlük ürünü K sp kullanılması

   1. Çözünürlük ürünü K sp'yi bulun (bu bir sabittir). Her bileşiğin kendi sabiti K sp'dir. Çeşitli maddeler için değerleri referans kitaplarında ve web sitesinde (İngilizce) verilmiştir. Çözünürlük ürününün değerleri deneysel olarak belirlenir ve farklı kaynaklarda birbirinden önemli ölçüde farklılık gösterebilir, bu nedenle böyle bir tablo varsa kimya ders kitabınızdaki K sp tablosunu kullanmak daha iyidir. Aksi belirtilmedikçe, çoğu tablo 25ºC'de çözünürlük ürününü verir.

      • Örneğin, kurşun iyodür PbI 2'yi çözüyorsanız, bunun çözünürlük ürününü bulun. bilbo.chm.uri.edu web sitesi 7,1×10–9 değerini listeler.

   2. Kimyasal denklemi yazın.İlk olarak, maddenin molekülünün çözündüğünde hangi iyonlara ayrışacağını belirleyin. Sonra bir tarafta K sp ve diğer tarafta karşılık gelen iyonlar ile bir denklem yazın.

      • Örneğimizde, PbI 2 molekülü bir Pb 2+ iyonuna ve iki I - iyonuna bölünmüştür. Bu durumda, çözelti bir bütün olarak nötr olacağından, yalnızca bir iyonun yükünü belirlemek yeterlidir.
      • Denklemi yazın: 7.1 × 10 -9 \u003d 2.

   3. Çözmek için denklemi dönüştürün. Denklemi basit cebirsel biçimde yeniden yazın. Moleküllerin ve iyonların sayısı hakkında bildiklerinizi kullanın. Çözünen bileşiğin atom sayısı için bilinmeyen değeri x yerine koyun ve iyon sayısını x cinsinden ifade edin.

      • Örneğimizde, aşağıdaki denklemi yeniden yazmak gerekiyor: 7.1 × 10 -9 \u003d 2.
      • Bileşikte yalnızca bir kurşun atomu (Pb) bulunduğundan, çözünmüş moleküllerin sayısı serbest kurşun iyonlarının sayısına eşit olacaktır. Yani x'i de eşitleyebiliriz.
      • Her kurşun iyonu için iki iyot (I) iyonu bulunduğundan, iyot atomlarının sayısı 2x olmalıdır.
      • Sonuç, 7.1×10 -9 = (x)(2x) 2 denklemidir.

   4. Gerekirse ortak iyonlara izin verin. Madde saf suda çözünürse bu adımı atlayın. Bununla birlikte, ilgilenilen iyonlardan ("toplam iyonlar") bir veya daha fazlasını içeren bir çözelti kullanıyorsanız, çözünürlük önemli ölçüde azalabilir. Ortak iyonların etkisi, özellikle az çözünür maddeler için fark edilir ve bu gibi durumlarda, çözünmüş iyonların büyük çoğunluğunun daha önce çözeltide zaten mevcut olduğu varsayılabilir. Denklemi yeniden yazın ve halihazırda çözülmüş iyonların bilinen molar konsantrasyonlarını (litre başına mol veya M) hesaba katın. Bu iyonlar için bilinmeyen x değerlerini düzeltin.

      • Örneğin, kurşun iyodür çözeltide 0,2M konsantrasyonda zaten mevcutsa, denklem aşağıdaki gibi yeniden yazılmalıdır: 7.1×10 -9 = (0.2M+x)(2x) 2 . 0,2M x'ten çok daha büyük olduğu için denklem 7.1×10 –9 = (0.2M)(2x) 2 şeklinde yazılabilir.