Растворение.
Растворимость. Растворы

Это первый урок темы «Растворение. Растворы. Свойства растворов электролитов» (по программе О.С.Габриеляна) – урок изучения нового материала. К моменту изучения данного раздела учащиеся уже имеют представление о растворах – они выполняли практическую работу по приготовлению раствора сахара. Из повседневной жизни они знают признаки и типы растворов. Поэтому на уроке учитель лишь координирует деятельность учащихся по выполнению несложных опытов в группах по 2–4 человека. В результате экспериментальной работы на уроке школьники формулируют определения основных понятий – раствор, растворение, растворимость и другие – и делают выводы.

Такой урок я провожу второй год. Он хорошо проходит при следующих условиях: 1) если учащиеся легко понимают печатную информацию (без пояснений учителя); 2) умеют работать в группах; 3) обладают достаточными навыками работы с лабораторным оборудованием; 4) умеют четко излагать свои мысли. В противном случае урок затягивается, и итоги приходится подводить на следующем уроке.

Цели. Сформировать у учащихся представления о растворах как однородных смесях, закрепить и расширить знания о получении растворов, раскрыть сущность процесса растворения, познакомить с классификацией растворов и физическими свойствами растворов, освоить понятие «растворимость», научить учащихся пользоваться таблицей растворимости и кривыми растворимости веществ, установить зависимость растворимости различных веществ от температуры.

Оборудование и реактивы. Девять лотков для проведения лабораторных опытов в девяти группах.

Л о т о к  1. Стакан с водой, три пробирки с пробками, штатив для пробирок; перманганат калия (крист.), порошок гашеной извести, растительное масло, раствор карбоната натрия (соды).

Л о т о к  2. Три предметных стекла, три стеклянные палочки; нагревательный прибор (спиртовка или сухое горючее), спички, тигельные щипцы или держатели для пробирок (три штуки); образцы минеральной воды, воды из-под крана и дистиллированной воды.

Л о т о к  3. Термометр, штатив для пробирок; хлорид аммония (крист.), стакан с водой комнатной температуры.

Л о т о к  4. Три фарфоровые чашки, шпатель, нагревательный прибор, спички, штатив с кольцом, мерная пробирка (или маленький мерный цилиндр), три стеклянные палочки, три предметных стекла, тигельные щипцы; поваренная соль.

Л о т о к  5. Два мерных цилиндра, две ложечки для сжигания веществ; колба с подкисленной водой, порошки медного купороса и перманганата калия.

Л о т о к  6. Три маленьких стакана, три шпателя, стакан с водой, три стеклянные палочки, три предметных стекла, тигельные щипцы, нагревательный прибор, спички; кусочки стекла, гашеная известь, поваренная соль.

Л о т о к  7. Высокая пробирка, шпатель, держатель для пробирок, нагревательный прибор, спички, стакан с холодной водой, стеклянная палочка; сульфат магния (крист.).

Л о т о к 8. Чашка для выпаривания, металлический штатив с кольцом, нагревательный прибор, спички; минеральная вода.

Л о т о к 9. Штатив (с лапкой), нагревательный прибор, спички; сухой стакан с небольшим количеством кристалликов марганцовки, пробирка с кристалликами медного купороса.

ХОД УРОКА

Урок начинается с актуализации знаний. Учитель напоминает, что в жизни нас окружают не чистые вещества, а смеси – однородные и неоднородные. Учащиеся приводят примеры разных смесей.

Задача урока – разобраться в особенностях водных растворов, сущности процесса растворения, познакомиться с понятием «растворимость веществ». В течение 5 мин учащиеся в группах выполняют лабораторные опыты согласно инструкции.

Учитель выдает инструкции с описанием всех опытов на каждую парту, чтобы при последующих выступлениях все одноклассники могли вникнуть в суть разных опытов. Опыты № 1, 3, 5, 7, 8, 9 учащиеся выполняют в паре; опыты № 2, 4, 6 – группой из четырех учащихся.

Лабораторная работа «Растворение.
Растворимость. Растворы»

Опыт 1. Растворы и взвеси

В трех пробирках выданы вещества:

1-я пробирка – кристаллы перманганата калия,

2-я пробирка – порошок гашеной извести,

3-я пробирка – 2 мл растительного масла.

Прилейте в 1-ю и 2-ю пробирки по 4 мл воды, а в 3-ю – 4 мл раствора соды. Закройте пробирки пробками и тщательно взболтайте.

Ответьте на вопросы.

1. Что происходит с веществами в пробирках?

2. В какой пробирке находится раствор?

3. Какой основной признак раствора?

4. В каких пробирках находятся взвеси?

5. Какая взвесь представляет собой суспензию, а какая – эмульсию?

Опыт 2. Чистые вещества и смеси

Поместите на предметные стекла по одной капле разной воды:

1-е стекло – минеральная вода,

2-е стекло – вода из-под крана,

3-е стекло – дистиллированная вода.

Проведите выпаривание воды.

Ответьте на вопросы.

1. Что остается на стеклах после упаривания воды?

2. В каком образце воды содержится больше солей?

3. Какая вода не содержит солей?

4. В каком случае вы проводили опыт с раствором, а в каком – с чистым веществом? Обоснуйте свой ответ.

5. Дайте определение раствора.

Опыт 3. Тепловой эффект процесса растворения

Поместите в пробирку небольшое количество хлорида аммония NH₄Cl. Прилейте к нему 1 мл воды комнатной температуры. Перемешайте содержимое пробирки. Термометром измерьте температуру выданной воды и температуру полученного раствора. Объясните наблюдаемое явление.

Что представляет собой растворение?

Опыт 4. Получение концентрированных и разбавленных растворов

В три фарфоровые чашки насыпьте равные количества поваренной соли (около 1 г). Прилейте в каждую чашку по 3 мл воды. После полного растворения кристаллов соли в 1-ю чашку прилейте еще 3 мл воды, 2-ю чашку – осторожно кипятите 2 мин, 3-я чашка служит контрольным образцом.

Затем возьмите стеклянной палочкой по одной капле раствора из каждой чашки и поместите эти капли на предметные стекла. Проведите выпаривание воды.

Ответьте на вопросы.

1. Сравните количества соли, остающейся после выпаривания в каждом случае.

2. В какой чашке находится разбавленный раствор? Как вы его получили?

3. В какой чашке находится концентрированный раствор? Как вы его получили?

Опыт 5. Плотность растворов

В два цилиндра налейте по 50 мл воды. На ложечки для сжигания веществ поместите понемногу кристалликов: на одну – медного купороса, на другую – перманганата калия, и осторожно (не перемешивая) внесите эти ложки в верхние слои жидкости в цилиндрах.

Опишите наблюдаемые явления. Какова плотность раствора по сравнению с плотностью воды?

Опыт 6. Растворимость твердых веществ в воде

В три стакана налейте по 20 мл воды. Поместите в воду следующие вещества:

в 1-й стакан – чайную ложку поваренной соли,

во 2-й стакан – чайную ложку гашеной извести,

в 3-й стакан – кусочки стекла.

Перемешайте содержимое каждого стакана стеклянными палочками.

Опишите свои наблюдения.

Спустя 3–4 мин возьмите стеклянной палочкой по одной капле раствора из каждой чашки и поместите эти капли на предметные стекла. Проведите выпаривание воды. Что наблюдаете?

Какое из выданных веществ является растворимым, какое – малорастворимым и какое – нерастворимым? Дайте обоснованный ответ.

Опыт 7. Влияние температуры на растворимость
твердых веществ в воде. Насыщенные и ненасыщенные растворы

Высокую пробирку заполните водой на одну треть. Насыпьте в воду 3 чайные ложки сульфата магния. Перемешайте. (Если вся соль растворится, добавьте ее еще.) Слегка нагрейте пробирку с содержимым, периодически помешивая палочкой. Отметьте, что вы наблюдаете.

Поместите нагретую пробирку в стакан со снегом (или холодной водой).

Опишите происходящие изменения.

В каком случае вы получили насыщенный раствор, в каком – ненасыщенный раствор соли? Как зависит растворимость твердых веществ в воде от температуры?

Опыт 8. Влияние температуры на растворимость газов в воде

Налейте среднегазированную минеральную воду в чашку для выпаривания. Осторожно нагрейте чашку (не доводя жидкость до кипения).

Что вы наблюдаете? Какой газ содержался в растворе?

Как изменяется растворимость газов в воде при повышении температуры?

Опыт 9. Доказательство наличия воды в кристаллогидратах

Пробирку с кристаллами медного купороса закрепите в лапке штатива наклонно (отверстие пробирки немного ниже ее дна) и подставьте под пробирку сухой стакан, на дне которого лежит несколько кристалликов перманганата калия. Нагревайте пробирку несколько минут.

Что наблюдается в пробирке и в стакане? Объясните наблюдаемые явления.

Формула медного купороса – СuSО₄•5Н₂О. Как вы понимаете эту запись? Что представляют собой кристаллогидраты?

После проведения лабораторных опытов по одному представителю от каждой группы выступают перед классом с результатами работы и отвечают на вопросы своего блока. Итогом урока будет работа с опросником (приложение). Оценивается активность учащихся на уроке, умение четко и грамотно излагать наблюдения, формулировать ответы на вопросы.

Примечание. при выполнении опытов не требуется ничего записывать в тетрадях. Главное – уметь объяснить наблюдаемое, понять результаты работы одноклассников. Краткие выводы (формулируемые самими учащимися) будут записаны в тетрадь после работы с опросником.

Если какая-то группа учащихся заканчивает опыт быстрее остальных, то им предлагается работа с опросником (с использованием § 34 учебника О.С.Габриеляна «Химия-8»). Опросник позволяет включить в работу разные категории учащихся. Задания первой части основаны на воспроизведении материала учебника, а задания второй части – на практическом применении полученных знаний.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Опросник по теме «Растворение.
Растворимость. Растворы»

Часть 1. Прочитайте следующие ниже предложения, вставляя пропущенные слова.

1. Растворы – это (однородные или неоднородные?) ……………. системы, состоящие из …………… компонентов, для жидких растворов это растворенное вещество и растворитель, чаще всего вода.

2. Основным признаком растворов является …………… , а окраска растворов может быть ………………. .

3. Неоднородные жидкости со взвешенными частицами какого-либо вещества называют ……………….. . Если взвешенные частицы твердые, то такую систему называют ……………….. ; если взвешенные частицы жидкие, то такую систему называют ……………. .

4. Примером суспензии является ……………. ; примером эмульсии является ……………… .

5. Растворы образуются в результате …………….. .

6. При растворении разрушаются кристаллы растворяемого вещества – это (физическое или химическое?) ………… явление, и происходит взаимодействие молекул воды с частицами растворенного вещества с образованием гидратов – это (физическое или химическое?) ………………. явление.

7. Доказательством наличия гидратов являются твердые вещества, содержащие воду, …………… , например кристаллы медного купороса – CuSO₄•5H₂O.

8. Таким образом, растворение представляет собой ……………………..-………………………… процесс.

9. Способность вещества растворяться называют ……………… .

10. По растворимости все вещества можно разделить на три группы: ………… , ………………
и ……………… .

11. Растворимость в воде кислот, солей и оснований можно определить, используя ……………….. .

12. Согласно данным таблицы растворимости азотная кислота – ……………… , сульфат бария – ………………. , а гидроксид кальция – ……………………… .

13. При повышении температуры растворимость большинства твердых веществ ………………. , а газов – ……………………. .

14. Плотность растворов (<, = или >) ……… плотности воды.

15. По количеству растворенного вещества в растворе различают растворы ………………… и ………………….. .

16. По способности растворенного вещества растворяться в данном растворе различают растворы ………, ………………… и ………….. .

Часть 2. Ответьте на вопросы.

1. Почему масса раствора численно не равна его объему?

2. Почему в морской воде мяч меньше погружается в воду, чем в озерной?

3. Почему в жаркий день рыбам плохо дышится в водоеме?

4. Почему в горячем чае сахар растворяется быстрее, чем в холодном?

5. Растворимость какой соли практически не зависит от температуры?

6. Растворимость измеряется в граммах вещества на 100 г воды. Используя кривые растворимости, определите, какова растворимость: а) МgSО₄ при 55 °С; б) K₂SO₄ при 80 °С.

7. При какой температуре растворимость: а) KСl равна 40 г; б) ВаСl₂ – 60 г?

8. Определите, каким будет раствор соли (насыщенным, ненасыщенным или пересыщенным) при следующих температурах:

а) раствор ВаCl₂ при 90 °C, если в 100 г воды растворили 60 г соли;

б) раствор ВаCl₂ при 90 °С, если в 100 г воды растворили 50 г соли;

в) раствор NaCl при 70 °C, если в 100 г воды растворили 40 г соли;

г) раствор NaCl при 50 °C, если в 100 г воды растворили 30 г соли.

9. Перечислите способы получения насыщенного раствора из ненасыщенного.

10. Перечислите способы получения ненасыщенного раствора из насыщенного.

Н.Н.ПИЛЬНИКОВА,
учитель химии средней школы № 129
(г. Челябинск)