Відповіді на вправи: 61-63

61. У меді та деяких сиропах із часом з’являється осад кристалічної речовини. Чим це можна пояснити?

У меді й сиропах багато розчиненого цукру. З часом розчин може стати пересиченим, тому надлишок речовини кристалізується.

62. Чи можна змішати два концентровані розчини тієї самої речовини так, щоб утворився розбавлений? Із чим треба змішати концентрований розчин для одержання розбавленого?

Ні, два концентровані розчини тієї самої речовини не дадуть розбавлений. Для розбавлення концентрований розчин треба змішати з розчинником, наприклад водою.

63. У який спосіб розбавлений розчин можна перетворити на концентрований?

Розбавлений розчин можна перетворити на концентрований, якщо додати ще розчиненої речовини або випарувати частину розчинника.

НАВЧАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ № 3

«Визначення об'єму вуглекислого газу, розчиненого в газованій воді»

Мета: визначити приблизний об’єм CO2, розчиненого в газованому напої.

Гіпотеза: у сильногазованій воді вуглекислого газу більше, ніж у слабогазованій або солодкому напої.

Ризики: пляшку не можна сильно нагрівати й різко відкривати, бо може вилитися напій або зірватися кулька. Працювати треба обережно з гарячою водою.

Хід роботи: охолоджений напій відкрили, швидко наділи на пляшку гумову кульку, струсили пляшку й занурили її в гарячу воду приблизно до 50 °С. Газ, що виділився, зібрали в кульку й виміряли його об’єм.

Напій	Виміряний об’єм CO2, л	V(CO2 н. у.), л
Сильногазована вода	0,75	1,17
Солодкий газований напій	0,60	1,03
Слабогазований напій	0,35	0,79

Відомо: V(CO2) = 0,75 л;

p = 101325 Па;

T = 293 К.

Розв’язання:

V(CO2 н. у.) = $\frac{(\mathrm{0,75}+\mathrm{0,5})•101325•\mathrm{0,0027}}{293}$ = 1,17 л.

Відповідь: у 0,5 л сильногазованої води міститься приблизно 1,17 л CO2 за нормальних умов.

Висновок: найбільше вуглекислого газу містилося в сильногазованій воді. Під час нагрівання й струшування газ швидше виходив із розчину.

1. Поясніть отримані вами результати та порівняйте результати для різних напоїв. Чи відповідають ці результати вашим очікуванням?

Отримані результати підтвердили гіпотезу: у сильногазованій воді CO2 більше, ніж у слабогазованому напої.

2. Чому вуглекислий газ поступово виходить із газованих напоїв після відкривання пляшки або її нагрівання? Як цей процес ви уповільнювали та стимулювали під час експериментування?

CO2 виходить із напою, бо після відкривання зменшується тиск, а під час нагрівання розчинність газу зменшується. Уповільнювали процес охолодженням, стимулювали — струшуванням і нагріванням.

3. Поясніть, для чого нагрівати пляшку з газованим напоєм.

Пляшку нагрівали, щоб зменшити розчинність CO2 і посилити виділення газу.

4. Обговоріть чинники, які впливають на точність результатів цього експерименту.

На точність впливають герметичність кульки, температура, точність вимірювання об’єму, втрати газу під час відкривання пляшки.

5. Як можна використати знання про залежність розчинності вуглекислого газу від температури в щоденному житті або промисловості?

Це знання використовують для зберігання газованих напоїв у холоді та в промисловості під час насичення води CO2.

6. Чому виробники газованих напоїв радять зберігати такі напої в прохолодному місці?

Виробники радять зберігати напої в прохолодному місці, бо за нижчої температури CO2 краще розчиняється у воді й напій довше лишається газованим.

НАВЧАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ № 4

«Виготовлення та  дослідження пересичених розчинів»

Мета: виготовити пересичений розчин натрій ацетату та дослідити його кристалізацію.

Визначаємо ризики: під час роботи можна обпектися гарячою водою або склянкою. Розчин не можна нагрівати вище 50 °С. У разі потрапляння розчину на шкіру треба промити її водою.

План роботи: у невеликій кількості теплої води розчинити натрій ацетат до утворення майже насиченого розчину; профільтрувати гарячий розчин; охолодити його до кімнатної температури, не допускаючи потрапляння кристаликів; додати кристалик натрій ацетату й спостерігати кристалізацію.

Спостереження: під час нагрівання сіль розчинялася краще. Після охолодження розчин залишився прозорим. Після внесення кристалика почалася швидка кристалізація, розчин перетворився на масу кристалів.

Висновок: пересичений розчин нестабільний. Якщо в нього потрапляє кристалик речовини або відбувається механічне подразнення, починається кристалізація надлишково розчиненої речовини.

1. Поясніть ваші спостереження під час дослідження властивостей пересиченого розчину.

У гарячій воді розчинилося більше речовини, ніж може розчинитися за кімнатної температури. Після охолодження утворився пересичений розчин, а кристалик став центром кристалізації.

2. Якщо за підвищеної температури розчинювана сіль уже помітно не розчиняється, то чи можна бути впевненим, що утворився насичений розчин?

Так, якщо за підвищеної температури сіль уже помітно не розчиняється, розчин близький до насиченого або насичений.

3. Поясніть, чи можливо одержати пересичений розчин без зміни температури розчину.

Зазвичай ні, бо основний спосіб — приготувати майже насичений розчин за підвищеної температури й охолодити його.

4. Поясніть, чому пересичений розчин неможливо одержати, якщо в нього потрапить кристалик розчиненої речовини.

Кристалик стане центром кристалізації, і надлишок речовини одразу виділиться з розчину.

5. У певної речовини розчинність становить 40 г на 100 г води. У склянку ви відміряли 100 г води, додали 50 г цієї речовини та залишили на кілька годин. Чи можна бути впевненим, що через кілька годин ви отримаєте насичений розчин?

Так, за кілька годин розчин стане насиченим, а 10 г речовини залишаться нерозчиненими.

6. Кристалізація речовин можлива лише на певних дефектах посуду або часточках в розчинах, які називають центрами кристалізації. Зважаючи на ваші спостереження, поясніть, що саме стало центром кристалізації у вашому експерименті? Як ви вважаєте, чи можлива кристалізація без такого центру?

Центром кристалізації став доданий кристалик натрій ацетату. Без центру кристалізація можлива, але відбувається важче.

7. Чи справедливим буде твердження, що «важливою умовою утворення пересиченого розчину — відсутність центрів кристалізації».

Так, відсутність центрів кристалізації є важливою умовою утворення пересиченого розчину.

8. Як ви вважаєте, чи для будь-якої речовини можна одержати пересичений розчин? Поясніть свою відповідь.

Ні, не для будь-якої. Це залежить від розчинності речовини та її здатності утворювати нестабільний пересичений розчин.

9. Як можна використати явище пересичення і кристалізації в побуті або техніці? Наведіть приклади.

У побуті це використовують у хімічних грілках, а також під час вирощування кристалів і очищення речовин кристалізацією.

§ 6. МАСОВА ЧАСТКА РОЗЧИНЕНОЇ РЕЧОВИНИ