Відповіді до § 1 - 30: 6.7

6.7 За наведеною графічною інформацією складіть умову задачі та розв'яжіть її.

Умова задачі: До розчину нітратної кислоти масою 200 г додали калій гідроксид масою 2,8 г. Обчисліть масову частку калій нітрату в утвореному розчині, якщо кислота міститься в достатній кількості.

Відомо:

m(KOH) = 2,8 г;

m(розчину HNO₃) = 200 г.

Обчислити: ω(KNO₃) – ?

Розв’язання:

KOH + HNO₃ → KNO₃ + H₂O;

M(KOH) = 39 + 16 + 1 = 56 г/моль;

n(KOH) = $\frac{2,8}{56}$ = 0,05 моль;

n(KNO₃) = 0,05 моль;

M(KNO₃) = 39 + 14 + 3 • 16 = 101 г/моль;

m(KNO₃) = 0,05 • 101 = 5,05 г;

m(розчину) = 200 + 2,8 = 202,8 г;

ω(KNO₃) = $\frac{5,05}{2\mathrm{02,8}}$ • 100 % = 2,49 %.

Відповідь: ω(KNO₃) = 2,49 %.

Стор.22

Навчальне дослідження № 5

«Виготовлення водних розчинів із заданими масовими частками розчинених речовин»

Обладнання: мірні циліндри, мірні колби, мірні піпетки, терези, скляна паличка з гумовим наконечником.

Реактиви: вода, натрій хлорид, 20%-й розчин купрум(2+) сульфату.

1. Мета дослідження

Виготовити розчини із заданою масовою часткою речовини двома способами: змішуванням речовини з водою та розбавленням концентрованого розчину.

2. Завдання 1.

Сіль, розчин якої готуємо: натрій хлорид NaCl.

Готуємо розчин із масовою часткою: 5 %.

Готуємо розчин масою: 100 г.

Маса солі, необхідна для приготування розчину: 5 г.

План експерименту: Зважити 5 г NaCl. Відміряти 95 г води. Змішати сіль із водою. Перемішувати до повного розчинення.

3. Завдання 2.

Маємо початковий розчин солі: CuSO₄ із масовою часткою 20 %.

Готуємо розчин із масовою часткою: 5 %.

Готуємо розчин об’ємом: 50 мл.

Об’єм розчину солі, необхідний для приготування розчину: 12,5 мл.

V₁ = $\frac{50•5}{20}$ = 12,5 мл.

V(води) = 50 − 12,5 = 37,5 мл.

План експерименту:

Відміряти 12,5 мл 20%-го розчину CuSO₄. Перелити його в мірну колбу на 50 мл. Долити воду до позначки 50 мл. Ретельно перемішати.

Стор.23

Підбиваємо підсумки.

1. Який спосіб приготування розчину виявився для вас простішим у виконанні й чому?

Простішим був другий спосіб, бо потрібно лише відміряти розчин і воду.

2. У якому з двох способів отриманий результат був точнішим? Як ви це визначили?

Точнішим був перший спосіб, бо масу можна виміряти точніше, ніж об’єм.

3. Які переваги та недоліки ви виявили для кожного з двох способів виготовлення розчину?

Перший спосіб точніший, але потребує зважування. Другий – швидший, але залежить від точності вимірювання об’єму.

Стор.24

4. Поясніть, як впливають похибки вимірювань (маси й об’єму) на точність отриманої концентрації розчину.

Похибки маси й об’єму змінюють концентрацію.

Як би змінився результат експерименту, якщо б ви помилилися у вимірюванні маси або об’єму хоча б однієї з речовин?

Надлишок солі підвищить масову частку, а надлишок води – зменшить.

5. Чи можна, на вашу думку, приготувати розчин з абсолютно точним значенням масової частки розчиненої речовини?

Ні.

Що заважає досягти абсолютної точності на практиці?

Похибки приладів, домішки, випаровування та втрати речовини.

6. Чому важливо знати точну концентрацію розчинів у побуті та техніці?

Точну концентрацію важливо знати для безпеки й ефективності.

Наведіть приклади практичного застосування таких розчинів.

Ліки, дезінфекційні засоби, добрива, антифризи.

7. Наведіть приклади життєвих ситуацій, у яких вам знадобилося б використовувати навички приготування розчинів із заданими масовими частками розчинених речовин.

Приготування сольового розчину, розсолу для консервування, розчину добрива або засобу для дезінфекції.

8. Чи можна зробити висновок про масову частку речовини за інтенсивністю забарвлення розчину?

Точно визначити масову частку за забарвленням не можна. Можна лише приблизно порівняти розчини тієї самої речовини.

Стор.25

Навчальне дослідження № 6

«Екстракція та дослідження речовин із природних об'єктів»

Обладнання: хімічні склянки, пробірки, скляні палички, ступка з товкачиком, ножиці, лійка, паперовий фільтр, годинникове скло.

Речовини: дистильована вода, розчин йоду, етанол, петролейний ефір, очищений річковий пісок.

Зразки природних об’єктів: листки зелених рослин, столовий буряк.

1. Мета дослідження:

Дослідити екстракцію речовин із природних об’єктів та підібрати розчинники відповідно до полярності речовин.

2. План експерименту: Подрібнити зразок і перетерти з піском. Додати розчинник та перемішати. Відфільтрувати екстракт. Порівняти забарвлення розчинів.

Стор.26

Підбиваємо підсумки

1. Чому для екстракції пігментів із листків рослин зразок потрібно не лише подрібнити, а й перетерти з абразивними речовинами?

Абразив руйнує клітинні оболонки, тому пігменти швидше переходять у розчинник.

2. Які речовини вдалося екстрагувати, а які – ні? Як це визначити?

Вдалося екстрагувати хлорофіл, барвник буряка та йод. Пісок і тверді рослинні рештки не екстрагувалися. Це визначили за забарвленням розчинів.

3. Яким на вигляд був розчин після екстракції?

Після екстракції розчини стали забарвленими.

Чи спостерігали ви розшарування розчинників?

Під час змішування води з петролейним ефіром спостерігалося розшарування.

4. Чи змінилися колір, запах або інші властивості розчинника після екстракції?

Розчинники змінили колір і набули слабкого запаху природної сировини.

5. Якими властивостями речовин пояснюється вибіркове розчинення в різних розчинниках?

Полярні речовини краще розчиняються в полярних розчинниках, неполярні – у неполярних.

6. Яке фізичне явище є основою процесу екстракції?

Основою екстракції є дифузія та вибіркове розчинення.

Чим екстракція відрізняється від процесів розчинення, фільтрування, відстоювання?

Екстракція виділяє компонент розчинником, фільтрування відділяє тверді частинки, а відстоювання – шари суміші.

7. Як можна оцінити, наскільки повною була екстракція?

Екстракція майже повна, якщо повторне оброблення свіжим розчинником уже не спричиняє помітного забарвлення.

8. Як ви вважаєте, чим спричинена різниця забарвлення розчинів йоду: водного, спиртового та в петролейному ефірі?

Різниця забарвлення спричинена різною розчинністю йоду та взаємодією з розчинниками. Йод – неполярна речовина.

Розташуйте три розчинники за здатністю розчиняти йод.

Петролейний ефір > етанол > вода.

Стор.27

Навчальне дослідження № 8

«Дослідження електропровідності речовин і розчинів»

Обладнання: хімічні склянки, порцелянова чаша, нагрівальний прилад, прилад для перевірки електропровідності.

Речовини: дистильована й водопровідна вода, натрій хлорид, кальцій хлорид, цукор, розчин хлоридної кислоти.

1. Мета дослідження:

Перевірити електропровідність речовин, їхніх водних розчинів і розплавів.

2. Гіпотеза:

Розчини й розплави солей та кислот проводять струм, а цукор і дистильована вода – ні.

3. План експерименту: Зібрати електричне коло. Перевірити сухі речовини та воду. Перевірити розчини й розплави. Записати результати в таблицю.

4. Підпишіть назви елементів приладу, зазначені на малюнку.

Стор.28

5. Виконайте експеримент і зафіксуйте результати дослідів у таблицю.

Речовина	Розчин	Розплав
Натрій хлорид NaCl	+	+
Кальцій хлорид CaCl₂	+	+
Цукор	–	–

Підбиваємо підсумки

1. У яких станах речовини виявляли електропровідність, а в яких – ні?

Розчини й розплави солей проводили струм, тверді солі – ні.

2. Чи змінювалась електропровідність тієї самої речовини залежно від її стану (твердий, розчин, розплав)? Як саме?

Так. Тверда сіль не проводила струм, а її розчин і розплав проводили.

3. Водні розчини яких речовин проводять електричний струм? Що в них спільного?

Розчини солей, кислот і лугів. Вони містять рухливі йони.

4. Які речовини проводять / не проводять електричний струм і у водному розчині, і в розплаві?

NaCl і CaCl₂ проводять струм у розчині й розплаві; цукор – не проводить.

5. Чи підтвердилась ваша гіпотеза щодо електропровідності досліджуваних речовин? Якщо ні, то чому?

Гіпотеза підтвердилася: електроліти проводять струм у розчинах і розплавах.

6. Чому деякі кристалічні речовини не проводять струм, а їхні розчини – проводять?

У кристалах йони закріплені, а в розчинах вони вільно рухаються.

7. Запропонуйте класифікацію досліджених речовини за здатністю проводити електричний струм.

Електроліти: солі, кислоти, луги. Неелектроліти: цукор, дистильована вода.

Стор.29

7. Електроліти й неелектроліти.