Растворы

Так как вода является универсальным растворителем и большинство химических реакций протекает в растворах, то учению о процессе растворения веществ в воде должно быть уделено больше внимания, чем принято в настоящее время. Разумеется, в вводном курсе химии не представляется возможным излагать химическую теорию растворов, но все же основную ее идею о том, что растворение в воде это химико-физический процесс, можно и нужно довести до сознания учащихся даже VII класса.

Обучение учащихся начинается с выявления того, что они знают о растворах и растворении. При этом обычно обнаруживается неправильное понимание учащимися того, что следует называть раствором. Они часто к растворам относят "известковый раствор", который применяется на стройках (суспензия - взвесь мела в воде). Для устранения этих ошибок нужно выявить сначала внешние признаки растворов, отличающие их от грубых дисперсий, от мутных жидкостей. Такими признаками являются: прозрачность раствора и невыпадение осадка при длительном стоянии при неизменной температуре и без испарения жидкости. Для сравнения растворов и мутных жидкостей можно показать прозрачный раствор соли и взвесь мела в воде. Чтобы обратить внимание на прозрачность как отличительное свойство растворов, следует показать испытуемую жидкость на просвет (дать боковое освещение или поднести близко к окну). Затем следует показать цветные растворы марганцовокислого калия, солей меди и обратить внимание на их прозрачность. Можно показать отличие прозрачного раствора от чистой воды, для этого нужно выпарить капли этих жидкостей на стекле или на пластинке из белой жести.

Ознакомление с хорошей и плохой растворимостью следует начать с наблюдения растворимости в воде твердых веществ, например марганцовокислого калия, азотнокислого калия, гашеной извести, битого стекла. Если опыты будет демонстрировать учитель, то их можно провести так: в четыре пробирки, в донышках которых пробиты маленькие дырочки, он помещает небольшие количества указанных выше веществ, а затем пробирки спускает в цилиндры с водой так, чтобы вода пошла в пробирки через отверстия в донышках. После этого учитель выясняет, по каким признакам можно узнать, растворяется ли данное вещество и хорошо или плохо растворяется. Учащиеся, наблюдая появление фиолетовой струйки, идущей от отверстия пробирки ко дну одного цилиндра, называют первый признак-появление окраски. Труднее ответить на вопрос, растворяется ли селитра. Для этого учащимся предлагают посмотреть, сколько селитры не успело раствориться и осталось в пробирке. По этому признаку определяется сравнительно хорошая растворимость селитры. Чтобы определить растворимость гашеной извести, также делается попытка узнать, уменьшилось ли количество этого вещества в пробирке. Но таким способом решить этот вопрос нельзя. Тогда учитель помещает каплю этого раствора на стекло и выпаривает досуха. Появление белого пятна на стекле после выпаривания говорит о том, что известь растворима в воде, но растворимость ее значительно хуже, чем у марганцовокислого калия и азотнокислого калия.

Если вместо демонстраций описанных опытов представляется возможным организовать лабораторное занятие на эту же тему, то можно его провести так:

Растворимость твердых веществ в воде

Цель работы. Ознакомиться со способами определения растворимости вещества в воде. Научиться отличать растворы твердых веществ от мутных жидкостей и от чистой воды.

Выполнение работы.

В три пробирки налейте до половины их емкости дистиллированной воды и добавьте в одну из пробирок несколько кристалликов хлорной меди или медного купороса, во вторую столько же селитры, в третью гипса или извести. Взболтайте содержимое пробирок и дайте отстояться.

После этого попытайтесь заметить: а) растворимость какого из этих веществ не вызывает сомнения, по какому признаку вы обнаружили это; б) растворимость какого вещества трудно обнаружить (может быть, оно нерастворимо?).

Чтобы уточнить результаты наблюдений, проделайте следующий опыт: из пробирки, в которой трудно определить, растворилось ли твердое вещество, возьмите стеклянной палочкой 1-2 капли прозрачной жидкости, поместите их на чистую стеклянную пластинку и подержите над пламенем горелки, соблюдая осторожность, чтобы капля выпарилась и пластинка осталась целой. Если на пластинке останется пятно, значит, вещество растворилось.

Составьте отчет о выполненной работе. В отчете укажите, - по каким признакам вы узнали о растворимости каждого из испытуемых веществ, какое из данных веществ менее других растворимо в воде.

В заключительной беседе следует сообщить об очень малой растворимости стекла и характеризовать воду как универсальный растворитель. В подтверждение этого можно рассказать о дезинфицирующем действии "серебряной воды", т. е. воды, в которой находятся измельченные серебряные бусы или серебряный песок.

Растворимость твердых веществ в воде при разных температурах. Понятие о хорошей и плохой растворимости, естественно, связано с понятием меры этого свойства веществ. Отсюда возникает необходимость ознакомления учащихся с коэффициентом растворимости или растворимостью, а это связано с изучением зависимости этой величины от температуры растворителя и с понятиями о насыщенном и ненасыщенном растворе.

Увеличение растворимости твердого вещества по мере повышения температуры воды можно хорошо наблюдать при растворении селитры при разных температурах. Этот опыт могут с успехом провести сами учащиеся по заданию учителя.