Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby udostępnić materiał Dodaj całą stronę do teczki

Kiedy słodzimy herbatę lub solimy zupę, już odruchowo mieszamy. Codzienna praktyka uczy nas, że dzięki tej czynności herbata szybciej stanie się słodka, a zupa – doprawiona. Czy zabieg ten można stosować wobec wszystkich substancji, które chcemy rozpuścić w wodzie?

RepYzIJ2aUtLu
Rozpuszczanie cukru
Dlaczego rozdrobniony cukier szybciej rozpuszcza się w gorącej herbacie niż ten posklejany w grudki w zimnej? Jak to się dzieje, że mieszanie łyżeczką przyspiesza ten proces?
Źródło: epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.
Aby zrozumieć poruszane w tym materiale zagadnienia, przypomnij sobie:
  • pojęcie mieszaniny jednorodnej;

  • definicję roztworów właściwych;

  • różnicę pomiędzy rozpuszczalnikiem a substancją rozpuszczoną.

Nauczysz się
  • wymieniać czynniki, które wpływają na szybkość rozpuszczania substancji stałych w wodzie;

  • przeprowadzać doświadczenie, którego celem jest zbadanie, w jaki sposób mieszanie, rozdrobnienie substancji i temperatura wpływają na szybkość rozpuszczania.

i5OyQsJfC9_d5e158

1. Rozpuszczanie jako zjawisko fizyczne

W codziennym życiu zdążyliśmy już zauważyć, że po dodaniu soli kuchennej czy cukru spożywczego do wody, po pewnym czasie substancje te „zanikają”. Wiemy już, że powstają wtedy mieszaniny zwane roztworami. Proces ich powstawania nazywa się rozpuszczaniemrozpuszczanierozpuszczaniem. Polega on na wymieszaniu się drobin rozpuszczalnika (wody) z drobinami substancji rozpuszczanej (np. cukru spożywczego lub soli kamiennej).

RzTpwzBsP4ypd
Rozpuszczanie ciała stałego.
Podczas rozpuszczania drobiny ciała stałego mieszają się z drobinami rozpuszczalnika.
Źródło: epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

Rozpuszczanie to zjawisko fizyczne. Oznacza to, że właściwości chemiczne substancji nie ulegają zmianie, nic nowego nie powstaje. Otrzymane w wyniku rozpuszczania roztwory są klarowne i stanowią mieszaninę jednorodną.

RQLBSsPeMrUKA
Roztwór właściwy można uzyskać przez rozpuszczenie soli kuchennej w wodzie.
Źródło: dostępny w internecie: https://images.pexels.com, domena publiczna.

2. Wpływ mieszania na proces rozpuszczania

Wpływ mieszania na proces rozpuszczania się substancji stałych – na przykładzie siarczanu(VI) miedzi(II)
Doświadczenie 1

Badanie wpływu procesu mieszania na szybkość rozpuszczania uwodnionego siarczanu(VI) miedzi(II).

Uwaga!

Uwodniony siarczan(VI) miedzi(II) to sól, która w sieci krystalicznej zawiera cząsteczki wody. Nazywamy ją hydratem. Siarczan(VI) miedzi(II) tworzy hydrat o wzorze CuSO4·5 H2O, co oznacza, że na każdy kation miedzi oraz anion siarczanowy(VI) w krysztale przypada pięć cząsteczek wody. Hydrat ten ma intensywne niebieskie zabarwienie, natomiast bezwodny CuSO4 jest biały. W dalszych etapach edukacji dowiesz się więcej na temat hydratów.

RGp94DDr5deR1
Problem badawczy:. Spośród podanych poniżej hipotez wybierz jedną, a następnie ją zweryfikuj. Hipoteza 1: Hipoteza 2: Twój wybór: (Wybierz: Hipoteza 1., Hipoteza 2.). Co będzie potrzebne: ;. Instrukcja: 1.

Problem badawczy

Jaki wpływ na szybkość rozpuszczania uwodnionego siarczanu(VI)
miedzi(II) ma mieszanie?

Hipoteza

Mieszanie zwiększa szybkość rozpuszczania uwodnionego siarczanu(VI) miedzi(II).

Co było potrzebne do przeprowadzenia doświadczenia?

  • dwie zlewki;

  • pręcik szklany;

  • łyżeczka;

  • woda;

  • uwodniony siarczan(VI) miedzi(II) (CuSO4·5 H2O).

Jak przeprowadzono doświadczenie?

Do dwóch zlewek wlano jednakową objętość wody (około 20 cm3). Do każdej ze zlewek wsypano taką samą ilość CuSO4·5 H2O – około 12 g. Zawartość jednej zlewki mieszano za pomocą pręcika szklanego. Obserwowano szybkość rozpuszczania substancji stałej w obu mieszaninach.

Obserwacje:

W zlewce, w której zawartość mieszano, kryształki rozpuszczanej substancji stałej zanikały szybciej, a powstały roztwór szybciej barwił się na niebiesko.

Wnioski:

Mieszanie przyspiesza proces rozpuszczania.

1
Polecenie 1
RMVXeLg5Mnr9x
Obserwacje: (Uzupełnij) Wnioski: (Uzupełnij).
1
Polecenie 1
R114sMMbonk6r
(Uzupełnij).
1
Polecenie 2

Zmierz czas rozpuszczania cukru w wodzie – podczas mieszania i bez zastosowania tego zabiegu. W tym celu do dwóch jednakowych naczyń wlej identyczną objętość wody. Do każdej z nich wrzuć taką samą ilość cukru (np. kostkę). Zamieszaj zawartość jednego naczynia. Porównaj szybkość rozpuszczania cukru w obu naczyniach. Jakie są obserwacje, a jakie wnioski z przeprowadzonego doświadczenia?

R131il1NWzrIo
Obserwacje: (Uzupełnij) Wnioski: (Uzupełnij).
Polecenie 2

Przeprowadzono doświadczenie, w którym w dwóch zlewkach z wodą destylowaną rozpuszczano po jednej kostce cukru. Zawartość pierwszej zlewki była mieszana, natomiast zawartość drugiej pozostawiona została bez mieszania

R1CExkgYaQf32
Zaznacz zdanie będące poprawnie opisujące obserwacje do przeprowadzanego doświadczenia. Możliwe odpowiedzi: 1. Cukier szybciej rozpuścił się w zlewce, której zawartość była mieszana., 2. Cukier szybciej rozpuścił się w zlewce, której zawartość nie była mieszana., 3. Cukier rozpuścił się w obu zlewkach w tym samym czasie.

Mieszanie wpływa korzystnie na rozpuszczanie się substancji stałych w wodzie, dlatego podczas słodzenia herbaty mieszamy ją za pomocą łyżeczki. W czasie rozpuszczania drobiny rozpuszczalnika wyrywają drobiny ciała stałego z kryształu i powoli przenoszą je w głąb roztworu.
Bez mieszania, usunięte drobiny stosunkowo długo przebywają w pobliżu kryształu i niejako blokują dostęp drobinom rozpuszczalnika. Mieszanie usuwa je z okolic kryształu i przyspiesza ich rozprzestrzenianie się w całej objętości roztworu. Z tego względu zabieg ten znacznie przyspiesza rozpuszczanie substancji stałych.

i5OyQsJfC9_d5e299

3. Wpływ rozdrobnienia substancji na proces rozpuszczania

Wpływ rozdrobnienia na proces rozpuszczania się substancji stałych na – przykładzie siarczanu(VI) miedzi(II)
Doświadczenie 2

Badanie wpływu rozdrobnienia uwodnionego siarczanu(VI) miedzi(II) na szybkość jego rozpuszczania w wodzie.

RSGrFqUrucoaP
Problem badawczy:. Spośród podanych poniżej hipotez wybierz jedną, a następnie ją zweryfikuj. Hipoteza 1: Hipoteza 2: Twój wybór: (Wybierz: Hipoteza 1., Hipoteza 2.). Co będzie potrzebne: ;. Instrukcja: 1.

Problem badawczy

Jaki wpływ na szybkość rozpuszczania się ma rozdrobnienie substancji?

Hipoteza

Rozdrobnienie zwiększa szybkość rozpuszczania uwodnionego
siarczanu(VI) miedzi(II).

Co było potrzebne?

  • dwie zlewki;

  • dwa pręciki szklane;

  • łyżeczka;

  • moździerz;

  • woda;

  • uwodniony siarczan(VI) miedzi(II) (CuSO4·5 H2O).

Instrukcja przeprowadzonego doświadczenia

Do dwóch zlewek wlano jednakową objętość wody (około 20 cm3). Do każdej z nich wsypano taką samą ilość CuSO4·5 H2O – około 12 g – do pierwszej zlewki – w formie kryształów, do drugiej zlewki – po utarciu kryształów w moździerzu na proszek. Zawartość obu zlewek mieszano za pomocą pręcika szklanego. Obserwowano szybkość rozpuszczania substancji stałej w obu mieszaninach.

Obserwacje:

W zlewce, w której substancja była rozdrobniona wcześniej w moździerzu, kryształki rozpuszczanej substancji stałej znikały szybciej, a powstały roztwór od razu barwił się na niebiesko.

Wnioski:

Rozdrobnienie substancji przyspiesza proces jej rozpuszczania.

RAhlAcUBlOnd0
Film przedstawia doświadczenie badające wpływ rozdrobnienia substancji na szybkość jej rozpuszczania. W doświadczeniu rozpuszczane są dwie próbki uwodnionego siarczanu(<math aria‑label="sześć">VI) miedzi(<math aria‑label="dwa">II), jedna bez dodatkowego rozdrobnienia, a druga dodatkowo utarta w moździerzu.
1
Polecenie 3
R8Z2sDgGgxl6C
Obserwacje (Uzupełnij) Wnioski (Uzupełnij).
RQHn3IGPeOkCT
Przygotowano 3 zlewki z taką samą ilością wody. Do pierwszej z nich wsypano 5g soli kuchennej w formie kryształów. Do drugiej wrzucono bryłkę soli o masie 5g. Do 3 zlewki wsypano 5g soli, którą wcześniej utarto w moździerzu. Ułóż w kolejności zlewki od tej, gdzie sól rozpuściła się najszybciej do tej, gdzie sól rozpuszczała się najwolniej. Elementy do uszeregowania: 1. Zlewka 3. - z solą utartą w moździerzu., 2. Zlewka 2. - z solą w formie bryłki., 3. Zlewka 1. - z solą w formie kryształów.

Jednym z etapów rozpuszczania jest odrywanie drobin ciała stałego od kryształu przez drobiny rozpuszczalnika. Rozdrobnienie zwiększa obszar kryształu dostępnego dla drobin rozpuszczalnika. Im większa jest powierzchnia kryształu, tym większa liczba drobin substancji rozpuszczanej może zostać jednocześnie oderwana i przejść do roztworu.

RDl0XTrDavY90
Wpływ rozdrobnienia na szybkość rozpuszczania substancji.
Rozdrobnienie zwiększa powierzchnię kryształu, która staje się dostępna dla drobin rozpuszczalnika. W określonej jednostce czasu więcej drobin rozdrobnionego ciała stałego przechodzi do roztworu niż w przypadku substancji nierozdrobnionej.
Źródło: epodreczniki.pl, licencja: CC BY 3.0.
i5OyQsJfC9_d5e402

4. Wpływ temperatury na proces rozpuszczania

Wpływ temperatury na proces rozpuszczania się substancji stałych – na przykładzie siarczanu(VI) miedzi(II)
Doświadczenie 3

Badanie wpływu temperatury na szybkość rozpuszczania uwodnionego
siarczanu(VI) miedzi(II).

R1DOlCCcqgNyF
Problem badawczy:. Spośród podanych poniżej hipotez wybierz jedną, a następnie ją zweryfikuj. Hipoteza 1: Hipoteza 2: Twój wybór: (Wybierz: Hipoteza 1., Hipoteza 2.). Co będzie potrzebne: ;. Instrukcja: 1.

Problem badawczy

Jaki wpływ na szybkość rozpuszczania substancji ma temperatura?

Hipoteza

Wzrost temperatury zwiększa szybkość rozpuszczania uwodnionego siarczanu(VI) miedzi(II).

Co było potrzebne?

  • zlewka z wodą o temperaturze pokojowej;

  • zlewka z wodą o temperaturze powyżej 50°C;

  • dwa pręciki szklane;

  • łyżeczka;

  • uwodniony siarczan(VI) miedzi(II) (CuSO4·5 H2O).

Instrukcja wykonania doświadczenia

Do dwóch zlewek wlano jednakową objętość wody (około 20 cm3). Do pierwszej zlewki – o temperaturze pokojowej, do drugiej zlewki – o temperaturze powyżej 50°C. Do każdej z nich wsypano taką samą ilość CuSO4·5 H2O – około 12 g. Zawartość obu zlewek mieszano za pomocą pręcika szklanego w ten sam sposób i w tym samym tempie. Obserwowano szybkość rozpuszczania substancji stałej w obu mieszaninach.

Obserwacje:

W zlewce z gorącą wodą kryształy rozpuszczały się szybciej i roztwór zabarwił się na niebiesko w krótszym czasie.

RT6t7niBcp9Sm
Film przedstawia doświadczenie badające wpływ temperatury na proces rozpuszczania substancji stałych na przykładzie hydratu siarczanu(<math aria‑label="sześć">VI) miedzi(<math aria‑label="dwa">II). Badana jest prędkość rozpuszczania substancji w wodzie o temperaturze pokojowej i wodzie o temperaturze około stu stopni Celsjusza.
1
Polecenie 4
RPwPNQdUzrClx
Obserwacje (Uzupełnij) Wnioski (Uzupełnij).
1
Polecenie 4
RY2lmfffS95hH
(Uzupełnij).
1
Polecenie 5
RCsOH5HkMw3xB
Obserwacje (Uzupełnij) Wnioski (Uzupełnij).
Polecenie 5

Zmierzono czas rozpuszczania cukru w zimnej i gorącej wodzie. W tym celu do dwóch jednakowych naczyń wlano identyczną objętość wody. Do jednego – zimną wodę z kranu, a do drugiego – gorącą wodę. Do każdego z nich wrzucono łyżeczkę cukru. Zamieszano zawartość każdego naczynia. Porównano szybkość rozpuszczania cukru w obu naczyniach.
W naczyniu z gorącą wodą kryształy cukru rozpuszczały się szybciej.

RbURc6xc1rFMt
Dopasuj czynności do odpowiedniej grupy. Czynniki sprzyjające rozpuszczaniu się Możliwe odpowiedzi: 1. użycie substancji w formie nierozdrobnionej, 2. mieszanie roztworu, 3. ochłodzenie roztworu, 4. rozdrobnienie substancji, 5. ogrzanie roztworu, 6. pozostawienie roztworu bez mieszania Czynniki ograniczające rozpuszczanie się Możliwe odpowiedzi: 1. użycie substancji w formie nierozdrobnionej, 2. mieszanie roztworu, 3. ochłodzenie roztworu, 4. rozdrobnienie substancji, 5. ogrzanie roztworu, 6. pozostawienie roztworu bez mieszania

Wzrost temperatury przyspiesza ruch drobin. Dzięki temu drobiny rozpuszczalnika częściej zderzają się z kryształem i tym samym odrywają od niego większą liczbę drobin substancji stałej, a usunięte drobiny są szybciej przenoszone w głąb roztworu.

Przykład 1

Pewien lek należy przyjąć po rozpuszczeniu połowy tabletki w szklance wody. Czy wówczas można zastosować wszystkie czynności, które przyspieszają rozpuszczanie substancji stałych w wodzie?

Rozwiązanie

1. Zanim przystąpimy do sporządzania leku, powinniśmy zawsze zapoznać się z jego ulotką.

R9aBBWe7Lr0HH
Fragment ulotki dołączonej do leku
Źródło: dostępny w internecie: epodreczniki.pl, licencja: CC BY 3.0.

2. Z informacji na temat przechowywania leku wynika, że nie może być on przechowywany w temperaturze powyżej 25°C. Oznacza to, że w wyższych temperaturach lek może tracić swoje właściwości. Nie można go więc rozpuszczać w gorącej wodzie.

3. Podczas sporządzania dawki leku możemy pokruszyć tabletkę (rozdrobnić ją), wrzucić do wody o temperaturze pokojowej i mieszać, aż ulegnie rozpuszczeniu.

i5OyQsJfC9_d5e535

Podsumowanie

  • Rozpuszczanie jest procesem fizycznym i polega na wymieszaniu drobin substancji rozpuszczanej z drobinami rozpuszczalnika.

  • Mieszanie przyspiesza rozpuszczanie substancji w wodzie.

  • Im bardziej rozdrobniona jest substancja, tym szybciej ulega rozpuszczaniu.

  • Temperatura ma wpływ na szybkość rozpuszczania substancji w wodzie – wraz z jej wzrostem rośnie szybkość rozpuszczania.

i5OyQsJfC9_d5e597

Słownik

rozpuszczanie
rozpuszczanie

proces powstawania roztworu, polegający na mieszaniu się drobin substancji rozpuszczanej z drobinami rozpuszczalnika

zjawisko fizyczne
zjawisko fizyczne

przemiana, w wyniku której właściwości chemiczne substancji nie ulegają zmianie; nie powstaje żadna nowa substancja

roztwór właściwy
roztwór właściwy

mieszanina jednorodna, składająca się z co najmniej dwóch składników: rozpuszczalnika i substancji rozpuszczonej

i5OyQsJfC9_d5e642

Ćwiczenia

Pokaż ćwiczenia:
1
Ćwiczenie 1
R1OpzZTf8BVR8
zadanie interaktywne
1
Ćwiczenie 2
R6wb9sOUikH0J
zadanie interaktywne
Rre8aoR2oW7YP1
Ćwiczenie 3
Łączenie par. Wskaż czynności, które przyspieszą rozpuszczanie cukru w wodzie oraz te, które nie wpłyną dodatkowo na proces rozpuszczania.. Mieszanie cukru w wodzie. Możliwe odpowiedzi: Czynniki przyspieszające rozpuszczanie cukru w wodzie, Czynniki, które nie przyspieszą rozpuszczania cukru w wodzie. Ogrzanie mieszaniny podczas sporządzania roztworu. Możliwe odpowiedzi: Czynniki przyspieszające rozpuszczanie cukru w wodzie, Czynniki, które nie przyspieszą rozpuszczania cukru w wodzie. Ochrona mieszaniny cukru i wody przed światłem słonecznym. Możliwe odpowiedzi: Czynniki przyspieszające rozpuszczanie cukru w wodzie, Czynniki, które nie przyspieszą rozpuszczania cukru w wodzie. Dodawanie kroplami wody do cukru. Możliwe odpowiedzi: Czynniki przyspieszające rozpuszczanie cukru w wodzie, Czynniki, które nie przyspieszą rozpuszczania cukru w wodzie
2
Ćwiczenie 4
R12CVsqUlw0px
zadanie interaktywne
2
Ćwiczenie 5
RYZkLpBrnotJj
zadanie interaktywne
2
Ćwiczenie 6

Przeprowadzono doświadczenie, w którym sprawdzano, czy stopień rozdrobnienia substancji ma wpływ na szybkość jej rozpuszczania się. W tym celu do trzech zlewek, zawierających tyle samo wody o tej samej temperaturze, dodano:
- do pierwszej zlewki duże kryształy soli kuchennej;
- do drugiej zlewki drobno zmieloną sól kuchenną;
- do trzeciej zlewki małe kryształy soli kuchennej. 
Zauważono, że sól kuchenna całkowicie rozpuściła się we wszystkich probówkach, ale proces przebiegał z różnymi szybkościami – sól rozpuściła się w różnych czasach, oznaczonych jako t1, t2t3.

R2QPV4bTPQOU3
Przeanalizuj warunki doświadczenia i przyporządkuj czasy przebiegu procesów rozpuszczania soli (t1, t2 i t3), zachodzących w naczyniach 1, 2, 3, jeżeli wiadomo, że t1>t2>t3.
R1Z3nEM9YrN2J2
Ćwiczenie 7
Zaplanuj doświadczenie pozwalające zbadać wpływ rozdrobnienia cukru na szybkość rozpuszczania w wodzie. W tym celu ułóż elementy eksperymentu w odpowiedniej kolejności. Elementy do uszeregowania: 1. Temat: Badanie wpływu rozdrobnienia cukru na szybkość jego rozpuszczania, 2. Weryfikacja hipotezy: Hipoteza była fałszywa. Rozdrobnienie zwiększa szybkość rozpuszczania., 3. Instrukcja: Do trzech zlewek należy wlać jednakową objętość wody (około 20 cm3). Do każdej z nich należy wsypać taką samą ilość cukru - 2 g: do pierwszej zlewki – cukier puder, do drugiej zlewki – cukier w kostkach, do trzeciej zlewki – cukier rozdrobniony. Zawartość zlewek należy mieszać za pomocą pręcika szklanego w ten sam sposób i w tym samym tempie. Obserwować szybkość rozpuszczania substancji stałej w każdej ze zlewek., 4. Hipoteza: Rozdrobnienie zmniejsza szybkość rozpuszczania., 5. Obserwacje: W zlewce, w której był cukier puder najszybciej powstał klarowny roztwór. W zlewce, w której był cukier w kostkach klarowny roztwór powstawał najwolniej., 6. Problem badawczy: Jaki wpływ na szybkość rozpuszczania ma rozdrobnienie cukru?, 7. Szkło laboratoryjne i odczynniki: zlewka x3,pręcik szklany x3, łyżeczka, cukier, woda
3
Ćwiczenie 8
RnvrVG6nWuqmO
Which factor would not affect the solubility of sugar in water? Możliwe odpowiedzi: 1. Stir the water and sugar, 2. Add salt to the water, 3. Heat the water and sugar, 4. Grind the sugar to make it finer
Glossary
3
Ćwiczenie 9

Imagine that you performed an experiment in which you dissolved different samples of sugar (sugar cubes, extra fine sugar and regular table sugar) into water samples to compare how long they took to dissolve.

R96wYIxSWmCOu
Choose and select the appropriate conclusion of this chemical experiment. Możliwe odpowiedzi: 1. Mixing accelerates the dissolution of the substance in water., 2. The more fragmented the substance, the faster it dissolves., 3. The temperature has an effect on the rate of dissolution of the substance in water – the rate of dissolution increases with its increase.
Glossary

Bibliografia

Kulawik J., Kulawik T., Litwin M., Podręcznik do chemii dla klasy siódmej szkoły podstawowej, Warszawa 2020.

Kulawik J., Kulawik T., Litwin M., Podręcznik do chemii dla klasy ósmej szkoły podstawowej, Warszawa 2020.

Łasiński D., Sporny Ł., Strutyńska D., Wróblewski P., Podręcznik dla klasy siódmej szkoły podstawowej, Mac edukacja 2020.

bg‑gray3

Notatnik

R1dogDPP0yr4s
(Uzupełnij).
Aplikacje dostępne w
Pobierz aplikację ZPE - Zintegrowana Platforma Edukacyjna na androida