Roztwory
Jeśli nie lubisz pić gorzkiej herbaty, to możesz ją posłodzić, np. cukrem. Zwykle nie czekasz, aż kryształki same się rozpuszczą, tylko mieszasz herbatę. W ten sposób zwiększasz szybkość rozpuszczania się substancji stałej w cieczy. Jak nazywamy otrzymaną w ten sposób mieszaninę jednorodną?
że w przyrodzie występują substancje oraz ich mieszaniny;
w jaki sposób, mieszając ze sobą różne składniki, można tworzyć mieszaniny niejednorodne lub jednorodne;
jak rozdzielać wybrane mieszaniny na składniki.
przygotowywać roztwory;
wskazywać czynniki, jakie mogą wpływać na proces rozpuszczania;
wyjaśniać, jakie właściwości wody sprawiają, że ma ona ogromne znaczenie dla życia i zdrowia człowieka.
1. Czym jest roztwór?
Czasami podczas tworzenia mieszaniny dochodzi do sytuacji, kiedy drobiny jednej substancji rozpraszają się w drugiej. Taki proces nazywamy rozpuszczaniem. Jeśli jedna substancja całkowicie rozpuści się w drugiej, powstaje mieszanina jednorodna zwana roztworemroztworem. Każdy roztwór składa się z rozpuszczalnikarozpuszczalnika i substancji rozpuszczonej (jednej lub więcej). Rozpuszczalnik to ten składnik roztworu, którego jest więcej, a między jego drobinami są równomiernie rozproszone drobiny substancji rozpuszczonej.
Roztworami są na przykład:
woda z cukrem – woda jest w tym roztworze rozpuszczalnikiem, cukier – substancją rozpuszczoną;
woda morska – woda jest w tym roztworze rozpuszczalnikiem, sole mineralne i inne składniki – substancjami rozpuszczonymi;
mineralna woda gazowana – jest to roztwór wieloskładnikowy, w którym w wodzie rozpuszczone zostały sole mineralne (ciała stałe) oraz dwutlenek węgla (gaz);
ocet – woda jest w tym roztworze rozpuszczalnikiem, kwas octowy – substancją rozpuszczoną.
Na co dzień najczęściej mamy do czynienia z roztworami, w których rozpuszczalnikiem jest woda, czyli z roztworami wodnymi. W wodzie rozpuszcza się więcej substancji niż w jakimkolwiek innym znanym rozpuszczalniku. Występujące w przyrodzie roztwory wodne zawierają rozpuszczone substancje stałe, a także ciecze lub gazy. Rośliny pobierają z gleby wodę wraz z rozpuszczonymi w niej solami mineralnymi, które są im potrzebne do życia. Podobnie jest w przypadku ludzi i zwierząt – wraz z roztworem wodnym do naszych organizmów dostarczane są niezbędne substancje.
Film dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DW1V5hItp
Widać człowieka, który wsypuje nadmanganian potasu do wody, substancja rozpuszcza się stopniowo. Ostatecznie powstaje zabarwiony roztwór, w którym zupełnie nie widać ziarenek nadmanganianu. Od naczynia z wodnym roztworem lupka ukazująca cząsteczki wody i rozproszone w niej cząsteczki innej substancji. Wskazanie na cząsteczkę wody z opisem „Woda”; wskazanie na cząsteczkę skrobi z opisem „substancja rozpuszczona”.
2. Rozpuszczalność substancji
Czy możemy rozpuścić w wodzie dowolną ilość cukru lub soli? Aby to sprawdzić, najlepiej wykonać doświadczenie. Zbadamy, czym jest i od czego zależy rozpuszczalnośćrozpuszczalność substancji.
Trzeba przy tym pamiętać, że niektóre substancje nie rozpuszczają się w wodzie, ale za to doskonale mogą się rozpuszczać w innych substancjach. Jako rozpuszczalników używamy m.in. benzyny lub alkoholu.
Zbadanie, od czego zależy szybkość rozpuszczania się substancji w wodzie.
ciepła woda,
zimna woda
cukier kryształ,
cukier puder,
łyżeczka,
6 szklanek.
Etap 1: zimna woda
Napełnij szklankę zimną wodą do 1/4 objętości.
Nasyp do szklanki jedną łyżeczkę cukru i mieszaj do momentu, aż cukier się rozpuści.
Wsypuj następne łyżeczki cukru, ale za każdym razem mieszaj uważnie i obserwuj, czy po wsypaniu kolejnej łyżeczki cukier się rozpuszcza.
Przerwij doświadczenie, gdy zauważysz, że mimo mieszania cukier już się nie rozpuszcza. Zanotuj, ile cukru rozpuściło się w 1/4 szklanki zimnej wody.
Dolej wody, by szklanka była napełniona do połowy, i spróbuj ponownie rozmieszać cukier.
Etap 2: ciepła woda
Napełnij szklankę ciepłą wodą do 1/4 objętości.
Postępuj dalej tak samo jak w instrukcji z zimną wodą. Zanotuj, ile łyżeczek cukru rozpuściło się w 1/4 szklanki ciepłej wody.
Etap 3: szybkość rozpuszczania
Dwie szklanki napełnij do połowy ciepłą wodą.
Nasyp do każdej ze szklanek po łyżeczce cukru. Zawartość jednej ze szklanek zamieszaj. Zanotuj, w której szklance cukier rozpuścił się szybciej.
Etap 4: wielkość cząstek substancji rozpuszczonej
Napełnij dwie szklanki jednakową ilością zimnej wody.
Nasyp do jednej szklanki łyżeczkę cukru pudru, a do drugiej – łyżeczkę cukru zwykłego. Zawartość szklanek wymieszaj. Oceń, który rodzaj cukru rozpuścił się szybciej.
Rozpuszczalność substancji stałych w cieczach można przyspieszyć poprzez:
podwyższanie temperatury rozpuszczalnika;
mieszanie roztworu podczas rozpuszczania;
rozdrobnienie substancji rozpuszczanej.
Film dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DW1V5hItp
Widać dwie zlewki z wodą. Jedna, po lewej, stoi na stole, druga, po prawej, na palniku. Do obu wsypywana jest substancja, widać, że w tym podgrzewanym rozpuszcza się szybciej. Zbliżenie na zlewki ze sceny 1, Po lewej stronie widać, jak drobiny substancji rozpuszczonej mieszają się z drobinami rozpuszczalnika. Po prawej stronie proces zachodzi szybciej. Widać dwie zlewki z wodą. Do tej po lewej wkładane są duże kawałki białej substancji. Do zlewki po prawej trafia substancja w tym samym kolorze, ale sproszkowana. Zbliżenie na zlewki ze sceny 3. Po lewej widać, jak drobiny rozpuszczalnika dotykają dużego kawałka zbudowanego z drobin substancji rozpuszczonej. Po prawej widać drobne kawałki substancji rozpuszczonej; widać też, że drobiny rozpuszczalnika szybko przechwytują drobiny substancji rozpuszczonej. Kawałki substancji rozpuszczonej szybko zmniejszają rozmiary. Widać dwie zlewki z wodą. Do obu wsypywana jest sproszkowana substancja. Do zlewki po prawej opuszcza się łyżeczka i miesza roztwór. Zbliżenie na zlewki ze sceny 5. Po prawej widać, że drobiny rozpuszczalnika poruszają się szybciej i szybciej rozbijają bryłę substancji rozpuszczonej
Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/DW1V5hItp
Niektóre substancje – np. alkohol – rozpuszczają się w wodzie w dowolnych ilościach. W pewnym momencie może więc dojść do sytuacji, że alkoholu będzie w roztworze więcej niż wody! Jednak zwykle substancje mają ściśle określoną rozpuszczalność w danym rozpuszczalniku. I tak na przykład w temperaturze 20°C w szklance wody można rozpuścić nie więcej niż 510 g cukru lub 90 g soli kuchennej.
Ilość rozpuszczonego gazu w wodzie zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Dlatego po otwarciu w ciepły dzień butelki z napojem gazowanym gwałtownie wydziela się z niej dwutlenek węgla, powodując wzburzenie cieczy. Zależność ta dotyczy także tlenu – zimna woda może zawierać więcej tego gazu niż woda cieplejsza. Dlatego zimne wody mórz polarnych tętnią życiem, podczas gdy oceany w klimacie tropikalnym przypominają pustynie.
Podsumowanie
Roztwory to mieszaniny jednorodne, które składają się z dwóch lub więcej substancji. Zawierają rozpuszczalnik i rozproszoną w nim substancję rozpuszczoną. Najczęściej spotykamy roztwory wodne substancji.
Na proces rozpuszczania mają wpływ m.in.: temperatura rozpuszczalnika, mieszanie składników oraz rozdrobnienie substancji rozpuszczonej.
Dowiedz się, jakie roztwory wodne występują w twoim otoczeniu.
Zajrzyj do zagadnień pokrewnych:
MieszaninyMieszaniny
Słowniczek
mieszanina jednorodna rozpuszczalnika i substancji rozpuszczonej; najczęściej spotykamy roztwory wodne, np. ocet jest roztworem kwasu octowego w wodzie
substancja, w której rozpuszczają się drobiny innych substancji; najbardziej rozpowszechnionym rozpuszczalnikiem jest woda
zdolność substancji do rozpuszczenia się w innej substancji
Zadania
Uzupełnij luki, wybierając właściwą odpowiedź.
benzyna, mieszanina niejednorodna, woda, mieszanina jednorodna, rozpuszczalnikiem, substancją rozpuszczoną, rozpuszczalnikiem, substancją rozpuszczoną
Roztwór to .................................................. , w której jedna substancja zwana .................................................. rozpuszcza się w drugiej zwanej .................................................. . Jednym z najlepszych i najpopularniejszych rozpuszczalników jest .................................................. .
Wypełnij hasła, kierując się podpowiedziami.
- Czynnik wpływający na szybkość rozpuszczania się substancji.
- Mieszanina kwasu octowego z wodą.
- Im szybsze, tym szybciej rozpuści się substancja.
- Im wyższa, tym szybciej rozpuszcza się substancja.
- Najpopularniejszy rozpuszczalnik o dużym znaczeniu w przyrodzie.
- Woda w stanie stałym.
- Jest go najwięcej w roztworze.
| 1 | ||||||||||||||||||
| 2 | ||||||||||||||||||
| 3 | ||||||||||||||||||
| 4 | ||||||||||||||||||
| 5 | ||||||||||||||||||
| 6 | ||||||||||||||||||
| 7 |
Substancja, której w roztworze jest najwięcej, to
- rozpuszczalnik.
- substancja rozpuszczona.
- mieszanina.
- kryształ.
Wskaż zdania prawdziwe i fałszywe.
| Prawda | Fałsz | |
| Roztwór składa się z rozpuszczalnika i substancji rozpuszczonej. | □ | □ |
| W wodzie można rozpuścić dowolną ilość substancji. | □ | □ |
| Nie wszystkie substancje rozpuszczają się w wodzie. | □ | □ |
| Szybkość rozpuszczania zależy od temperatury. | □ | □ |
| Prędkość ruchu drobin nie ma wpływu na szybkość mieszania się substancji w roztworze. | □ | □ |
Połącz termin z jego wyjaśnieniem.
Zdolność rozpuszczania się jednej substancji w innej., Mieszanina, której głównym składnikiem jest woda., Mieszanina jednorodna, w której jedna substancja rozpuszczona zmieszana zostaje w innej, zwanej rozpuszczalnikiem.
| roztwór | |
| rozpuszczalność | |
| roztwór wodny |
Wskaż czynniki, które mają wpływ na szybkość rozpuszczania substancji.
- mieszanie
- oświetlenie
- pora dnia
- temperatura
- rozdrobnienie substancji rozpuszczonej
- wielkość naczynia
- szybkość, z jaką wlewamy substancję rozpuszczoną
- szybkość rozdzielania mieszaniny
- krystalizacja