Water and its properties - dissolution processes and types of mixtures
that the water at room temperature is a liquid without colour and odour;
that water is a chemical compound made of particles;
that polar covalent bonds occur in the water molecule between the hydrogen atoms and the oxygen atom;
that water circulating in nature forms solutions of various chemical composition.
to present the interactions between water molecules;
to conduct an experiment, the purpose of which is to investigate whether the substance is soluble in water or not.
What processes can occur when the substance dissolves in water?
Water is the most widespread solvent in nature as well as in laboratories.
Many substances that form molecular dispersions in water undergo various processes during dissolving.
Water dissolves substances that are also polar. In addition, it dissolves most ionic compounds very well. Polar covalent compounds may behave differently in water: some of them remain as molecules (e.g. sucrose), while others may be broken down into ions (e.g. hydrogen chloride). Ionic compounds, if dissolved in water, are broken up during mixing, and ions from the crystal lattice are transferred into solution.
What types of mixtures can be formed when trying to dissolve these in water?
Not all substances dissolve well in water and form the molecular dispersions. Some of them are not subject to decomposition by water to individual particles, but these form larger clusters in the water. Depending on the size of the resulting particles, their mixtures with water have different names: colloid (colloidal suspension) or suspension.
Homogeneous mixture:
Homogeneous mixture - particle size less than 1 nm (10Indeks górny -9-9m)
Heterogeneous mixture:
Colloid (colloidal solution) - the particle size ranges from 1 nm to 200 nm (10Indeks górny -9-9m – 200 · 10Indeks górny -9-9m)
Suspension - particle size bigger than 200 nm (200 · 10Indeks górny -9-9m)
Arrange the picture. What do you see on it? What kind of mixture will be formed after mixing the water?
Type of mixture | Molecular dispersion | Colloidal suspension | Suspension |
Size of molecules | Molecules are smaller than 1 nm (10Indeks górny -9m-9m) | Size of molecules is between 1 - 200 nm (10Indeks górny -9m-9m – 200 · 10Indeks górny -9m-9m) | Molecules are bigger than 200 nm (200 · 10Indeks górny -9m-9m) |
Examples | mixture of water with: sugar (sucrose), glucose, common salt, baking soda, juice | mixture of water with: gelatine, egg white | mixture of water with: sand, chalk, sawdust, gasoline, oil |
vinegar | milk | ||
brew (tea) | starch paste (jelly from potato flour obtained in hot processing) | ||
ink |
Before you watch the movie „How to distinguish between the molecular dispersion, colloidal suspension and suspension”, write down the research question and the hypothesis. Take notes of your observations and write down the conclusions from the examination after the screening.
Film dostępny na portalu epodreczniki.pl
Film przedstawia eksperyment: Jak rozróżnić roztwór właściwy, koloidalny i zawiesinę. Do przeprowadzenia eksperymentu wykorzystano następujące składniki: cukier, piasek, białko jajka, łyżeczka, sączek, woda, bagietka, zlewki. Przebieg eksperymentu: do wody wsypano dwie łyżeczki piasku i zamieszano roztwór. Otrzymaną mieszaninę przelano przez sączek do zlewki. Następnie przeprowadzono te same działania z użyciem cukru. Wsypano cukier do wody i zamieszano. Potem wlano do trzeciej zlewki białko jajka i również zamieszano. Ostatecznie przez wszystkie zlewki przepuszczono wiązkę lasera, aby zaobserwować, w którym roztworze ulegnie ona rozproszeniu. W roztworze cukru, nie zaobserwowano rozproszenia. W roztworze piasku, początkowo wiązka lasera uległa rozproszeniu, lecz wraz z opadnięciem drobin piasku na dno zlewki, wiązka światła laserowego przechodziła prawidłowo przez obie ścianki zlewki. W roztworze białka jaja i wody wiązka światła uległa największemu rozproszeniu.
The molecular dispersion is a solution in which the particles of solute have sizes [tutaj uzupełnij zdanie jedną z proponowanych odpowiedzi] 1. 10-9m - 10-7m, 2. greater than 10-7m, 3. smaller than 10-9m.
A colloidal suspension is a mixture in which the particles of solute are of the size [tutaj uzupełnij zdanie jedną z proponowanych odpowiedzi] 1. 10-9m - 10-7m, 2. greater than 10-7m, 3. smaller than 10-9m.
Fill in the gaps in the text. Choose the right terms from the following.
10-9m - 10-7m, smaller than 10-9m, greater than 10-7m
A suspension is a mixture of a liquid and a solute whose particles have sizes .....................................
The molecular dispersion is a solution in which the particles of solute have sizes .....................................
A colloidal suspension is a mixture in which the particles of solute are of the size .....................................
What are the types of mixtures? Check whether you answer is correct by clicking and turning over the card.
| vinegar | molecular dispersion |
| tea brew | molecular dispersion |
| ink | molecular dispersion |
| milk | colloidal suspension |
| starch paste | colloidal suspension |
| mixture of water with gelatine | colloidal suspension |
| mixture of water with egg white | colloidal suspension |
| mixture of water with sand | suspension |
| mixture of water with chalk | suspension |
Summary
Water is a polar substance. There is a negative charge on the oxygen atom, on hydrogen atoms – positive.
Water creates mixtures with various substances. Depending on the size of the resulting particles, their mixtures with water have different names: colloid (colloidal suspension) or suspension.
In the molecular dispersions, we distinguish the solvent, which is superior to the solute.
Water dissolves substances that are also polar. It also dissolves most of the ionic compounds.
Keywords
Molecular dispersion, colloid, colloidal suspension, suspension, association, dipole, solvent, polar substance, solute
Match the pairs: English words with Polish definition.
zjawisko łączenia się drobin (cząsteczek, jonów, atomów) w wyniku elektrostatycznych oddziaływań w większe układy złożone z dwóch lub większej liczby cząstek, zjawisko fizyczne polegające na rozpraszaniu światła przez koloid z wytworzeniem charakterystycznego stożka świetlnego, układ dwóch różnoimiennych ładunków elektrycznych (dodatniego i ujemnego); cząsteczka o nierównomiernym rozłożeniu cząstkowych ładunków dodatnich i ujemnych powstałych na skutek przesunięcia wspólnych par elektronowych pomiędzy atomami tworzącymi cząsteczkę, substancja zbudowana z cząsteczek, które są dipolami, składnik roztworu, substancja rozpuszczona w rozpuszczalniku, składnik roztworu; najczęściej jest to substancja występująca w przewadze
| association | |
| dipole | |
| solvent | |
| polar substance | |
| solute | |
| Tyndall effect |
Glossary
asocjacja – zjawisko łączenia się drobin (cząsteczek, jonów, atomów) w wyniku elektrostatycznych oddziaływań w większe układy złożone z dwóch lub większej liczby cząstek
dipol – układ dwóch różnoimiennych ładunków elektrycznych (dodatniego i ujemnego); cząsteczka o nierównomiernym rozłożeniu cząstkowych ładunków dodatnich i ujemnych powstałych na skutek przesunięcia wspólnych par elektronowych pomiędzy atomami tworzącymi cząsteczkę
rozpuszczalnik – składnik roztworu; najczęściej jest to substancja występująca w przewadze
substancja polarna – substancja zbudowana z cząsteczek, które są dipolami
substancja rozpuszczona – składnik roztworu, substancja rozpuszczona w rozpuszczalniku
efekt Tyndalla – zjawisko fizyczne polegające na rozpraszaniu światła przez koloid z wytworzeniem charakterystycznego stożka świetlnego