Інформація для викладачів
Опис
Експериментальна установка
У цьому експерименті учні спостерігають вплив температури на розчинність солей у воді.
Вони виявляють, що з підвищенням температури у воді можна розчинити більше солі, на відміну від розчинності газів у воді.
Учні також дізнаються, що за допомогою переохолодження можна отримати метастабільні перенасичені розчини, які мають вищу концентрацію солі, ніж та, що відповідає змінній термодинамічної рівноваги при даній температурі (SEK II).
Додаткова інформація для викладачів (1/2)
Попередні знання
Учні мають базові знання про властивості речовин та агрегатні стани.
Вони можуть самостійно і безпечно користуватися експериментальними установками, що включають пальник.
Принцип
Учні самостійно досліджують вплив температури на розчинність солей у воді при нагріванні. Буде корисно, якщо вони вже виконували експеримент з розчинності газів у воді.
Додаткова інформація для викладачів (2/2)
Мета навчання
Солі розчиняються у воді тим краще, чим вища температура води.
За допомогою переохолодження можна отримати розчини солі з вищою концентрацією, ніж зазвичай.
Завдання
- Приготуйте насичені розчини солі різної температури, нагріваючи їх на пальнику, і порівняйте кількість необхідної солі.
- Отримайте пересичений розчин шляхом охолодження насиченого розчину.
Інструкції з техніки безпеки
-Bg3DiK-4-i-SfdCa0.avif)
Тіосульфат натрію шкідливий для здоров'я. Не ковтати!
Під час нагрівання води існує ризик розбризкування. Одягніть захисні окуляри!
До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів на уроках з природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Добування солі
Можливо, Ви бували на морі і помічали, що коли солона морська вода з часом випаровується, то залишається сіль.
Це явище пов'язане з тим, що розчини з часом стають насиченими. Тоді рідина більше не може поглинати сіль, і вона випадає в осад. Цей ефект використовується, наприклад, при добуванні солі з морської води.
У цьому експерименті досліджується, скільки солі можна розчинити в рідині і як ця кількість залежить від температури води.
Завдання
Питання
Від чого залежить розчинність речовини у воді?
- Приготуйте насичені сольові розчини з різною температурою води і порівняйте необхідну кількість солі.
- Зробіть пересичений розчин, охолодивши насичений розчин
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Основа штатива, PHYWE | 02001-00 | 1 |
| 2 | Стрижень штатива, нержавіюча сталь, 18/8, l = 370 мм, d = 10 мм | 02059-00 | 1 |
| 3 | Дротяна сітка з керамікою, 160 x 160 мм | 33287-01 | 1 |
| 4 | Промивалка, пластмаса, 250 мл | 33930-00 | 1 |
| 5 | Скло годинникове, d = 60 мм | 34570-00 | 3 |
| 6 | Мензурка, висока, 250 мл | 46027-00 | 1 |
| 7 | Мензурка, низька, 250 мл | 46054-00 | 1 |
| 8 | Мензурка, низька, 250 мл, пластмаса | 36013-01 | 1 |
| 9 | Мірний циліндр, 10 мл, прозорий, PP | 36636-00 | 1 |
| 10 | Пробірка, 180x18 мм, лабораторне скло, 100 шт. | 37658-10 | 1 |
| 11 | Штатив для 6 пробірок, дерев'яний d = 22 мм | 37685-11 | 1 |
| 12 | Кільце із затискачем, внутр. діам. 10 см | 37701-01 | 1 |
| 13 | Навчальний термометр, -10...+110 °C | 38005-02 | 1 |
| 14 | Лабораторний маркер, водостійкий, чорний | 38711-00 | 1 |
| 15 | Щітка для пробірок із вовн. наконечником, d=20 мм | 38762-00 | 1 |
| 16 | Тримач для пробірок, до d=22 мм | 38823-00 | 1 |
| 17 | Гумова пробка, d=22/17 мм, без отвору | 39255-00 | 3 |
| 18 | Захисні окуляри, прозорі | 39316-00 | 1 |
| 19 | Шпатель для сипучих матеріалів, сталевий, l=150 мм | 47560-00 | 1 |
| 20 | Cульфат алюмінія калію, 250 г | 30018-25 | 1 |
| 21 | Калійна селітра (нітрат калію), 250 г | 30106-25 | 1 |
| 22 | Бутановий пальник з картриджем, 220 г | 32180-00 | 1 |
| 23 | Натрій тіосульфат пентагідрат, 500 г | 30169-50 | 1 |
Підготовка (1/5)
Зберіть штатив, як показано на рисунках.
З'єднайте дві половинки основи штатива разом і встановіть штативний стрижень в основу штатива.
Прикріпіть кільце із затискачем до штативного стрижня.
Покладіть дротяну сітку на кільце штатива (див. рисунок нижче зліва).
Підготовка (2/5)
Підготовка (2/5))
Відкрийте ваги (рис. ліворуч) та увімкніть їх (рис. посередині).
Помістіть годинникове скло на ваги (рис. праворуч).
Підготовка (3/5)
Встановіть на ньому позначку 0 (рис. зліва) і додайте шпателем 0,5 г алюмокалієвих квасців. Відмітьте на шпателі кількість заповнення 0,5 г квасців, а потім додайте ще 3 г квасців на годинникове скельце (рис. в центрі). Потім зробіть те ж саме з 5 г нітрату калію, також запам'ятайте кількість заповнення 0,5 г речовини (рис. праворуч).
Підготовка (4/5)
Візьміть три пробірки.
Пронумеруйте пробірки від 1 до 3.
Помістіть пробірки в штатив для пробірок, як показано на рисунку зверху.
Додайте по 10 мл дистильованої води у пробірки 1 і 2 (рис. знизу).
Підготовка (5/5)
Наповніть три мензурки на 2/3 водопровідною водою (рис. зверху зліва).
Визначте кімнатну температуру води (рис. справа вгорі).
Нагрійте воду в одній мензурці на дротяній сітці до 30 °C, а в другій - до 40 °C, як показано на двох рисунках нижче.
Вода в пластиковій лабораторній мензурці залишається кімнатної температури. Ніколи не використовуйте пластикову лабораторну мензурку для нагрівання води за допомогою пальника Бунзена!
Виконання роботи (1/4)
Помістіть пробірки 1 і 2 в лабораторну мензурку при кімнатній температурі (рис. вгорі ліворуч).
Додайте в пробірку 1 - 0,5 г алюмокалієвих квасців, а у пробірку 2 - 1 г нітрату калію (рис. вгорі праворуч).
Закрийте пробірки пробками та інтенсивно струсіть їх, доки вся сіль не розчиниться в обох пробірках, як показано на двох рисунках нижче.
Виконання роботи (2/4)
Тепер додайте сіль порціями (по 0,5 г), щоразу струшуйте і перевіряйте, чи не розчинилося більше солі. Занотуйте кількість використаної солі в таблицю, як тільки утвориться постійний ґрунтовий шар.
Тепер поставте пробірки у воду, нагріту до 30 °C, і зачекайте деякий час, поки вода в пробірці також нагріється. Тим часом перевірте температуру води в мензурці і, за необхідності, підігрійте її ще раз. Переконайтеся, що температура експерименту не перевищена. Вийміть пробірки після нагрівання і струсіть їх. Перевірте, чи розчинився ґрунтовий шар.
Продовжуйте додавати сіль порціями, як описано вище, доки знову не утвориться ґрунтовий шар. Занотуйте кількість використаної солі. Потім продовжуйте в той же спосіб при температурі 40 °C.
Виконання роботи (3/4)
Зважте 6 г натрій тіосульфату на іншому годинниковому склі та помістіть його в пробірку 3 (рис. вгорі ліворуч).
Додайте 2 мл води (рис. вгорі праворуч) і помістіть пробірку в мензурку з теплою водою, як показано на рисунку внизу ліворуч.
Нагрівайте до повного розчинення натрій тіосульфату (рис. внизу праворуч).
Виконання роботи (4/4)
Тепер вийміть пробірку за допомогою затискача для пробірок.
Обережно, не струшуючи, поставте її в мензурку з якомога холоднішою водою, як показано на двох рисунках вище.
Через 5 хвилин покладіть шпателем маленький кристалик тіосульфату натрію в розчин солі:
трохи постукайте по пробірці, як на двох нижніх рисунках.
Протокол
Завдання 1
Питання
Питання
Питання
Питання
Завдання 2
Підсумуйте, чого Ви навчилися в цьому експерименті. У цьому експерименті учні досліджують вплив температури на ____ солей у воді. Чим ____ вода, тим більше солі можна розчинити у ній. Чим ____ вода, тим менше солі можна розчинити у воді. Якщо розчин є ____, вода не може поглинути більше солі. Якщо охолодити насичений розчин, а потім створити ____, розчинена сіль раптово випаде в осад.