Хімія. 7 клас. Ярошенко

§ 32. Розчин і його компоненти: розчинник, розчинена речовина

Вивчення параграфа допоможе вам:

• наводити приклади водних розчинів;
• розрізняти розчинник і розчинену речовину;
• наводити приклади розчинників

Важливою властивістю води є здатність змішуватися з різними твердими, рідкими й газоподібними речовинами. Якщо в результаті змішування утворюється однорідна суміш, явище називають розчиненням. Речовина, що розчиняється, дістала назву розчинена речовина. Речовина, у якій розчиняють, — розчинник, а утворена суміш — розчин (мал. 100). Підсолоджена цукром вода є прикладом розчину, в якому цукор — розчинена речовина, вода — розчинник.

Мал. 100. Схематичне зображення компонентного складу розчину

• Розчин — однорідна суміш, утворена кількома речовинами. Речовини, з яких утворено розчин, є його компонентами, серед яких розрізняють розчинник і розчинену речовину.

Серед узятих для виготовлення розчину речовин розчинником є компонент, що має однаковий агрегатний стан із розчином. Решта складових розчину — це розчинені речовини. Якщо розчинник і розчинена речовина мають однаковий агрегатний стан, то розчинником, як правило, називають компонент, маса якого більша.

• Розчинником прийнято називати компонент розчину, вміст якого більший і який має з розчином однаковий агрегатний стан.

У водних розчинах будь-якого складу розчинником є вода.

Перевірте, чи справджується це правило стосовно розчинення цукру у воді.

Розчинником може бути не лише вода. Наприклад, спирт використовують як розчинник при виготовленні різних медичних препаратів (настоянка йоду, календули тощо). На властивостях ацетону розчиняти різні органічні речовини ґрунтується його використання в засобах для очищення поверхонь від лаків, фарб та інших покриттів.

Маючи справу з розчинами у повсякденному житті, ви часто змінюєте вміст їх компонентів. Так, щоб не обпектися гарячим чаєм, можна долити у склянку холодної кип'яченої води. Якщо цей напій недостатньо солодкий, то додати цукру. Щоб зменшити вміст газів, розчинених у мінеральній воді, залишають пляшку відкритою. Таким чином, склад розчинів, як і будь-яких сумішей, можна довільно змінювати, але в певних межах.

• Розчини, на відміну від хімічних сполук, мають змінний склад.

Наявність розчинених речовин у розчині надає йому властивостей, відмінних від властивостей розчинника. Усі ви знаєте, що чиста вода замерзає за температури 0 °С, тоді як розчин кухонної солі має тим нижчу температуру замерзання, чим більший уміст розчиненої солі в ньому. Тому тротуари посипають кухонною сіллю під час ожеледиці.

Досить часто колір розчиненої речовини передається розчину. Ось такі кольори у розчинів: мідного купоросу — (1), хром(ІІІ) сульфату — (2), ферум(ІІІ) хлориду — (3), калій дихромату — (4), нікель(ІІ) сульфату — (5), ферум(ІІІ) роданіду — (6) (мал. 101).

Мал. 101. Приклади розчинів, що мають забарвлення

Розчини поширені в природі (мал. 102). Це повітря й молоко, хмари і нафта, дощова і морська вода, цитоплазма клітин і кров людини та багато інших. У побуті люди також часто мають справу з розчинами: оцтом — водним розчином оцтової (етанової) кислоти, мінеральною водою — водним розчином газів (в основному вуглекислого) і неорганічних речовин; солодким чаєм, фруктовими соками тощо.

Мал. 102. Розчини у природі та в повсякденному житті людини

ВІД ЧОГО ЗАЛЕЖИТЬ УМІСТ РОЗЧИНЕНОЇ РЕЧОВИНИ В РОЗЧИНІ? Кількість частинок розчиненої речовини, здатних перейти у розчин, не безмежна. У цьому нескладно переконатися на такому досліді. У стакан наллємо 100 мл води кімнатної температури й насиплемо мірну ложку кухонної солі. Після перемішування сіль швидко розчиняється. Візуально ми її наявності в розчині не помічаємо. Продовжимо досипати нові порції солі. Врешті після чергового висипання і перемішування вона залишатиметься на дні стакана нерозчиненою (мал. 103). Це настане тоді, коли буде досягнуто межі розчинності солі у 100 г води за кімнатної температури. Експериментально встановлено, що розчинність кухонної солі у воді кімнатної температури дорівнює близько 35,9 г.

Мал. 103. Перетворення ненасиченого розчину кухонної солі у насичений

Із параграфа 7 ви дізналися, що за здатністю розчинятися у воді за температури 20-25 °С речовини умовно поділяють на розчинні, малорозчинні та нерозчинні. Схематично суміш таких речовин з водою можна зобразити так, як на малюнку 104.

Мал. 104. Зображення здатності різних речовин розчинятись у воді: а — розчинні; б — малорозчинні; в — нерозчинні

Слід зазначити, що абсолютно нерозчинних речовин не існує. Ми не помічаємо розчинення срібної ложки у склянці з водою, проте хімічний аналіз води з такої склянки виявляє наявність у ній частинок Аргентуму. Недаремно для знезараження ран воїни Стародавнього Риму промивали їх водою зі срібних посудин, називаючи її «срібною водою». В українських церквах використання води зі срібних чаш під час обрядів освячення є давньою традицією.

Розчинність речовин залежить і від розчинника, і від речовини, яку розчиняють. Так, у воді розчинність цукру висока, тоді як в олії — дуже низька. Речовина може добре розчинятися в одному розчиннику і значно гірше або взагалі не розчинятися в іншому. Наприклад, жири не розчиняються у воді, проте добре розчиняються у бензині. Цим ви можете скористатися для видалення жирних плям.

Із власного досвіду ви знаєте, що в теплій воді цукор розчиняється краще, ніж у холодній. А от гази за однакового тиску, але різної температури розчиняються у теплій воді менше, ніж у холодній. Тому газовану воду можна позбавити газів нагріванням або кип’ятінням. Розчинність газів залежить також від тиску: що тиск вищий, то краще відбувається розчинення. Цю властивість використовують при виготовленні газованих напоїв, коли в напій під тиском закачують вуглекислий газ.

• Розчинність більшості твердих речовин збільшується з підвищенням температури; розчинність газів збільшується зі зниженням температури й підвищенням тиску. Мірою розчинності є максимальна маса розчиненої речовини у 100 г розчинника за конкретних умов.

Скарбничка ерудита

Ми звикли мати справу з рідкими розчинами. Проте серед розчинів наявні і тверді, і газуваті. Головне, щоб у будь-якому агрегатному стані це були однорідні суміші. Твердими розчинами є скло і різноманітні сплави, газуватим — повітря. І справді, хіба можна розгледіти в ньому молекули азоту, кисню, вуглекислого газу, води?

ДОСЛІДЖУЄМО НА УРОЦІ ТА ВДОМА

Пригадайте, у чому полягає розділення сумішей випарюванням.

У класі приготуйте розчин з води об'ємом 50 мл і кухонної солі масою 15 г налийте його у чашку для випарювання Поставте чашку на кільце штатива. Скляну лійку закріпіть у лапці лабораторного штатива розширеною частиною донизу над чашкою. Нагрівайте над полум’ям спиртівки чашку з розчином, поки вода повністю випарується. Поява на стінках лійки крапельок засвідчить, що розчинник випаровується.

Зверніть увагу на речовину, що залишилась на дні чашки, її колір, агрегатний стан. Наявність білої твердої речовини в чашці після випарювання доводить, що тверда розчинена речовина не випарувалася.

На цій властивості розчину кухонної солі базується промислове її видобування з ропи* солоних озер.

* Ропа — насичений соляний розчин у водоймах.

Вдома за допомогою нескладного досліду ви можете одержати відповідь на запитання про те, що має більшу густину — вода чи розчин кухонної солі.

Для його виконання вам знадобляться: 2 скляні банки об’ємом 0,5 л, вода кімнатної температури, кухонна сіль, столова ложка, двоє курячих яєць.

Заповніть обидві посудини на дві третини водою кімнатної температури. В одну з них додайте 3 повні столові ложки кухонної солі і ретельно перемішайте. Помістіть у кожну з посудин по курячому яйцю. Зверніть увагу на те, що в одній посудині яйце опустилося на дно, а в іншій тримається в товщі води. У якій саме? На основі одержаних результатів сформулюйте висновок про те, що має більшу густину — вода чи розчин солі у воді.

Інший дослід проведіть із цукром і водою Одну грудочку цукру покладіть у чашку з гарячою водою, іншу — в чашку з холодною. Спостерігайте, у якій із них цукор швидше розчиняється без помішування? Поясніть чому.

• 1. Дайте визначення розчину. Наведіть приклади розчинів у природі.
• 2. З яких компонентів складається розчин? Наведіть приклади.
• 3. У якій воді вміст розчинених речовин менший: джерельній, річковій, колодязній? Чому ви так вважаєте?
• 4. Поясніть, чим розчин відрізняється від неоднорідної суміші, а чим — від складної речовини?
• 5. Поміркуйте, чи залежить розчинність речовин від розчинника. Відповідь мотивуйте прикладами.
• 6. Напишіть назви всіх розчинених речовин, згадуваних у тексті параграфа.
• 7. Складіть перелік розчинників, про які ви дізналися із тексту параграфа. Доповніть його власними прикладами.
• 8. Заповніть таблицю необхідними відомостями.

Розчин	Агрегатний стан	Компоненти
Морська вода
Повітря
Оцет
Компот

• 9*. За однакових умов 80 г однієї речовини можна максимально розчинити у 200 г води, тоді як 150 г іншої речовини максимально розчиняється у 300 г води. Розчинність якої з речовин більша?

Уявіть, що хімічний стакан наповнений однорідною рідкою сумішшю речовин. Обговоріть і запропонуйте план експерименту для доведення. що компонентами цієї суміші є вода, повітря і кухонна сіль. Який із них ви назвете розчинником? Чому?