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?

Na szybkość rozpuszczania się substancji ma wpływ wiele czynników
Już wiesz
  • 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.

Nauczysz się
  • 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 roztworem. Każdy roztwór składa się z rozpuszczalnika 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.

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 rozpuszczalność 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.

Obserwacja 1

Zbadanie, od czego zależy szybkość rozpuszczania się substancji w wodzie.

Co będzie potrzebne
  • ciepła woda,

  • zimna woda

  • cukier kryształ,

  • cukier puder,

  • łyżeczka,

  • 6 szklanek.

Instrukcja

Etap 1: zimna woda

  1. Napełnij szklankę zimną wodą do 1/4 objętości.

  2. Nasyp do szklanki jedną łyżeczkę cukru i mieszaj do momentu, aż cukier się rozpuści.

  3. Wsypuj następne łyżeczki cukru, ale za każdym razem mieszaj uważnie i obserwuj, czy po wsypaniu kolejnej łyżeczki cukier się rozpuszcza.

  4. Przerwij doświadczenie, gdy zauważysz, że mimo mieszania cukier już się nie rozpuszcza. Zanotuj, ile cukru rozpuściło się w 1/4 szklanki zimnej wody.

  5. Dolej wody, by szklanka była napełniona do połowy, i spróbuj ponownie rozmieszać cukier.

Etap 2: ciepła woda

  1. Napełnij szklankę ciepłą wodą do 1/4 objętości.

  2. 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

  1. Dwie szklanki napełnij do połowy ciepłą wodą.

  2. 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

  1. Napełnij dwie szklanki jednakową ilością zimnej wody.

  2. Nasyp do jednej szklanki łyżeczkę cukru pudru, a do drugiej – łyżeczkę cukru zwykłego. Zawartość szklanek wymieszaj. Oceń, który rodzaj cukru rozpuścił się szybciej.

Podsumowanie

Rozpuszczalność substancji stałych w cieczach można przyspieszyć poprzez:

  • podwyższanie temperatury rozpuszczalnika;

  • mieszanie roztworu podczas rozpuszczania;

  • rozdrobnienie substancji rozpuszczanej.

Ciekawostka

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.

Ciekawostka

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.

Praca domowa
Polecenie 1.1

Dowiedz się, jakie roztwory wodne występują w twoim otoczeniu.

Zobacz także

Zajrzyj do zagadnień pokrewnych:

Słowniczek

roztwór

mieszanina jednorodna rozpuszczalnika i substancji rozpuszczonej; najczęściej spotykamy roztwory wodne, np. ocet jest roztworem kwasu octowego w wodzie

rozpuszczalnik

substancja, w której rozpuszczają się drobiny innych substancji; najbardziej rozpowszechnionym rozpuszczalnikiem jest woda

rozpuszczalność

zdolność substancji do rozpuszczenia się w innej substancji

Zadania

Ćwiczenie 1
Ćwiczenie 2
Ćwiczenie 3
Ćwiczenie 4
Ćwiczenie 5
Ćwiczenie 6