Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Udostępnij materiał Zapisz jako PDF

Charakterystyczna budowa cząsteczek wody sprawia, że z wodą nie mieszają się wszystkie substancje, ale tylko te, które również są polarne. Każda substancja rozpuszcza się w wodzie w różnym stopniu, a zdolność tę określa między innymi rozpuszczalność. Jej wartość zmienia się wraz z temperaturą. Ilość rozpuszczonej w wodzie substancji można wyrazić za pomocą stężenia procentowego. Woda i jej roztwory mają wielkie znaczenie dla człowieka, dlatego warto dbać o czystość istniejących na Ziemi jej zasobów i oszczędnie z nich korzystać.

Rsm4iIOkyP8zv1
Przez rabunkową gospodarkę zasobami wody ludzkość doprowadziła do znacznego uszczuplenia zapasów tej życidajnej substancji
i8Dvj69M1V_d5e252

1. Budowa cząsteczki wody

RcMR4VeMpCzyf1
Woda ma budowę polarną: na atomie tlenu znajduje się cząstkowy ładunek ujemny (biegun ujemny), a na atomach wodoru występuje cząstkowy ładunek dodatni (biegun dodatni)
i8Dvj69M1V_d5e287

2. Procesy zachodzące podczas rozpuszczania w wodzie

Rr55lzgg2qRhD1
Zachowanie się substancji w wodzie podczas rozpuszczania

Woda rozpuszcza substancje, które tak jak ona zbudowane są z cząsteczek polarnych. Polarne związki kowalencyjne mogą zachowywać się w wodzie w różny sposób: niektóre pozostają w niej jako cząsteczki (np. sacharoza), inne zaś mogą ulec pod jej wpływem rozpadowi na jony (np. kwasy). Jeśli związki jonowe (np. chlorek sodu) rozpuszczają się w wodzie, to podczas tego procesu ulegają rozpadowi, a jony z sieci krystalicznej przechodzą do roztworu.

i8Dvj69M1V_d5e326

3. Zawiesiny, koloidy, roztwory właściwe

Nie wszystkie substancje dobrze rozpuszczają się w wodzie, tworząc roztwory właściwe. Niektóre z nich nie ulegają rozpadowi na pojedyncze drobiny, ale tworzą w wodzie większe skupiska. W zależności od wielkości powstałych cząstek ich mieszaniny z wodą mają różne nazwy: koloid (roztwór koloidalny) lub zawiesina.

R11MrFR9en4aj1
Przykłady mieszanin tworzonych przez wodę i inne substancje

Rodzaj mieszaniny

Roztwór właściwy

Roztwór koloidalny

Zawiesina

Wielkość cząstek

wielkość cząstek jest mniejsza od 1 nm (10-9 m)

wielkość cząstek zawiera się w przedziale od 1 do 200 nm (10-9 m 200·10-9 m)

wielkość cząstek jest większa od 200 nm (200 · 10-9 m)

Przykłady

mieszanina wody z:
cukrem (sacharozą), glukozą, solą kuchenną sodą oczyszczoną, sokiem

mieszanina wody z:
żelatyną, białkiem jaja kurzego

mieszanina wody z:
kredą, trocinami, piaskiem

ocet

mleko

esencja herbaciana

kleik skrobiowy (kisiel z mąki ziemniaczanej otrzymany na gorąco)

atrament

i8Dvj69M1V_d5e365

4. Czynniki wpływające na szybkość rozpuszczania się substancji w wodzie

R1XQShRlsRPnW1
Wpływ różnych czynników na proces rozpuszczania
i8Dvj69M1V_d5e400

5. Roztwór stężony i rozcieńczony

RqN4b2OdCQ7Zl1
Rodzaje roztworów
i8Dvj69M1V_d5e434

6. Rozpuszczalność substancji

Rozpuszczalnością nazywamy maksymalną ilość substancji, jaka może rozpuścić się w 100 g rozpuszczalnika w danej temperaturze i pod stałym ciśnieniem. Zależność rozpuszczalności substancji od temperatury przedstawiona na wykresie nazywana jest krzywą rozpuszczalności.

R3Ny5Q8pHlfod1

Na podstawie znajomości rozpuszczalności substancji można:

  • określić maksymalną ilość substancji, która może rozpuścić się we wskazanej masie wody w danej temperaturze,

  • ocenić, czy podana ilość substancji może rozpuścić się w określonej masie wody i temperaturze.

i8Dvj69M1V_d5e482

7. Stężenie procentowe roztworu

Stężenie procentowe roztworu

Wzór na stężenie procentowe

Wzór na masę substancji

Wzór na masę roztworu

cp = msmr · 100%
ms =  cp · mr100%
mr = mscp · 100%
mr = msmrozp.

cp – stężenie procentowe
ms – masa substancji
mr – masa roztworu
mrozp. – masa wody

i8Dvj69M1V_d5e517

8. Gęstość roztworu a jego masa i objętość

Gęstość roztworu a jego masa i objętość

Wzór na gęstość

Masa roztworu

Objętość roztworu

d = mrVr
mr = d · Vr
Vr = mrd

d – gęstość roztworu
mr – masa roztworu
Vr – objętość roztworu

i8Dvj69M1V_d5e551

9. Zasoby wodne Ziemi

R1WjdENQSorSB1
i8Dvj69M1V_d5e585

10. Sposoby oszczędzania wody

R6hddYmy9I7Tx1
Sposoby oszczędzania wody
i8Dvj69M1V_d5e620

Zadania

Pamiętam i rozumiem

  • Wyjaśnij pojęcia: rozpuszczalności, stężenia procentowego, gęstości roztworu.

  • Opisz budowę cząsteczki wody.

  • Jakie substancje rozpuszczają się w wodzie – polarne czy niepolarne?

  • Omów sposoby zachowania się substancji kowalencyjnych i jonowych podczas ich rozpuszczania się w wodzie.

  • Oblicz, ile gramów substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika znajduje się w 100 g 8‑procentowego roztworu chlorku sodu.

  • Oblicz, ile wody znajduje się w 120 g 4‑procentowego roztworu.

  • Na podstawie krzywych rozpuszczalności oceń, ile gramów chlorku potasu rozpuści się w 100 g wody w temperaturze 10°C.

  • Oblicz, ile gramów azotanu(V) potasu można maksymalnie rozpuścić w 200 g wody w temperaturze 60°C. Skorzystaj z krzywych rozpuszczalności.

  • Na podstawie obliczeń oceń, w jakiej masie wody należy rozpuścić 20 g azotanu(V) sodu, aby otrzymać nasycony roztwór w temperaturze 10°C. Skorzystaj z krzywych rozpuszczalności.

  • Oblicz, ile gramów wody i sacharozy (cukru spożywczego) znajduje się w 84,5 g roztworu nasyconego w temperaturze 100°C. Skorzystaj z krzywych rozpuszczalności.

  • Oblicz stężenie procentowe nasyconego w temperaturze 40°C roztworu jodku potasu.

  • Oblicz, ile waży 350 cmIndeks górny 3 roztworu o gęstości 1,10 gcm3.

  • Oblicz, ile wody należy dodać do 40 g 10‑procentowego roztworu chlorku sodu, aby otrzymać roztwór 1‑procentowy.

  • Uporządkuj mieszaniny: roztwory właściwe, zawiesiny, koloidy z względu na wielkość tworzących je cząstek.

  • Wymień znane ci sposoby oszczędnego gospodarowania wodą.

Czytam i interpretuję

  • Na podstawie krzywych rozpuszczalności określ, jak wraz z temperaturą zmienia się maksymalna masa chlorku potasu, jaką można rozpuścić w 100 g wody.

  • Porównaj krzywe rozpuszczalności dla chlorku sodu i potasu. Wskaż zakresy temperatur, w których chlorek sodu ma wyższą rozpuszczalność niż chlorek potasu, oraz przedział, w którym chlorek potasu rozpuszcza się w większej masie w 100 g wody.

  • Odczytaj z wodomierza w twoim domu pobór wody zimnej i ciepłej w odstępach kilkudniowych. Na podstawie uzyskanych danych oblicz, ile wody zużywa się w przeliczeniu na dzień i jednego mieszkańca.

  • Znajdź w domu produkty spożywcze i artykuły gospodarstwa domowego, na etykietach których są wymienione stężenia procentowe niektórych składników. W przypadku jednego z artykułów (roztworu) oblicz, ile gramów substancji rozpuszczonej o podanym na etykiecie stężeniu procentowym znajduje się w opakowaniu. Przyjmij, że gęstość cieczy wynosi 1gcm3.

Rozwiązuję problemy

  • Odpowiedz, który z roztworów tej samej substancji – nasycony czy nienasycony – o identycznej masie zawiera więcej:

    • substancji rozpuszczonej,

    • rozpuszczalnika.

  • Uporządkuj podane roztwory według liczby gramów substancji rozpuszczonej w roztworze:

    • 20 g 5‑procentowego roztworu,

    • 50 g 4‑procentowego roztworu,

    • 4 g 10‑procentowego roztworu.

  • Na podstawie obliczeń wskaż roztwór, który zawiera więcej substancji rozpuszczonej:

    • I – 310 g nasyconego w temperaturze 80°C roztworu siarczanu(VI) miedzi(II),

    • II – 308 g nasyconego w temperaturze 100°C roztworu jodku potasu.
      Podczas rozwiązywania zadania skorzystaj z krzywych rozpuszczalności.

  • Określ, który z dwóch roztworów zawiera więcej substancji rozpuszczonej:

    • I – 150 g 20‑procentowego roztworu,

    • II – 150 cmIndeks górny 3 roztworu 20‑procentowego o gęstości 1,10 gcm3.

  • Trzech uczniów miało za zadanie uzyskać roztwór 2‑procentowy z otrzymanego od nauczyciela roztworu. Każdy z uczniów dostał inny roztwór:

    • uczeń 1. – 25 g roztworu 8‑procentowego,

    • uczeń 2. – 10 g roztworu 10‑procentowego,

    • uczeń 3. – 20 g roztworu 5‑procentowego.
      Na podstawie obliczeń oceń, który z uczniów uzyskał po rozcieńczeniu roztwór o największej, a który – o najmniejszej masie.

i8Dvj69M1V_d5e760

Projekt badawczy

Woda

Tytuł projektu

Woda

Temat projektu

Czy bez wody da się żyć? Czy bez wody można korzystać ze zdobyczy cywilizacji?

Badana hipoteza

Woda jest potrzebna w każdej dziedzinie życia.
lub
Są dziedziny życia, gałęzie przemysłu, w których można obyć się bez wody. Na przykład niektóre przedmioty i materiały można wyprodukować bez jej udziału (do nich należą m.in. tworzywa sztuczne, papier, szkło, tkaniny, benzyna).
lub
Prąd elektryczny wytwarza się bez udziału wody.
lub
Do produkcji telefonów komórkowych nie jest potrzebna woda.
lub
Na Ziemi są organizmy (np. kaktusy), które mogą żyć bez wody.
i in.

Materiały źródłowe

Książki i prasa popularnonaukowa, podręczniki, strony WWW zakładów przemysłowych, muzeów (np. techniki), rozmowy z pracownikami zakładów wytwórczych

Uczeń

Co dokładnie mam zamiar zrobić, by sprawdzić, czy hipoteza jest prawdziwa?

Informacje na temat organizmów
Dowiedzieć się, jaką rolę pełni woda w organizmach. Znaleźć informację, czy istnieją organizmy, które mogą żyć bez wody. Ustalić, czy kaktusy (lub inne wymienione w hipotezie organizmy) nie potrzebują wody do życia.

Informacje na temat gałęzi przemysłu
Sprawdzić, w jaki sposób wytwarzane są przedmioty i materiały wskazane w hipotezie, prąd elektryczny i inne wymienione przez uczniów. Jeśli przedmioty składają się z wielu elementów, to trzeba zdobyć takie informacje w przypadku każdego z nich.

Co trzeba przygotować, by zweryfikować hipotezę?

Zdobyć informacje

Co będę obserwować (mierzyć)?

Zdobywać i selekcjonować informacje

Czas trwania

Kilka dni lub tygodni

Wyniki

Przygotowanie prezentacji w postaci plakatu lub w innej formie

Wniosek

Zgodny z otrzymanymi wynikami

Czego się nauczyłam/em podczas tego projektu?

i8Dvj69M1V_d5e794