خصائص الماء كمذيب. ماء

المذيب الأكثر شيوعا على كوكبنا هو الماء. يحتوي جسم الشخص العادي الذي يبلغ وزنه 70 كجم على حوالي 40 كجم من الماء. في هذه الحالة، حوالي 25 كجم من الماء هو السائل الموجود داخل الخلايا، و15 كجم هو السائل خارج الخلية، والذي يشمل بلازما الدم والسائل بين الخلايا والسائل النخاعي والسائل داخل العين والمحتويات السائلة للجهاز الهضمي. في الكائنات الحيوانية والنباتية، يشكل الماء عادة أكثر من 50%، وفي بعض الحالات يصل محتوى الماء إلى 90-95%.

نظرًا لخصائصه الشاذة، يعد الماء مذيبًا فريدًا ومتكيفًا تمامًا مع الحياة.

بادئ ذي بدء، يذوب الماء الأيونية والعديد من المركبات القطبية بشكل جيد. تعود خاصية الماء هذه إلى حد كبير إلى ثابت العزل الكهربائي العالي (78.5).

فئة كبيرة أخرى من المواد القابلة للذوبان في الماء بسهولة تشمل المركبات العضوية القطبية مثل السكريات والألدهيدات والكيتونات والكحولات. يتم تفسير قابليتها للذوبان في الماء من خلال ميل جزيئات الماء إلى تكوين روابط قطبية مع المجموعات الوظيفية القطبية لهذه المواد، على سبيل المثال مع مجموعات الهيدروكسيل من الكحوليات والسكريات أو مع ذرة الأكسجين من مجموعة الكربونيل من الألدهيدات والكيتونات. فيما يلي أمثلة على الروابط الهيدروجينية المهمة للذوبان في المواد في النظم البيولوجية. بسبب قطبيته العالية، يسبب الماء التحلل المائي للمواد.

وبما أن الماء يشكل الجزء الرئيسي من البيئة الداخلية للجسم، فإنه يضمن عمليات الامتصاص وحركة العناصر الغذائية والمنتجات الأيضية في الجسم.

وتجدر الإشارة إلى أن الماء هو المنتج النهائي للأكسدة البيولوجية للمواد، وخاصة الجلوكوز. ويصاحب تكوين الماء نتيجة لهذه العمليات إطلاق كمية كبيرة من الطاقة - حوالي 29 كيلو جول / مول.

هناك خصائص شاذة أخرى للمياه مهمة أيضًا: التوتر السطحي العالي، اللزوجة المنخفضة، نقاط الانصهار والغليان العالية، والكثافة الأعلى في الحالة السائلة عنها في الحالة الصلبة.

يتميز الماء بوجود شركاء - مجموعات من الجزيئات المرتبطة بروابط هيدروجينية.

اعتمادًا على الألفة للماء، تنقسم المجموعات الوظيفية للجسيمات القابلة للذوبان إلى محبة للماء (تجذب الماء)، وتذوب بسهولة بالماء، وكارهة للماء (طاردة للماء)، وثنائية المحبة.

تشمل المجموعات المحبة للماء المجموعات الوظيفية القطبية: الهيدروكسيل -OH، الأمينو -NH 2، الثيول -SH، الكربوكسيل -COOH. تشمل المجموعات الكارهة للماء المجموعات غير القطبية، على سبيل المثال الجذور الهيدروكربونية: CH3-(CH2) p-، C6H5-. تشمل Hyphilic المواد (الأحماض الأمينية والبروتينات) التي تحتوي جزيئاتها على مجموعات محبة للماء (-OH، -NH 2، -SH، -COOH) ومجموعات كارهة للماء: (CH 3 - (CH 2) p، - ج6ح5-).

عندما تذوب المواد ثنائية المحبة، يتغير هيكل الماء نتيجة للتفاعل مع المجموعات الكارهة للماء. تزداد درجة ترتيب جزيئات الماء الموجودة بالقرب من المجموعات الكارهة للماء، ويتم تقليل اتصال جزيئات الماء بالمجموعات الكارهة للماء إلى الحد الأدنى. عندما ترتبط المجموعات الكارهة للماء، فإنها تدفع جزيئات الماء خارج موقعها.

طرق تنقية المياه- طرق فصل الماء عن الشوائب والعناصر غير المرغوب فيها. هناك عدة طرق للتنظيف وتنقسم جميعها إلى ثلاث مجموعات من الطرق:

· ميكانيكي

· الفيزيائية والكيميائية

· بيولوجي

أرخص - التنظيف الميكانيكي - يستخدم لفصل المواد المعلقة. الطرق الأساسية: التصفية والترسيب والتصفية. يتم استخدامها كمراحل أولية.

يتم استخدام المعالجة الكيميائية لفصل الشوائب غير العضوية القابلة للذوبان من مياه الصرف الصحي. عند معالجة مياه الصرف الصحي باستخدام الكواشف، فإنها تعمل على تحييدها وإطلاق مركبات مذابة وتغير لون مياه الصرف الصحي وتطهيرها.

يتم استخدام المعالجة الفيزيائية والكيميائية لتنقية مياه الصرف الصحي من الجزيئات الخشنة والدقيقة والشوائب الغروية والمركبات الذائبة. طريقة تنظيف عالية الإنتاجية ولكنها مكلفة في نفس الوقت.

تستخدم الطرق البيولوجية لإزالة المركبات العضوية الذائبة. تعتمد الطريقة على قدرة الكائنات الحية الدقيقة على تحلل المركبات العضوية الذائبة.

حاليًا، من إجمالي كمية مياه الصرف الصحي، يخضع 68% من إجمالي مياه الصرف الصحي للمعالجة الميكانيكية، و3% للمعالجة الفيزيائية والكيميائية، و29% للمعالجة البيولوجية. ومن المخطط في المستقبل زيادة حصة المعالجة البيولوجية إلى 80%، مما سيؤدي إلى تحسين جودة المياه المعالجة.

الطريقة الرئيسية لتحسين جودة تنقية الانبعاثات الضارة للمؤسسات في اقتصاد السوق هي نظام الغرامات، فضلا عن نظام رسوم استخدام مرافق المعالجة.

الهالوجينات(من اليونانية ἁlectός - ملح و γένος - الولادة، الأصل؛ في بعض الأحيان يتم استخدام الاسم القديم هاليدات) - العناصر الكيميائية للمجموعة السابعة عشرة من الجدول الدوري للعناصر الكيميائية لـ D. I. Mendeleev (حسب التصنيف القديم - عناصر المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة السابعة).

تتفاعل مع جميع المواد البسيطة تقريبًا، باستثناء بعض اللافلزات. جميع الهالوجينات عبارة عن عوامل مؤكسدة نشطة وبالتالي توجد في الطبيعة فقط في شكل مركبات. مع زيادة العدد الذري، يتناقص النشاط الكيميائي للهالوجينات، وينخفض النشاط الكيميائي لأيونات الهاليد F − , Cl − , Br − , I − , At −.

تشتمل الهالوجينات على الفلور F، والكلور Cl، والبروم Br، واليود I، والأستاتين At، وأيضًا (رسميًا) العنصر الاصطناعي ununseptium Uus.

جميع الهالوجينات غير معدنية. على مستوى الطاقة الخارجي، 7 إلكترونات هي عوامل مؤكسدة قوية. عند التفاعل مع المعادن، تحدث رابطة أيونية وتتكون الأملاح. يمكن للهالوجينات (باستثناء F)، عند تفاعلها مع المزيد من العناصر السالبة كهربيًا، أن تظهر أيضًا خصائص اختزال تصل إلى أعلى حالة أكسدة تبلغ +7.

ملامح كيمياء الفلور

العنصر الأكثر سالبية كهربية في الجدول الدوري، في جو من الفلور يحترق كل شيء، حتى الأكسجين!

معالفلور الحر هو غاز أصفر مخضر ذو رائحة نفاذة وكريهة مميزة. كثافته في الهواء 1.13، نقطة الغليان -187 درجة مئوية، نقطة الانصهار -219 درجة مئوية. الكتلة الذرية النسبية للفلور هي 19. والفلور أحادي التكافؤ في جميع مركباته. تتحد ذرات الفلور مع بعضها البعض لتكوين جزيئات ثنائية الذرة.

ويشكل الفلور مركبات، بشكل مباشر أو غير مباشر، مع جميع العناصر الأخرى، بما في ذلك بعض الغازات النبيلة.

يتحد الفلور مع الهيدروجين حتى عند -252 درجة مئوية. عند درجة الحرارة هذه، يتحول الهيدروجين إلى سائل ويتجمد الفلور، ومع ذلك يستمر التفاعل مع إطلاق قوي للحرارة يؤدي إلى حدوث انفجار. لفترة طويلة، لم يكن مركب الفلور مع الأكسجين معروفًا، ولكن في عام 1927، تمكن الكيميائيون الفرنسيون من الحصول على ثنائي فلوريد الأكسجين، الذي يتكون من عمل الفلور على محلول قلوي ضعيف:

2F 2 + 2NaOH = 2NaF + OF 2 + H 2 O.

لا يتحد الفلور بشكل مباشر مع النيتروجين، ولكن بشكل غير مباشر، تمكن متخصص الفلور المعروف أوتو روف من الحصول على ثلاثي فلوريد النيتروجين NF 3 في عام 1928. ومن المعروف أيضًا مركبات الفلور الأخرى المحتوية على النيتروجين. يشتعل الكبريت تحت تأثيره عند تعرضه للهواء. يشتعل الفحم في جو من الفلور عند درجات الحرارة العادية.

إن أبسط وسيلة لإطفاء الحرائق - الماء - تحترق في تيار من الفلور بلهب أرجواني فاتح.

جميع المعادن، في ظل ظروف معينة، تتفاعل مع الفلور. تشتعل المعادن القلوية في جوها حتى في درجة حرارة الغرفة. تتفاعل الفضة والذهب مع الفلور ببطء شديد في البرد، وعند تسخينهما يحترقان فيه. لا يتفاعل البلاتين مع الفلور في الظروف العادية، ولكنه يحترق فيه عند تسخينه إلى 500-600 درجة مئوية.

من مركبات الهالوجينات الأخرى مع المعادن، يزيح الفلور الهالوجينات الحرة ويحل محلها. يتم أيضًا استبدال الأكسجين بسهولة بالفلور الموجود في معظم مركبات الأكسجين. على سبيل المثال، يقوم الفلور بتحليل الماء وإطلاق الأكسجين (مع خليط من الأوزون):

ح2س + ف2 = 2НF + O.

بالاشتراك مع الهيدروجين، يشكل الفلور مركبًا غازيًا - فلوريد الهيدروجين HF. تسمى المحاليل المائية لفلوريد الهيدروجين بحمض الهيدروفلوريك. الغازي HF هو غاز عديم اللون ذو رائحة نفاذة وله تأثير ضار للغاية على أعضاء الجهاز التنفسي والأغشية المخاطية. الطريقة المعتادة للحصول عليه هي مفعول حمض الكبريتيك على الفلورسبار CaF 2:

CaF 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 + 2HF.

تتميز جزيئات فلوريد الهيدروجين بالقدرة على الارتباط (الجمع). عند درجة حرارة حوالي 90 درجة مئوية، يتم الحصول على جزيء HF بسيط بوزن جزيئي نسبي 20، ولكن عندما تنخفض درجة الحرارة إلى 32 درجة مئوية، تؤدي القياسات إلى صيغة مزدوجة H 2 F 2. عند درجة غليان فلوريد الهيدروجين التي تساوي 19.4 درجة مئوية، تظهر الروابط H 3 F 3 و H 4 F 4. في درجات الحرارة المنخفضة، يكون تكوين فلوريد الهيدروجين أكثر تعقيدًا.

يؤثر حمض الهيدروفلوريك على جميع المعادن باستثناء الذهب والبلاتين. يعمل حمض الهيدروفلوريك ببطء شديد على النحاس والفضة. والمحاليل الضعيفة منه ليس لها أي تأثير إطلاقاً على القصدير والنحاس والبرونز.

كما أن الرصاص مقاوم لحمض الهيدروفلوريك، المغطى بطبقة من فلوريد الرصاص، مما يحمي المعدن من المزيد من التدمير. لذلك، يستخدم الرصاص كمادة للمعدات المستخدمة في إنتاج حمض الهيدروفلوريك.

يؤدي ميل جزيئات HF إلى الارتباط إلى حقيقة أنه بالإضافة إلى الأملاح المتوسطة لحمض الهيدروفلوريك، تُعرف أيضًا الأملاح الحمضية، على سبيل المثال KHF 2 (يتم الحصول على الفلور منه عن طريق التحليل الكهربائي). وهذا هو اختلافه عن أحماض الهيدروهاليك الأخرى التي تعطي أملاحًا متوسطة فقط.

السمة المميزة لحمض الهيدروفلوريك، والتي تميزه عن جميع الأحماض الأخرى، هي تأثيره السهل للغاية على السيليكا SiO 2 وأملاح حمض السيليك:

SiO2 + 4НF = SiF4 + 2H2O.

رباعي فلوريد السيليكون SiF 4 هو غاز يتطاير أثناء التفاعل.

يعمل حمض الهيدروفلوريك على السيليكا، وهي جزء من الزجاج، ويؤدي إلى تآكل الزجاج، لذلك لا يمكن تخزينه في الأوعية الزجاجية.

من بين المواد العضوية، يعمل حمض الهيدروفلوريك على الورق والخشب والفلين، مما يؤدي إلى تفحمها. وله تأثير ضعيف على البلاستيك وليس له أي تأثير على البارافين على الإطلاق، وهو ما يستخدم عند تخزين حمض الهيدروفلوريك في الأوعية المصنوعة من هذه المادة.

Fالحيد شائع جدًا في الطبيعة. ونسبته في القشرة الأرضية تقترب من محتوى عناصر مثل النيتروجين والكبريت والكروم والمنغنيز والفوسفور. ومع ذلك، هناك اثنين فقط من معادن الفلورايد لهما أهمية صناعية - الفلورسبار والكرايوليت. بالإضافة إلى ذلك، يتم تضمين الفلور في كمية صغيرة نسبيا في تكوين الأباتيت. عندما تتم معالجة الفوسفات الطبيعي وتحويله إلى أسمدة صناعية، يتم الحصول على مركبات الفلورايد كمنتجات ثانوية.

الفلورسبار، المعروف أيضًا باسم الفلوريت، أو الفلور، هو في تركيبته فلوريد الكالسيوم CaF 2. في الطبيعة، يمكن العثور على الفلورسبار في شكل بلورات فردية وفي كتل مستمرة. يشرح الجيولوجيون تكوين رواسب الفلورسبار على النحو التالي. عندما بردت الكتلة السائلة لقشرة الأرض، تشكلت شقوق وفراغات بداخلها. وعندما تخترق المحاليل أو الغازات البركانية المحتوية على الفلور مثل هذه الفراغات التي تنشأ داخل الصخور المحتوية على الكالسيوم، يحدث تفاعل بين الكالسيوم الموجود في الصخر والفلور الموجود في المحلول أو الغاز. ونتيجة لهذا التفاعل، امتلأت الفراغات بكتلة من فلوريد الكالسيوم. هذا هو أصل الفلورسبار.

تنوع ألوان الفلورسبار رائع: يمكن أن يكون عديم اللون تمامًا (شفاف)، أبيض، وردي، أزرق، أخضر، أحمر، بنفسجي. ألوانه الأكثر شيوعًا هي الأخضر والأرجواني.

توجد رواسب سميكة من الفلورسبار في ولايات إلينوي وكنتاكي وكولورادو الأمريكية.

وجد عنصر الفلور حاليًا استخدامه الوحيد على نطاق واسع: في تطهير مياه الشرب. ولكن على عكس نظيره الكلور، الذي يخدم نفس الغرض بشكل مباشر، يتم استخدام الفلور بشكل غير مباشر. عمل الفلور على الماء ينتج الأوزون، الذي يستخدم لتعقيم مياه الشرب.

بالمناسبة، يدخل الفلورايد إلى أجسامنا مع مياه الشرب. مع نقص الفلورايد، تقل مقاومة مينا الأسنان للأحماض الموجودة في الطعام.

تعتبر العديد من المواد التي تحتوي على الفلور مهمة جدًا للعلوم والتكنولوجيا الحديثة. وقد اكتسبت مركبات الفلور مع الكربون، والتي تسمى مركبات الفلوروكربون، أهمية كبيرة. لا توجد في الطبيعة ويتم الحصول عليها بشكل مصطنع حصريًا. تتمتع مركبات الفلوروكربون بعدد من الخصائص القيمة: فهي لا تحترق ولا تتآكل ولا تتعفن وما إلى ذلك. إمكانيات تطبيقها العملي تتوسع باستمرار. على سبيل المثال، المشتقات المفلورة من أبسط الهيدروكربونات (CH 4، إلخ) - ما يسمى الفريون –تستخدم على نطاق واسع كمبردات في وحدات التبريد على متن السفن وعربات السكك الحديدية والثلاجات المنزلية وما إلى ذلك.

الكلور الجزيئي ومركباته الرئيسية

نظرًا لخصائصه الشاذة، يعد الماء مذيبًا فريدًا ومتكيفًا تمامًا مع الحياة.

يتميز الماء بوجود شركاء - مجموعات من الجزيئات المرتبطة بروابط هيدروجينية.

تلعب الحلول دورًا رئيسيًا في الطبيعة والعلوم والتكنولوجيا. الماء هو أساس الحياة ويحتوي دائمًا على مواد مذابة. تحتوي المياه العذبة من الأنهار والبحيرات على مواد قليلة ذائبة، بينما تحتوي مياه البحر على حوالي 3.5% من الأملاح الذائبة.

يُعتقد أن المحيط البدائي (في وقت نشأة الحياة على الأرض) كان يحتوي على 1% فقط من الأملاح الذائبة.

"في هذه البيئة تطورت الكائنات الحية لأول مرة؛ ومن هذا المحلول استمدوا الأيونات والجزيئات التي كانت ضرورية لمزيد من النمو والتطور... بمرور الوقت، تطورت الكائنات الحية وتحولت، حتى تمكنت من مغادرة البيئة المائية ثم تنتقل إلى الأرض ثم ترتفع إلى الهواء. "لقد حصلوا على هذه القدرات عن طريق تخزين محلول مائي في أجسامهم على شكل سوائل تحتوي على إمدادات حيوية من الأيونات والجزيئات"، هذه هي الكلمات التي استخدمها الكيميائي الأمريكي الشهير والحائز على جائزة نوبل لينوس بولينج لوصف دور المحاليل. في الطبيعة. داخل كل واحد منا، في كل خلية من جسدنا، هناك ذكريات عن المحيط الأساسي، المكان الذي نشأت فيه الحياة - المحلول المائي الذي يوفر الحياة نفسها.

في أي كائن حي، يتدفق باستمرار حل غير عادي عبر الأوعية - الشرايين والأوردة والشعيرات الدموية، والتي تشكل أساس الدم، والكسر الشامل للأملاح فيه هو نفسه كما هو الحال في المحيط الأساسي - 0.9٪. تتفاعل أيضًا العمليات الفيزيائية والكيميائية المعقدة التي تحدث في أجسام الإنسان والحيوان في المحاليل. ترتبط عملية هضم الطعام بنقل المواد ذات القيمة الغذائية العالية إلى المحلول. ترتبط المحاليل المائية الطبيعية ارتباطًا مباشرًا بعمليات تكوين التربة وتزويد النباتات بالمواد المغذية. تحدث مثل هذه العمليات التكنولوجية في الصناعات الكيميائية والعديد من الصناعات الأخرى، مثل إنتاج الأسمدة والمعادن والأحماض والورق، في المحاليل. يدرس العلم الحديث خواص المحاليل. دعونا نعرف ما هو الحل؟

تختلف المحاليل عن المخاليط الأخرى حيث يتم توزيع جزيئات الأجزاء المكونة فيها بالتساوي، وفي أي حجم صغير من هذا الخليط سيكون التركيب هو نفسه.

ولهذا السبب تم فهم المحاليل على أنها مخاليط متجانسة تتكون من جزأين متجانسين أو أكثر. جاءت هذه الفكرة من النظرية الفيزيائية للحلول.

يعتقد أتباع النظرية الفيزيائية للحلول، التي درسها فانت هوف وأرهينيوس وأوستوالد، أن عملية الذوبان هي نتيجة الانتشار.

D. I. يعتقد مندليف وأنصار النظرية الكيميائية أن الذوبان هو نتيجة التفاعل الكيميائي للمادة المذابة مع جزيئات الماء. وبالتالي، سيكون أكثر دقة تعريف الحل على أنه نظام متجانس يتكون من جزيئات المذاب والمذيب ومنتجات تفاعلها.

بسبب التفاعل الكيميائي للمادة المذابة مع الماء، يتم تشكيل مركبات - الهيدرات. عادة ما يكون التفاعل الكيميائي مصحوبًا بظواهر حرارية. على سبيل المثال، يؤدي ذوبان حمض الكبريتيك في الماء إلى إطلاق كمية هائلة من الحرارة بحيث يمكن أن يغلي المحلول، ولهذا السبب يُسكب الحمض في الماء، وليس العكس. ويصاحب ذوبان المواد مثل كلوريد الصوديوم ونترات الأمونيوم امتصاص الحرارة.

أثبت M. V. Lomonosov أن المحاليل تتحول إلى جليد عند درجة حرارة أقل من المذيب.

موقع الويب، عند نسخ المادة كليًا أو جزئيًا، يلزم وجود رابط للمصدر.

العودة إلى الأمام

انتباه! معاينات الشرائح هي لأغراض إعلامية فقط وقد لا تمثل جميع ميزات العرض التقديمي. إذا كنت مهتما بهذا العمل، يرجى تحميل النسخة الكاملة.

الغرض من الدرس:دراسة خصائص الماء.

أهداف الدرس:إعطاء فكرة عن الماء كمذيب، والمواد القابلة للذوبان وغير القابلة للذوبان؛ التعريف بمفهوم "التصفية"، وأبسط الطرق لتحديد المواد القابلة للذوبان وغير القابلة للذوبان؛ إعداد تقرير عن موضوع "الماء مذيب".

المعدات والمساعدات البصرية:الكتب المدرسية، كتب القراءة، دفاتر الملاحظات للعمل المستقل؛ مجموعات: أكواب فارغة ومع الماء المغلي؛ صناديق تحتوي على ملح الطعام والسكر ورمل النهر والطين؛ ملاعق صغيرة، وأقماع، ومرشحات مناديل ورقية؛ الغواش (الألوان المائية)، والفرش، وأوراق الانعكاس؛ العرض التقديمي المقدم في Power Point، جهاز عرض الوسائط المتعددة، الشاشة.

خلال الفصول الدراسية

I. اللحظة التنظيمية

ش.صباح الخير جميعا! (شريحة 1)
أدعوكم لحضور اللقاء الثالث لنادي العلوم المدرسي "نحن والعالم من حولنا".

ثانيا. توصيل موضوع الدرس والغرض منه

مدرس.اليوم لدينا ضيوف ومعلمون من مدارس أخرى حضروا اجتماع النادي. أقترح على رئيسة النادي أناستازيا بوروشينا افتتاح الاجتماع.

رئيس.اجتمعنا اليوم في اجتماع للنادي حول موضوع "الماء مذيب". مهمة جميع الحاضرين هي إعداد تقرير عن موضوع "الماء مذيب". في هذا الدرس سوف تصبح مرة أخرى باحثًا في خصائص الماء. سوف تقومون بدراسة هذه الخصائص في مختبراتكم، بمساعدة "الاستشاريين" - ميخائيل ماكارينكوف، وأوليسيا ستاركوفا، ويوليا ستينينا. وسيكون على كل مختبر إنجاز المهمة التالية: إجراء التجارب والملاحظات، وفي نهاية الاجتماع مناقشة خطة رسالة "الماء - المذيبات".

ثالثا. تعلم مواد جديدة

ش.بعد إذن الرئيس، أود أن أدلي بإعلاني الأول. (الشريحة 2) عقد طلاب من قرية ميرني مؤخرًا نفس الاجتماع حول موضوع "الماء مذيب". افتتح الاجتماع Kostya Pogodin، الذي ذكّر جميع الحاضرين بخاصية مذهلة أخرى للمياه: يمكن أن تتحلل العديد من المواد الموجودة في الماء إلى جزيئات صغيرة غير مرئية، أي تذوب. ولذلك فإن الماء مذيب جيد للعديد من المواد. بعد ذلك، اقترح ماشا إجراء تجارب وتحديد الطرق التي يمكن من خلالها الحصول على إجابة لسؤال ما إذا كانت المادة تذوب في الماء أم لا.
ش.في اجتماع النادي، أقترح عليك تحديد قابلية ذوبان مواد مثل ملح الطعام والسكر ورمل النهر والطين في الماء.
لنفترض ما هي المادة، في رأيك، سوف تذوب في الماء، والتي لن تذوب. عبر عن افتراضاتك وتخميناتك وتابع بيانك: (الشريحة 3)

ش.دعونا نفكر معًا في الفرضيات التي سنؤكدها. (الشريحة 3)
لنفترض... (يذوب الملح في الماء)
فلنقل... (سوف يذوب السكر في الماء)
ربما... (الرمل لا يذوب في الماء)
ماذا لو... (الطين لا يذوب في الماء)
ش.هيا، دعونا نجري تجارب ستساعدنا في معرفة ذلك. قبل العمل، سيذكرك الرئيس بقواعد إجراء التجارب ويوزع البطاقات التي تطبع عليها هذه القواعد. (الشريحة 4)
ص.انظر إلى الشاشة حيث تتم كتابة القواعد.

"قواعد إجراء التجارب"

يجب التعامل مع جميع الأجهزة بعناية. لا يمكن كسرها فحسب، بل يمكن أن تسبب الإصابة أيضًا.
أثناء العمل، لا يمكنك الجلوس فحسب، بل يمكنك الوقوف أيضًا.
يتم إجراء التجربة بواسطة أحد الطلاب (المتحدث)، والباقي يراقب بصمت أو يساعده بناءً على طلب المتحدث.
ولا يبدأ تبادل الآراء حول نتائج التجربة إلا بعد أن يسمح المتحدث لها بالبدء.
يجب أن تتحدثا مع بعضكما البعض بهدوء، دون إزعاج الآخرين.
لا يجوز الاقتراب من الطاولة وتغيير معدات المختبر إلا بإذن من الرئيس.

رابعا. العمل التطبيقي

ش.أقترح أن يختار الرئيس "استشاريًا" يقرأ بصوت عالٍ من الكتاب المدرسي (ص 85) إجراءات إجراء التجربة الأولى. (الشريحة 5)

1) ص.انتقد تجربة مع ملح الطعام. تحقق مما إذا كان ملح الطعام يذوب في الماء.
يأخذ "استشاري" من كل مختبر إحدى المجموعات المجهزة ويقوم بإجراء تجربة باستخدام ملح الطعام. يسكب الماء المغلي في كوب شفاف. صب كمية صغيرة من ملح الطعام في الماء. تراقب المجموعة ما يحدث لبلورات الملح وتتذوق الماء.
يقرأ الرئيس (كما في لعبة KVN) نفس السؤال لكل مجموعة، ويجيبهم ممثلو المختبرات.
ص.(الشريحة 6) هل تغير صفاء الماء؟ (الشفافية لم تتغير)
هل تغير لون الماء؟ (اللون لم يتغير)
هل تغير طعم الماء؟ (أصبح الماء مالحاً)
هل يمكننا القول أن الملح قد اختفى؟ (نعم انحلت واختفت ولم تظهر)
ش.استخلاص النتائج. (لقد ذاب الملح)(الشريحة 6)

ص.أطلب من الجميع المضي قدما في التجربة الثانية، والتي من الضروري استخدام المرشحات.
ش.ما هو الفلتر؟ (جهاز أو جهاز أو هيكل لتنقية السوائل والغازات من الجزيئات الصلبة والشوائب.)(الشريحة 7)
ش.اقرأ بصوت عالٍ الإجراء الخاص بإجراء تجربة التصفية. (الشريحة 8)
يمرر الطلاب الماء مع الملح من خلال مرشح، ويراقبون الماء ويتذوقونه.
ص.(الشريحة 9) هل بقي أي ملح على الفلتر؟ (لا يبقى ملح الطعام على الفلتر)
هل تغير طعم الماء؟ (طعم الماء لم يتغير)
هل تمكنت من إزالة الملح من الماء؟ (تمرير ملح الطعام عبر الفلتر مع الماء)
ش.استخلص استنتاجًا من ملاحظاتك. (ملح مذاب في الماء)(الشريحة 9)
ش.هل تم تأكيد فرضيتك؟
ش.كل شيء صحيح! أحسنت!
ش.قم بإعداد نتائج التجربة كتابةً في دفترك للعمل المستقل (ص 30). (الشريحة 10)

2) ص.(الشريحة 11) لنفعل الشيء نفسه خبرةمرة أخرى ولكن بدلا من الملح نضع ملعقة صغيرة السكر المحبب.
يأخذ «الاستشاري» من كل مختبر المجموعة الثانية ويجري تجربة على السكر. يسكب الماء المغلي في كوب شفاف. أضف كمية صغيرة من السكر إلى الماء. تراقب المجموعة ما يحدث وتتذوق الماء.
ص.(الشريحة 12) هل تغيرت شفافية الماء؟ (لم يتغير وضوح الماء)
هل تغير لون الماء؟ (لون الماء لم يتغير)
هل تغير طعم الماء؟ (صار الماء عذبا)
هل يمكننا القول أن السكر قد اختفى؟ (أصبح السكر غير مرئي في الماء فأذابه الماء)
ش.استخلاص النتائج. (لقد ذاب السكر)(الشريحة 12)

ش.مرر الماء والسكر من خلال مرشح ورقي. (الشريحة 13)
يمرر الطلاب الماء مع السكر من خلال مرشح، ويراقبون الماء ويتذوقونه.
ص.(الشريحة 14) هل بقي أي سكر في الفلتر؟ (السكر غير مرئي على الفلتر)
هل تغير طعم الماء؟ (طعم الماء لم يتغير)
هل تمكنت من إزالة السكر من الماء؟ (لم يكن من الممكن تنقية الماء من السكر، فقد مر عبر الفلتر مع الماء)
ش.استخلاص النتائج. (سكر مذاب في الماء)(الشريحة 14)
ش.هل تم تأكيد الفرضية؟
ش.يمين. أحسنت!
ش.قم بإعداد نتائج التجربة كتابيًا في دفتر ملاحظاتك للعمل المستقل. (الشريحة 15)

3) ص.(الشريحة 16) دعونا نتحقق من الأقوال والسلوك تجربة الرمال النهرية.
ش.اقرأ إجراءات إجراء التجربة في الكتاب المدرسي.
إجراء تجربة مع رمال النهر. تحريك ملعقة صغيرة من رمل النهر في كوب من الماء. دع الخليط يستقر. لاحظ ما يحدث لحبيبات الرمل والماء.
ص.(الشريحة 17) هل تغيرت شفافية الماء؟ (أصبح الماء غائما وقذرا)
هل تغير لون الماء؟ (لقد تغير لون الماء)
هل اختفت حبات الرمل؟ (تغوص حبيبات الرمل الأثقل إلى القاع، وتطفو الحبيبات الصغيرة في الماء، مما يجعلها غائمة)
ش.استخلاص النتائج. (الرمل لم يذوب)(الشريحة 17)

ش.(الشريحة 18) قم بتمرير محتويات الزجاج من خلال مرشح ورقي.
يمرر الطلاب الماء مع السكر من خلال مرشح ويراقبون ذلك.
ص.(الشريحة 19) ما الذي يمر عبر الفلتر وما الذي يبقى عليه؟ (يمر الماء من خلال الفلتر ولكن يبقى رمل النهر على الفلتر وتظهر حبات الرمل بوضوح)
هل تم تنظيف الماء من الرمال؟ (يساعد الفلتر على تنظيف المياه من الجزيئات التي لا تذوب فيها)
ش.استخلاص النتائج. (رمال النهر لا تذوب في الماء)(الشريحة 19)
ش.هل كان افتراضك حول ذوبان الرمل في الماء صحيحًا؟
ش.عظيم! أحسنت!
ش.قم بإعداد نتائج التجربة كتابيًا في دفتر ملاحظاتك للعمل المستقل. (الشريحة 20)

4) ص.(الشريحة 21) قم بنفس التجربة باستخدام قطعة من الطين.
إجراء تجربة مع الطين. تحريك قطعة من الطين في كوب من الماء. دع الخليط يستقر. لاحظ ماذا يحدث للطين والماء.
ص.(الشريحة 22) هل تغيرت شفافية الماء؟ (أصبح الماء غائما)
هل تغير لون الماء؟ (نعم)
هل اختفت جزيئات الطين؟ (تغوص الجزيئات الأثقل إلى القاع، وتطفو الجزيئات الأصغر في الماء، مما يجعلها غائمة)
ش.استخلاص النتائج. (الطين لا يذوب في الماء)(الشريحة 22)

ش.(الشريحة 23) قم بتمرير محتويات الزجاج من خلال مرشح ورقي.
ص.(الشريحة 24) ما الذي يمر عبر الفلتر وماذا يبقى عليه؟ (يمر الماء عبر الفلتر، وتبقى الجزيئات غير الذائبة على الفلتر).
هل تم تنقية الماء من الطين؟ (الفلتر يساعد على تنقية الماء من الجزيئات التي لم تذوب في الماء)
ش.استخلاص النتائج. (الطين لا يذوب في الماء)(الشريحة 24)
ش.هل تم تأكيد الفرضية؟
ش.أحسنت! كل شيء صحيح!

ش.أطلب من أحد أعضاء المجموعة قراءة الاستنتاجات المكتوبة في دفتر الملاحظات على جميع الحاضرين.
ش.هل أحد عنده أي إضافة أو توضيح؟
ش.دعونا نستخلص النتائج من التجارب. (الشريحة 25)
هل جميع المواد قابلة للذوبان في الماء؟ (يذوب الملح والسكر في الماء ولا يذوب الرمل والطين).
هل يمكن دائما استخدام الفلتر لمعرفة إذا كانت المادة تذوب في الماء أم لا؟ (تمر المواد المذابة في الماء عبر الفلتر مع الماء، وتبقى الجزيئات غير الذائبة على الفلتر)

ش.اقرأ عن قابلية ذوبان المواد في الماء في الكتاب المدرسي (ص 87).

ش.استنتج خصائص الماء كمذيب. (الماء مذيب ولكن لا تذوب فيه جميع المواد)(الشريحة 25)

ش.أنصح أعضاء النادي بقراءة القصة في مختارات "الماء مذيب" (ص 46). (الشريحة 26)
لماذا لم يتمكن العلماء بعد من الحصول على مياه نقية تماما؟ (لأن هناك المئات، وربما الآلاف من المواد المختلفة الذائبة في الماء)

ش.كيف يستخدم الناس قدرة الماء على إذابة مواد معينة؟
(الشريحة 27) يصبح الماء الذي لا طعم له حلوًا أو مالحًا بفضل السكر أو الملح، حيث يذوب الماء ويكتسب طعمه. يستخدم الإنسان هذه الخاصية عند تحضير الطعام: تخمير الشاي وصنع الكومبوت والحساء وتمليح وتعليب الخضار وصنع المربى.
(الشريحة 28) عندما نغسل أيدينا أو نغتسل أو نستحم، وعندما نغسل الملابس، نستخدم الماء السائل وخصائصه كمذيب.
(الشريحة 29) تذوب الغازات أيضًا في الماء، وخاصة الأكسجين. وبفضل هذا تعيش الأسماك وغيرها في الأنهار والبحيرات والبحار. عند ملامسة الهواء، يذيب الماء الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى الموجودة فيه. بالنسبة للكائنات الحية التي تعيش في الماء، مثل الأسماك، فإن الأكسجين المذاب في الماء مهم للغاية. إنهم بحاجة إليها للتنفس. إذا لم يذوب الأكسجين في الماء، فإن المسطحات المائية ستكون هامدة. ومع العلم بذلك، لا ينسى الناس تشبع الماء في الحوض الذي تعيش فيه الأسماك بالأكسجين، أو قطع ثقوب الجليد في الخزانات في الشتاء لتحسين الحياة تحت الجليد.
(الشريحة 30) عندما نرسم بالألوان المائية أو الغواش.

ش.انتبه للمهمة المكتوبة على السبورة. (الشريحة 31) أقترح وضع خطة جماعية لعرض تقديمي حول موضوع "الماء مذيب". ناقشها في مختبراتك.
الاستماع إلى خطط حول موضوع "الماء مذيب" من إعداد الطلاب.
ش.دعونا جميعًا نضع خطة للخطاب معًا. (الشريحة 31)

خطة نموذجية لخطاب حول موضوع "الماء مذيب"

مقدمة.
ذوبان المواد في الماء.
الاستنتاجات.
يستخدم الناس خصائص الماء لإذابة مواد معينة.

رحلة إلى قاعة المعارض.(الشريحة 32)

ش.عند إعداد رسالتك، يمكنك استخدام الأدبيات الإضافية التي اختارها الرجال والمتحدثون المساعدون حول موضوع اجتماعنا. (لفت انتباه الطلاب إلى معرض الكتب وصفحات الإنترنت)

خامسا: ملخص الدرس

ما هي خاصية الماء التي تمت دراستها في اجتماع النادي؟ (خاصية الماء كمذيب)
ما النتيجة التي توصلنا إليها بعد دراسة خاصية الماء هذه؟ (الماء مذيب جيد لبعض المواد).
هل تعتقد أنه من الصعب أن تكون باحثًا؟
ما الذي وجدته أكثر تحديًا أو إثارة للاهتمام؟
هل ستكون المعرفة المكتسبة أثناء دراسة خاصية الماء هذه مفيدة لك في وقت لاحق من حياتك؟ (الشريحة 33) (من المهم جدًا أن تتذكر أن الماء مذيب. فالماء يذيب الأملاح، وبعضها مفيد للإنسان وضار. لذلك، لا يمكنك شرب الماء من مصدر إذا كنت لا تعرف ما إذا كان نقيًا أم لا. ليس كذلك من أجل لا شيء يأكل الناس المثل القائل: "ليس كل الماء صالحًا للشرب".)

السادس. انعكاس

كيف نستخدم قدرة الماء على إذابة مواد معينة في دروس الفن؟ (عندما نرسم بالألوان المائية أو الغواش)
أقترح عليك، باستخدام خاصية الماء هذه، أن ترسم الماء في كوب باللون الذي يناسب حالتك المزاجية. (الشريحة 34)
"اللون الأصفر" - مزاج بهيج ومشرق وجيد.
"اللون الأخضر" - هادئ ومتوازن.
"اللون الأزرق" هو مزاج حزين، حزين، حزين.
اعرض ملاءاتك بالماء الملون في كوب.

سابعا. تقدير

وأشكر الرئيس و"الاستشاريين" وجميع المشاركين في الاجتماع على عملهم النشط.

ثامنا. العمل في المنزل

طاقة تكوين جزيئات الماء عالية فهي 242 كيلوجول/مول. وهذا ما يفسر ثبات الماء في الظروف الطبيعية. الاستقرار المقترن بالخصائص الكهربائية والبنية الجزيئية يجعل الماء مذيبًا عالميًا تقريبًا للعديد من المواد. يحدد ثابت العزل الكهربائي العالي أكبر قدرة على ذوبان الماء بالنسبة للمواد التي تكون جزيئاتها قطبية. ومن المواد غير العضوية، العديد من الأملاح والأحماض والقواعد قابلة للذوبان في الماء. من بين المواد العضوية، فقط تلك التي تشكل المجموعات القطبية في جزيئاتها جزءًا كبيرًا هي القابلة للذوبان - العديد من الكحوليات والأمينات والأحماض العضوية والسكريات وما إلى ذلك.

يصاحب ذوبان المواد في الماء تكوين روابط ضعيفة بين جزيئاتها أو أيوناتها وجزيئات الماء. وتسمى هذه الظاهرة الترطيب. تتميز المواد ذات البنية الأيونية بتكوين أغلفة مائية حول الكاتيونات بسبب روابط المانح والمستقبل مع زوج الإلكترونات الوحيد لذرة الأكسجين. يتم ترطيب الكاتيونات إلى حد أكبر، كلما كان نصف قطرها أصغر وكلما زادت شحنتها. الأنيونات، عادة ما تكون أقل رطوبة من الكاتيونات، تربط جزيئات الماء عبر روابط هيدروجينية.

في عملية إذابة المواد، يتغير حجم العزم الكهربائي لثنائي القطب لجزيئات الماء، ويتغير اتجاهها المكاني، وتنكسر بعض الروابط الهيدروجينية، ويتشكل بعضها الآخر. وتؤدي هذه الظواهر مجتمعة إلى إعادة هيكلة البنية الداخلية.

تعتمد ذوبان المواد الصلبة في الماء على طبيعة هذه المواد ودرجة حرارتها وتختلف في حدود واسعة. زيادة درجة الحرارة في معظم الحالات تزيد من ذوبان الأملاح. ومع ذلك، فإن قابلية ذوبان المركبات مثل CaSO 4 ·2H 2 O، Ca(OH) 2 تتناقص مع زيادة درجة الحرارة.

مع الذوبان المتبادل للسوائل، أحدها الماء، من الممكن حدوث حالات مختلفة. على سبيل المثال، يمتزج الكحول والماء مع بعضهما البعض بأي نسبة، لأن كلاهما قطبي. البنزين (سائل غير قطبي) غير قابل للذوبان عمليا في الماء. الحالة الأكثر عمومية هي حالة الذوبان المتبادل المحدود. ومن الأمثلة على ذلك أنظمة الماء-الأثير والماء-الفينول. عند تسخينها، تزداد الذوبانية المتبادلة لبعض السوائل، بينما تنخفض بالنسبة للآخرين. على سبيل المثال، بالنسبة لنظام الماء والفينول، تؤدي زيادة درجة الحرارة فوق 68 درجة مئوية إلى قابلية ذوبان متبادلة غير محدودة.

الغازات (على سبيل المثال، NH 3، CO 2، SO 2) قابلة للذوبان بدرجة عالية في الماء، كقاعدة عامة، في الحالات التي تدخل فيها تفاعل كيميائي مع الماء؛ عادة ما تكون ذوبان الغازات منخفضة. مع ارتفاع درجة الحرارة، تقل ذوبان الغازات في الماء.

وتجدر الإشارة إلى أن ذوبان الأكسجين في الماء أعلى بحوالي مرتين من ذوبان النيتروجين. ونتيجة لذلك، فإن تكوين الهواء المذاب في الماء في الخزانات أو مرافق المعالجة يختلف عن الهواء الجوي. يتم إثراء الهواء المذاب بالأكسجين، وهو أمر مهم جدًا للكائنات الحية التي تعيش في البيئة المائية.

تتميز المحاليل المائية، مثلها مثل أي محاليل أخرى، بانخفاض درجة التجمد وزيادة درجة الغليان. تتجلى إحدى الخصائص العامة للمحاليل في ظاهرة التناضح. إذا تم فصل محلولين بتركيزات مختلفة بواسطة حاجز شبه منفذ، فإن جزيئات المذيب تخترق من خلاله من محلول مخفف إلى محلول مركز. يمكن فهم آلية التناضح إذا اعتبرنا أنه، وفقًا للمبدأ الطبيعي العام، تميل جميع الأنظمة الجزيئية إلى حالة التوزيع الأكثر تجانسًا (في حالة وجود محلولين، الميل إلى مساواة التركيزات على جانبي تقسيم).