Растворение без исчезновения: модель частиц

Опорная карта

Увеличенная 3D-модель растворения: цвета и размеры частиц условны; это не микрофотография.

Ситуация и вопрос

В первом уроке соль «пропала» из поля зрения. Теперь нам нужна модель, которая объяснит прозрачную воду и сохранение соли одновременно.

Новые слова без пропусков

Растворитель — компонент, в котором распределяется другое вещество; здесь вода. Растворённое вещество — здесь соль. Раствор — однородная смесь растворителя и растворённого вещества. Частица в этой главе — условная очень маленькая единица модели; о том, какие именно частицы соли и воды существуют, узнаем позже. Модель — способ объяснения и предсказания, не фотография. При растворении поваренной соли её кристалл распадается на ионы, которые окружаются молекулами воды; пока мы рисуем их условными шариками. Плавление — переход твёрдого вещества в жидкость из-за изменения условий, а не смешение с растворителем.

Атом — маленькая частица химического элемента; элемент и строение атома изучим дальше. Молекула — группа связанных атомов; вода состоит из молекул. Ион — частица с электрическим зарядом; у поваренной соли есть положительные и отрицательные ионы. Когда соль растворяется, эти ионы расходятся в воде. Шарики на рисунке обозначают частицы условно: их реальные размеры, расстояния и движение здесь не показаны.

Предскажите

До схемы предположите: если в одинаковых стаканах комнатной воды размешать одну и две маленькие мерные ложки соли, исчезнет ли масса соли? Можно ли бесконечно добавлять её в тот же объём воды? Не проверяйте предел на вкус.

Исследуйте или разберите данные

Сравните два прозрачных стакана одинаковой воды. В один взрослый добавляет небольшую одинаковую меру пищевой соли, другой остаётся контролем. Нарисуйте крупинки до перемешивания и условные точки после. Подпишите, что видели, и что добавила модель. При отсутствии материалов используйте учебные данные: вода прозрачна до и после; крупинки не видны после достаточного размешивания небольшой порции.

Разобранный пример

Разобранный вывод: к 100 г воды добавили 5 г соли; если при переносе ничего не потеряно, масса содержимого после растворения равна 105 г. Массу посуды считайте отдельно. Формула: масса раствора = масса воды + масса внесённой соли. Масса всей закрытой системы до и после растворения одинакова. Объёмы не обязаны складываться так же. Для открытого сосуда при испарении нужно учесть ушедший пар.

Где легко ошибиться

Ошибка: «Соль растаяла». Это слово обычно описывает плавление льда или другого твёрдого вещества; здесь соль растворилась в воде. Ещё ошибка — рисовать частицы масштаба рисовых зёрен: схема увеличена и показывает отношения, не реальные размеры и цвета.

Перенос в новый случай

Почему фильтр, задерживающий песок, не задерживает растворённую соль? Предложите объяснение на видимом и на модельном уровне. Скажите, какой опыт мог бы опровергнуть вашу модель.

Ответ и проверка памяти

Ответ: через бытовой бумажный фильтр проходят вода и растворённые компоненты; крупные песчинки остаются. На модели мелкие частицы раствора проходят через поры фильтра. Реальный размер пор и частиц здесь не показан в масштабе. Нарисуйте по памяти три кадра: кристалл + вода → распределение → однородный раствор; проверьте себя завтра и через неделю.

Таблица исследователя

Когда вернуться

Закройте страницу и через 10 минут воспроизведите карту, определите термины своими словами и решите новый случай. Через сутки и через неделю повторите без подсказки. Если ошибка осталась, вернитесь к разобранному примеру и запишите, какой шаг был пропущен.

Вода из крана, воздух, соль: что здесь смесь?

Спасти соль из смеси: фильтр, оседание, испарение