Какие частицы остаются в растворе?

Опорная карта

Схема модели

Работа только с бумагой, калькулятором и данными. Не нагревайте, не пробуйте и не нюхайте образцы, не смешивайте бытовую химию и не проводите электрические опыты. Прозрачность и обычная фильтрация не доказывают, что вода пригодна для питья.

Ситуация и вопрос

После растворения сахара и соли отдельные крупинки не видны. Значит ли это, что обе смеси содержат одинаковые частицы? Внешнее сходство не даёт такого вывода. Используйте сведения о строении сахарозы и ионного кристалла NaCl из предыдущих уроков.

Новые слова без пропусков

Растворение приводит к распределению компонента в растворителе. Молекулы сахарозы C₁₂H₂₂O₁₁ при обычном растворении остаются молекулами сахарозы. NaCl — ионный кристалл; при его растворении в воде образуются гидратированные Na⁺ и Cl⁻. Диссоциация здесь означает разделение ионов, ранее удерживаемых кристаллической решёткой.

Предскажите

Предскажите: схема с отдельными молекулами NaCl среди воды подходит обычному водному раствору соли? А схема, где у сахарозы самопроизвольно исчезают атомы? Назовите, какие ограничения накладывают сохранение атомов и электрического заряда.

Исследуйте или разберите данные

Запишите модель NaCl(s) → Na⁺(aq) + Cl⁻(aq). s обозначает твёрдое состояние, aq — частицы в водной среде. Изобразите четыре Na⁺ и четыре Cl⁻; суммарный заряд нулевой. Отдельно нарисуйте четыре целые молекулы сахарозы, условно обозначив каждую одной карточкой.

Разобранный пример

5 г соли полностью растворили в 95 г воды в системе без потерь: масса раствора 100 г. Для 0,10 моль формульных единиц NaCl по составу получаем 0,10 моль Na⁺ и 0,10 моль Cl⁻ при принятой модели полной диссоциации. Количество ионов не равно количеству молекул воды.

Где легко ошибиться

Ошибка: «невидимо — значит исчезло» или «все растворённые вещества превращаются в ионы». Молекулярное и ионное строение различаются. Растворение не всегда является химической реакцией; некоторые другие вещества взаимодействуют с водой, поэтому модель сахара нельзя объявлять универсальной.

Перенос в новый случай

Новый случай: дано 0,20 моль NaCl и достаточно воды для полного растворения. Найдите количества каждого вида ионов и их сумму. Объясните, почему удвоение числа считаемых частиц не нарушает сохранение массы. Реальный опыт и электрические измерения не нужны.

Ответ и проверка памяти

Проверка: 0,20 моль Na⁺ и 0,20 моль Cl⁻, всего 0,40 моль ионов. Считаемые сущности изменили группировку, а атомы и заряд сохранились. Закройте рисунок и восстановите различие сахарозы и NaCl, включая значение aq и границы модели.

Задание

Для 0,30 mol NaCl при полной диссоциации сколько mol Na⁺ и Cl⁻? Суммарный заряд?

Ответы

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.

Источники и границы

• OpenStax: dissolution

Как отличить раствор от взвеси?

Почему вещество перестаёт растворяться?