Предоставлена исключительно в образовательных
жүктеу/скачать 7,83 Mb. Pdf көрінісі
|
часть (около 80%) периодической таблицы. Элементы в группах с 1 по 13 (кроме водорода и бора) являются металлами. Только одиннадцать элементов в таблице являются неметаллами - H, C, N, O, P, S, Se, F, Cl, Br и I, а элементы в группе 18 - благородными газами. Однако среди этих элементов есть металлоиды B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po и At. А такие элементы как Sn, Pb и Bi имеют металлические свойства. При комнатной температуре все металлы имеют серебристый блеск и находятся в твердом состоянии (кроме Hg, которая находится в жидком состоянии). Неметаллы имеют тусклые цвета и находятся в твердом состоянии, например, S (желтый) и I2 (черный), в жидком состоянии, например, Br2(коричневый) и в газообразном состоянии, например, N2 (бесцветный), O2 (бесцветный), F2 (желтый) и Cl2 (зеленовато-желтый). Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Some elements have properties of metals and nonmetals more at the same time. Such elements are called metalloids. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Science in context Noble gases are used in light lamps. Neon produces a reddish orange colour. Argon and helium are combined to produce dim blue light. Facts There are only two elements (mercury and bromine) in the Periodic table that are liquid at room temperature. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Activity Physical and chemical properties of metals, nonmetals and amphoteric elements Materials : helium balloon He, sulfur S, iodine I2 crystals, carbon C coal, red phosphorus P, sodium Na or potassium K metals, magnesium Mg, zinc Zn, copper Cu plate, iron Fe nail, aluminium Al foil, chlorine Cl2 gas, bromine Br2 solution and hydrochloric acid HCl solution. Procedure: 1. Write main physical properties of metals and nonmetals in the table. 2. Add 1-2 lumps of each metal to acid. 3. Write reactions of metals with hydrochloric acid HCl. Conclusion: Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Facts Is nitinol an alloy with memory? Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Nitinol is typically composed of approximately 55% of Ni and 45% of Ti. Nitinol is a titaniumnickel wire that exhibits superelasticity. It can be out of shape and will spring back to its original shape. Nitinol is deformed at a low temperature, and heated to recover its original shape. Terminology to occupy space - көлем алу / занимать пространство; lustre - жылтырақ / блеск; metalloid - металлоид / металлоид; dull - күңгірт / тусклый; conductivity - өткізгіштік / проводимость; brittle - морт, сынғыш / хрупкий; malleable - қақтауға төзімді / ковкий; ductile - созылмалы / тягучий. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Problems: Periodic table of chemical elements 1. Mendeleev left some places empty in his periodic table when he was arranging the elements according to increasing atomic weight. Why did he do so? Explain. 2. How many elements are there in first four periods respectively? 3. Which elements have similar chemical properties to chlorine Cl? 4. Which elements are found in the gaseous state in the form of monoatomic structure at room temperature? 5. Determine the group and period numbers of: a. Hydrogen, of which the electron configuration is 1s1 b. Helium, of which the electron configuration is 1s2 6. Determine the place of aluminium Al element in the Periodic Table, if its electron configuration is 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1. 7. Write down the electron configurations of the following elements: B, P, Zn and Ga. 8. Determine the places of the elements Sc, Fe, Ni and Cu in the Periodic Table. 9. What is the number of electrons of an element which is located in the 3rd period and group 4 of the Periodic Table? Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 10. What is the number of electrons of an element which is located in 4th period and group 14 of the Periodic Table? 11. A X3+ ion has 10 electrons. What are the group and period numbers of the X atom in the Periodic Table? 12. An Y3+ ion has 28 electrons. What are the group and period numbers of the Y atom in the Periodic Table? 13. An Z2-ion has 18 electrons. What are the group and period numbers of the Z atom in the Periodic Table? 14. The atomic mass number of X is 70, and the number of neutrons of X is 39. What are the group and period numbers of element X in the Periodic Table? 15. For a neutral Br atom: a. Find the number of neutrons and protons in the nucleus. b. How many s electrons does it have in total? c. How many electrons does it have in 4p orbitals? d. Which type of orbital has the more electron than other? 16. The ions 21X3+ and Y2– have the same electron configuration. Find the place of Y in the Periodic Table. 17. Find the numbers of valence electrons for the elements magnesium (12Mg), oxygen (8O), silicon (14Si) and zinc (30Zn). 18. Among the 4th period elements, which of them have 4 valence electrons? Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 CHAPTER 9: CHEMICAL BONDS 9.1 COMPLETING OUTER SHELLS OF AN ATOM. “ELECTRON DOT REPRESENTATION” METHOD You will: understand how the completion of the outer shell of an atom gives stability; explain how to complete outer shell of an atom. How do atoms join to form compounds? The noble gases (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) which form group 18 in the Periodic table are the most stable elements. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Когда два или более атома элемента притягиваются друг к другу, то они образуют новое соединение, они также образуют новую химическую связь. Благородные газы (Не, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) образуют группу 18 в периодической таблице, являются наиболее стабильными элементами. Все они имеют 8 электронов во внешней оболочке атома. Другие элементы в периодической таблице стремятся к получению электронной конфигурации благородного газа и становятся устойчивыми. Тенденция атомов сделать число своих валентных электронов 8, как и благородных газов, называется правилом октета. Это правило применяется к неметаллам, таким как углерод, азот, кислород и галогены, а также к металлам, таким как натрий или магний. Инертными газами являются те, которые не образуют химических связей. Такое сочетание может происходить либо путем обобщения электронов, либо путем переноса одного или нескольких электронов от одного атома к другому. Существует два типа химических связей: ковалентный и ионный. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Прежде чем изучать химические связи, нам необходимо ознакомиться с их обозначением. Химические связи могут быть представлены несколькими способами. Мы собираемся изучить электронно-точечное и линейное отображения. Рассмотрим эти два типа на примере молекул водорода H2 и хлора Cl2. I. Electron dot representation In this representation, valence electrons are shown as dots around the symbol of the element. When we look at the electron orbitals of the hydrogen atom, we see that it has one valence electron. The electron dot representation of hydrogen atom is -H though it can also be shown by H- or - H. When 2 hydrogen atoms combine, H2 molecule forms: Chlorine atom has 7 valence electrons, and two chlorine atoms combined together and form Cl2 molecule: II. Line representation Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 The bond structure can also be represented by lines. Aline shows each electron pair. In other words, two electrons “:” are shown by a line “−”. So the line representation of the chlorine molecule Cl2 is Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Literacy 1. Which elements have full outershells of electrons in their atoms? 2. What is the maximum number of electrons in the outer shell of an atom? 3. How many electrons are in the outershell of the Ca, He, N, S, K, I atoms? Terminology to complete – толтыру / заполнять; Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 outershell – сыртқы қабат / внешняя оболочка; representation – бейнелеу, көрсету / представление; to attract – өзіне тарту / притягивать; to form – пайда болу / формировать; tendency – қабілет / стремление; valence – валенттік / валентный; chemical bond – химиялық байланыс / химическая связь; lone electron pair - байланыспаған электрон жұбы / несвязеобразующие электронные пары; bonding electron pair – байланысқан электрон жұбы / связеобразующие электронные пары. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 9.2 IONIC BOND You will: understand how atoms or ions gain/lose of electrons; draw the dot and cross diagrams of ionic compounds; understand the mechanism of formation of ionic bond and predict the properties of ionic compounds. Why are ionic compounds crystalline? Gain or lose of electrons Ионная связь образуется путем перехода электронов с одного атома (металла) на другой атом (неметалл). После переноса электронов атом, который потерял электроны, становится заряженным положительно, а атом, получивший электроны, становится заряженным отрицательно. Когда эти два атома соединяются, чтобы заполнить свои электронные оболочки, натрий отдает один электрон хлору: Таким образом, образуются катион Na+ и анион Cl-. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Why does salt melt ice? Salt will not melt frozen water, but if the ice starts melting in any way, added salt will lower the freezing point, and the water will not be able to refreeze. At this point, the salt water will also help melt the remaining ice which will then typically evaporate. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Drawing dot and cross diagrams for ionic bonding. The dot and cross diagram for CaO. The electronic configurations of calcium and oxygen: Ionic compound CaO is made of a metal and a nonmetal: Dot and cross diagram for NaCl: Ionic crystalline networks Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Твердые вещества, в которых расположены ионы с противоположными зарядами имеют ионную кристаллическую решетку. Например, в молекуле поваренной соли, (хлорида натрия), каждый ион натрия находится на одинаковом расстоянии от 6 ионов хлора, которые распологаются по соседству. В любой части кристалла расстояние между ионами всегда одинаково. Такой случай называется кристаллической структурой. Таким образом можно сказать, что ионные соединения являются "кристаллическими". Literacy 1. Which of the following(s) is/are ionic crystalline solids? Hg metal, water H2O, sodium iodide NaI, carbon dioxide gas CO2. 2. Which of the following elements lose electrons when react with each other: potassium and iodine, sulfur and sodium, magnesium and oxygen, fluorine and lithium? Facts The Dead Sea is also called salt sea. It contains about 30-35 kinds of minerals like potassium, magnesium, sodium, bromine, iodine, chlorine, etc. The high mineral and salt content of the waters make it impossible for fish or plants to live. Sea is so dense with salt that can easily float on the water without much effort. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Terminology ionic bond – иондық байланыс / ионная связь; to transfer – ауыстыру / переводить; melting – балқу / плавление; freezing – қату / замороживание; dot and cross – нүкте мен крест / точка и крест; crystalline network – кристалдық тор / кристаллическая решетка; neighbor – көрші / сосед. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 9.3 COVALENT BOND How do chemical bonds form between nonmetal atoms? You will: understand the mechanism of formation of polar and nonpolar covalent bond based on the concept of electronegativity and valency; draw the dot and cross diagrams of covalent bonds. Атомы и ионы, как правило, соединяются между собой для образования химических связей. Каковы причины, которые заставляют железо быть твердым, воду - жидкой, а водород - газом при комнатной температуре? Почему алмаз - твердый, а воск - мягкий? Например, кислород и сера находятся в одной и той же группе в периодической таблице. Учитывая тенденции в группе, мы ожидаем, что соединения с водородом этих двух элементов, H2S и H2O, проявят схожие свойства. Однако H2S является токсичным газом, а H2O -жидкостью, которая имеет важное значение в жизненном цикле. В чем может быть причина различия этих двух соединений? В процессе образования химической связи выделяется энергия, и эта энергия равна той, которая необходима для разрушения той же химической связи. Чтобы лучше понять химические связи, нам нужно изучить электроотрицательность, свойство, которое играет важную роль в образовании химических связей. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Formation of covalent bonds We know that the electronegativity difference between atoms must be greater than 1.9 to form an ionic bond. But if the electronegativity values of the atoms are similar, the tendency of the atoms to take or give electrons will also be same. The transfer of electrons is not possible between such atoms, so the atoms must share electrons to gain a stable octet. The bond that is formed as a result of electron sharing is called a covalent bond. Covalent bonds are formed between two nonmetals. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Let’s examine the formation of an oxygen molecule from two oxygen atoms: To be stable, the oxygen atom needs two more electrons and so it forms a double bond with another oxygen atom. For example, the nitrogen atom needs to gain three electrons to reach stability and so it forms a triple bond with another nitrogen atom: Covalent bonds can be classified into 2 groups: polar and nonpolar. Nonpolar covalent bonds These are bonds that are formed between two nonmetal atoms with the same electronegativity values. For example, the bonds in H2 (H - H), N2 molecule (N ≡ N), Cl2 molecule (Cl-Cl) and O2 molecule (O = O) are all nonpolar covalent bonds. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Polar covalent bonds These are bonds that are formed between two nonmetal atoms with different electronegativity values. For example, let’s examine the covalent bond between the H and Cl atoms: Literacy Fill in the blanks: a) Ionic bond is formed between a metal and a nonmetal by …………. electrons. b) Covalent bond is formed between nonmetals by …………….. electrons. c) Covalent bond is classified as ……………….and ………………… . d) …………………………… bond is formed between same nonmetals. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 e) …………………………… bond is formed between different nonmetals. Terminology to attract – өзіне тарту / притягивать; difference – айырмашылық / разница; similar – ұқсас / похожий; sharing – бөлісу / деление; covalent – ковалентті / ковалентная; polar – полярлы / полярная; nonpolar – полярсыз / неполярная; value – өлшем / величина. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 9.4 THE RELATIONSHIP BETWEEN TYPES OF CHEMICAL BONDS AND PROPERTIES OF SUBSTANCES Why is diamond mineral very hard? You will: understand that the structure of substances affects their properties. Differences between nonmetal compounds. Carbon and silicon Carbon and silicon are in the same column in Periodic table. They both have 4 valence electrons but there is a difference in the properties of their oxides. Carbon and silicon have oxides: CO2 and SiO2 respectively. Carbon dioxide CO2 is a gas which exists as single molecules which are linked to each other by weak intermolecular forces. Silicon dioxide SiO2 is a very hard, high-melting solid. It is a network solid in which silicon is connected to 4 of its oxygen atoms to make a repeating pattern of silicon and oxygen atoms. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 In molecular covalent compounds, intermolecular forces are very weak in comparison with ionic bonds. For this reason, most covalent substances with a low molecular mass are gaseous at room temperature. Others, with higher molecular masses, may be liquids or solids, though with relatively low melting and boiling point. In some covalent substances (network solids) atoms are bonded together in a way that forms a network structure. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Facts Diamond or graphite? Both diamond and graphite are forms of carbon and have network covalent bonding. However, they are arranged differently. Graphite forms in thin layers. Imagine a stack of thin paper. Every time you press down on a pencil, a few layers rub off onto the surface you are writing on and stay there. Diamonds, on the other hand, form in much stronger and complex forms, which are almost impossible to break. This makes it one of the strongest substances on the Earth. Diamond is used to cutting other hard materials such as glass because of its hardness. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Activity Covalent, ionic, metallic bond construction models Введение : Структура металлической кристаллической решетки прочнее чем ионная или ковалентная связи. Используя одинаковые шарики, мы должны построить молекулярные модели металлов. Реактивы и оборудование: Маленькие резиновые шарики, провода. Ход работы: Используя два типа атомных шаров, мы должны построить ионные и ковалентные соединения: 1. Хлорид натрия NaCl, бромид калия KBr, оксид кальция CaO. 2. Оксид углерода (IV) CO2, метан CH4, вода H2O, аммиак NH3, оксид серы (IV) SO2, оксид серы (VI) SO3 и хлорид фосфора (V) PCl5. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Ковалентные связи, образованные между двумя или более неметаллическими атомами: Literacy Draw the dot-cross structures of H2S, HBr, BH3, PF3 molecules. Terminology diamond – алмаз / алмаз; graphite – графит / графит; brittle – сынғыш / хрупкий; to exist – кездесу / существовать; intramolecular – молекула ішілік / внутримолекулярный; thin layer – жұқа қабат / тонкий слой; impossible – мүмкін емес / невозможно; rubber balls – резеңке шарлар / резиновые шарики. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Problems: Chemical bonds 1. Draw the dot-cross structures of H2O, HF, BCl3, NF3 molecules. 2. For the HCl molecule, show its a) electron dot representation b) electron numbers of each atom 3. Show the formation of ionic bonds between the following pairs: 11Na and 9F 20Ca and 8O 4. What kind of chemical bonds do the following compounds contain? H2O KCl Na3PO4 5. Place in order of increasing electronegativity: P, H, O, S, Na, Mg. 6. Explain the bond formation in Cl2 and O2 using electron dot representation (17Cl, 8O). 7. Draw the electron dot structures of the following elements: a) 5B b) 12Mg Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 c) 15P d) 19K 8. Which of the following compounds contain ionic bond? H2O, Na2O, KCl, CaBr2, P2O5. 9. Which of the below molecules is/are polar? I. H2O II. NH3 III. CH4 a) I only b) II only c) I and II d) II and III e) I, II and III 10. Which one of the following molecules has an ionic bond? a) HCl b) BrCl c) PCl3 d) MgF2 e) CF4 11. Which one of the following molecules has a nonpolar covalent bond? a) NaCl b) MgCl2 c) AlCl3 d) Cl2 e) HCl Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 12. Fill in the gaps: a) An ionic bond is formed between metal and nonmetal…………….electrons. b) The covalent bond is formed between nonmetals by …………….. electrons. c) The covalent bond is classified as ……………….and ………………… d) …………………………… bond is formed between same nonmetals. e) …………………………… bond is formed between different nonmetals Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 CHAPTER 10: SOLUTIONS 10.1 SOLUTIONS. SOLUBILITY Why is sea water salty? Why is sugar more soluble in water than salt? You will: classify the substances according to the degree of solubility; learn about solutions and their importance; determine the composition of salt solutions by using evaporation method; know and determine saturated solutions. Solutions A solution is a mixture where all components are mixed. Solutions are important for life and many processes. The components of a solution are the solvent and the solute. For example, when we dissolve a teaspoon of sugar in a glass of water, the sugar is the solute, and the water is the solvent. In tap water, the solvent is water, and the salts (NaCl, Ca(HCO3)2) are solutes. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Solubility Когда ты добавляешь ложку хлорида натрия (поваренная соль) в стакан воды, она быстро растворяется. Однако, при добавлении большего количества соли, наступает такой момент, когда соль больше не растворяется. Вместо этого, она начинает собираться на дне стакана, даже после перемешивания. Когда раствор содержит столько растворяемого вещества, что большее количество растворяться не будет, то мы называем его насыщенным. Когда раствор уже содержит хлорид натрия, но еще может растворить некоторое количество этого вещества, то такой раствор называется ненасыщенным. Растворимость вещества это максимальное количество растворяемого вещества, которое необходимо для приготовления насыщенного раствора. Растворимость чаще всего выражается в количество грамм на 100 грамм воды. Каждое вещество имеет свою растворимость. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Например, растворимость NaCl 36 г на 100 г воды, а для сахара это количество 204 г / 100 г воды (при 200С). The solubilities of ionic salts have a wide range. For example, silver perchlorate AgClO4 has a solubility of 55.7 g per 100 g of water, only 0.00018 g of silver chloride AgCl can dissolve in 100 g of water. If the maximum amount of solute dissolved in 100 g of water is less than 0.1 g, this solute is said to be insoluble. The solute that has a solubility range from 0.1 g to 1 g is called slightly soluble. If the amount of solute is more than 1 g, then it is soluble. Facts Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Some mineral salts have been carried to the oceans and seas by rivers for many centuries. These salts are soluble in water and produce ions such as Cl-, Na+, SO42- , Mg2+, Ca2+. These dissolved ions make sea salt. Lab work № 5. Изучение растворимости веществ Введение: Раствор состоит из растворителя и растворенного вещества. В данном эксперименте, мы изучим растворимость веществ. Реактивы и оборудования: сульфат меди CuSO4 • 5H2O, сахар, мел CaCO3, колбы, вода, миксер. Ход работы: Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 1. Приготовьте три раствора. В каждый из них добавьте по 100 г растворяемого вещества (CuSO4 • 5H2O, CaCO3, сахар) и налейте 100 г воды. 2. Наблюдайте за растворимостью веществ в воде. 3. Определите какое из веществ является очень хорошо растворимым, хорошо растворимым и слабо растворимым. Наблюдения и вопросы: 1. Какие вещества хорошо растворяются в воде? 2. Сколько грамм мела растворилось в воде? Terminology solution – ерітінді / раствор; solubility – ерігіштік / растворимость; soluble – ерігіш / растворимое; slightly soluble – аз ерігіш / малорастворимое; insoluble – ерімейтін / нерастворимое; solvent – еріткіш / растворитель; Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 solute – ерігіш зат / растворенное вещество; spoonful – толы қасық / полная ложка; saturated – қаныққан / насыщенный; unsaturated – қанықпаған / ненасыщенный; wide range – кең көлемде / широкий диапазон. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 10.2 SOLUBILITY OF SUBSTANCES. FACTORS AFFECTING SOLUBILITY Why are salts more soluble at higher temperatures? You will: grow salt crystals and mark the correct shape of crystals; know about supersaturated solutions and determine energy changes in crystallization; know and explain the effect of temperature on solubility. Growing salt crystals Growing salt crystals is very interesting. If you decide to grow the crystals, you will need some materials: 1. Compound (may be salts, organic acids, other substances). You can buy them in pharmacy, in gardening store, in chemical stores, etc. 2. Room temperature conditions. 3. Desire and patience. Crystals do not grow in one day. Let’s consider growing copper sulfate crystals. Copper sulfate is blue coloured salt. You can buy this salt in any gardening store. We need about 300 g of salt for experiment and a glass beaker. Put our copper sulfate into the beaker, and pour hot water. And dissolve the salt, prepare a supersaturated solution. Then filter the solution with filter paper or with a napkin. Put beaker with the solution in a cooler place. The next day, you will see little Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 crystals at the bottom of the beaker. Take the large crystals from the bottom. After that, filter the solution again. Hang up the selected crystal on a thread. Then put your crystal into the beaker. Filter the solution once or twice a week. And good luck! Solutions of copper compounds may be toxic - wash your hands thoroughly. Supersaturated solutions Перенасыщенный раствор - это раствор, в котором растворенного вещества содержится больше чем может раствориться при данной температуре. Например, растворимость ацетата натрия (CH3COONa) 161 г на 100 г воды при 90оС. Если его насыщенный раствор охладить до температуры в 20оС, при которой растворимость составляет 123 г на 100 г воды, то общая масса раствора останется неизменной. Однако теперь в охлажденном Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 растворе будет содержатся избыток ацетата натрия (161 г - 123 г = 38 г). Такой раствор является нестабильным и может кристаллизоваться при добавлении кристалла растворенного вещества. When a small seed crystal of sodium acetate is added to this supersaturated solution, the excess salt quickly crystallizes. Factors affecting solubility Растворимость веществ зависит не только от количества растворяемого вещества и растворителя. Также на растворимость влияют температура и давление. Хотя при Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 перемешивании и кажется, что растворимость увеличивается, оно не имеет никакого эффекта. Перемешивание только ускоряет растворение. Растворимость варьируется в зависимости от температуры. Растворимость твердых веществ чаще всего увеличивается при повышении температуры. Например, сахар больше растворяется в горячем кофе, чем в холодном. Данная таблица показывает эффект температуры на растворимость сахара: But gases, unlike solids, are more soluble in liquids at lower temperatures. As pressure increases, the solubilities of solids and liquids do not change much, but the solubilities of gases increase. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Terminology affecting factors – әсер етуші факторлар / влиющие факторы; to grow crystals – кристалл өсіру /выращивать кристаллы; to decide – шешім қабылдау /решать; pharmacy – дәріхана / аптека; gardening store – бау-бақша дүкені/ магазин для садоводства; to desire – қалау / желать; patience – сабыр / терпение; to select – таңдау / выбрать; hang up – іліп қою / повесить; supersaturated – аса қаныққан / перенасыщенный; cooling – суыту / охлаждение; to remain – қалдыру / оставаться; seed crystal – кристалл өсіндісі / семя кристалла; Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 to depend – байланысты болу/ зависеть; to rise – өсу / повышать; stirring – араластыру / перемешивание; thread – жіп / нить. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 10.3 CALCULATIONS OF SOLUBILITY AND MASS PERCENTAGE OF SUBSTANCES How can we calculate the mass of salt in a solution? You will: calculate solubility of substances in 100 g of water by using evapouration method; calculate mass percentage of salts in solution. Obtaining soluble substances Растворимые вещества могут быть получены путем испарения воды из смеси. Этот метод широко используется в промышленности. Налейте 100 мл дистиллированной воды в мерный стакан объемом 250 мл. Добавьте 45 г поваренной соли. Мешайте раствор до тех пор, пока соль не растворится. Поместите раствор на горелку и кипятите до получения кристаллизованной соли. Масса полученной соли должна составлять 45 г. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Example 1 Растворимость иодида калия составляет 136 г на 100 г воды при температуре 10оС. Какая масса воды потребуется для растворении 200 г иодида калия при той же температуре? Solution Эту задачу можно решить используя простую пропорцию. Если 136 г KI растворяется в 100 г воды, тогда 200 г KI растворяется в X г воды. X = 200 • 100 / 136 = 147 г Ответ : 147 г воды необходимо для растворении 200 г иодида калия при температуре 10°С. Percent concentration Один из самых распространенных способов выражения концентрации раствора это массовая доля. Массовая доля Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 выражает массу растворенного вещества, присутствующего в определенной массе раствора. Для того, чтобы рассчитать массовую долю, надо разделить массу растворенного вещества на массу раствора и умножить на 100%. For example, let us prepare a solution by adding 20 g of table salt, NaCl, to 80 g of water. In this solution the mass of solute (table salt) is 20 g and the mass of solution (table salt and water) is 100 g (20 + 80 = 100g). The mass percent is, Example 2 How many grams of glucose (C6H12O6) must be dissolved in water to prepare 400 g of 15% solution by mass? Solution The mass percentage and the mass of the required solution are known. The mass of solute can be found by the following equation: Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Practice work № 4. The effect of temperature on the solubility of solid substances Mostly of solid substances are more soluble in hot water than in cold water. This experiment shows solubility of substances at different temperatures. Materials : potassium chloride KCl, distilled water, heating bath or burner, thermometer, stirring rod. Procedure : 1. Prepare a beaker with 100 g of cold water (5-10oC). 2. Dissolve 45-50 g of potassium chloride in it. Observe the dissolution process. 3. Heat the beaker and stir the solution. 4. Check the temperature at which the salt will totally dissolve. Observation and questions: 1. Compare approximately amount of dissolved salt with the solubility table. 2. How many grams of potassium chloride wil be dissolved in 1 L of water at 50oC? (d(water)=1 g/ml) 3. Why are salts more soluble in hot water, than in cold water? Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Literacy 1. A solution is prepared by mixing 350 g of water and 50 g of sugar. What is the percent concentration of sugar by mass in the solution? 2. How many grams of CuSO4 must be dissolved in water to prepare 600 g of 25% solution by mass? 3. How many grams of potassium iodide can be dissolved in 400 g of water at 10°С? (The solubility of KI at 10°С is given in the example 1) Terminology mass percentage – массалық үлес / массовая доля; parameters – параметрлер (масса, көлем) / параметры; widely – кеңінен / широко; to stir – араластыру / перемешать; wire gauze – сым торша / проволочные сетки; Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 recrystallization – қайта кристалдану / перекристаллизация; proportion – қатынас / пропорция; to multiply – көбейту / умножать. solubility – ерігіштік /растворимость. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 10.4 MOLAR CONCENTRATION What is the molarity of solution? You will: calculate molar concentration (molarity) in a solution; prepare solutions with given mass percentage and molar concentration. Molar concentration (Molarity) Молярность - наиболее распространенная единица концентрации. Она используется в расчетах с объемами растворов. Молярность можно определить, как число молей растворенного вещества, растворенного на литр раствора. Символом молярности является СМ. Единицей молярности является моль/л или М (читается как молярная концентрация). Раствор гидроксида натрия, который содержит 1 моль NaOH на литр раствора, имеет концентрацию 1 моль/л, которая также отображается как 1M. Более концентрированный 3М раствор гидроксида натрия содержит 3 моля NaOH на литр раствора. Example Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Образец воды из озера Балхаш содержит 5.2 г хлорида натрия (NaCl) в одном литре раствора. Рассчитайте молярную концентрацию хлорида натрия в данном образце. Solution First, we must calculate the mole number of NaCl (solute). The molar mass of sodium chloride is Mr (NaCl) = 23 + 35.5 = 58.5 g/mol. Thus, the mole number of sodium chloride becomes n=m/M = 5.2/58.5 = 0.089 mol Now, the molarity of solution can be calculated: CM=n/V=0.089/1=0.089 ≈ 0.09M The molar concentration of sodium chloride is approx.0.09 M. Literacy A 29.8 g sample of potassium chloride KCl is dissolved in enough water to obtain 100 ml of solution. What is the molar concentration of the resulting solution? Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Preparation of solutions 1. Take some amount of a salt. 2. Then, weigh it and record the mass of this salt. 3. Then, place the salt into a flask. 4. Dissolve this salt in some amount of water and weigh the solution on a balance. 5. Record the result in the data table. Practice work Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 № 5. Preparation of solutions with given a mass percentage and molar concentration Materials : iron (III) chloride FeCl3, sodium chloride NaCl, distilled water, conical flask (250 ml), scales. Variant I 1. Put 50 g of iron (III) chloride FeCl3 into a flask. 2. Add 150 g of disstilled water. 3. Weigh the resulting solution. 4. Calculate mass percentage of obtained solution. Variant II 1. Put 40 g of sodium chloride NaCl into a flask. 2. Add 160 ml of distilled water. 3. Weigh the resulting solution. 4. Calculate mass percentage of obtained solution. Reflection Reflection for the 3rd quarter The most difficult topic for me was ................................................. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 The easiest topic for me was ........................................................... Rate yourself on 10-point scale 1. I can help others ............ 2. I need more practice ............... 3. I need extra lessons ............... Terminology molar concentration – молярлық концентрация / молярная концентрация; mass percentage – массалық үлес / массовая доля; molarity – молярлық / молярность; volumetric – көлемдік / объемная; scale – таразы / весы; necessary – қажетті / необходимое; stoichiometry – стехиометрия / стехиометрия; shortened – қысқартылып / сокращенный; sample – үлгі / навеска; distilled water – дистильденген су / дистиллированная вода. Все учебники Казахстана на OKULYK.KZ * Книга предоставлена исключительно в образовательных целях согласно Приказа Министра образования и науки Республики Казахстан от 17 мая 2019 года № 217 Problems: Solutions 1. Decide whether the following statements are true (T) or false (F): a) The solute in a solution is always solid. b) Solutions are the homogeneous mixtures. c) Main components of the solution are solvent and solute. d) Water is universal solvent. e) Chalk CaCO3 is soluble in water. f) Most of the salts are soluble in water. 2. Complete the statements below. The missing words can be found in the word list below. There may be more words in the list than necessary. Word list жүктеу/скачать 7,83 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|