Окружающий мир 3 класс практическая работа опыт вода растворитель: Практическая работа (опыт) “Вода – растворитель” Цель опыта: определить, какие вещества вода растворяет, а какие нет.

Содержание

Практическая работа. Вода – растворитель (часть 1)

Просмотр содержимого документа
«Практическая работа. Вода – растворитель (часть 1)»

Вода как растворитель

Презентация ученика 3 «Б» класса МБОУ лицея №7 г.Красный Сулин Ростовской области Локтионова Семёна

2011г.

Вода в природе

Вода – самое распространенное вещество на нашей планете. Ею заполнены океаны, моря, озера, реки. Пары воды входят в состав воздуха. Вода содержится в организмах растений и животных .

Если всю воду Земли распределить равномерным слоем по ее поверхности, то образовался бы Мировой океан глубиной 4 км.

Вода – это

Самое распространённое вещество на Земле

Находится сразу в трёх состояниях (жидком, твердом , газообразном)

Прозрачна

Способна расширятся (охлаждение, нагревание)

Растворённое вещество

вещество,

которое растворилось в растворителе

Растворитель

жидкое вещество, в котором растворяются другие вещества

Великолепный растворитель

Химическая формула Н2О

Среда зарождения и источник жизни

Многие вещества в воде могут распадаться на невидимые мельчайшие частицы, то есть растворяться. Следовательно, для многих веществ вода – хороший растворитель.

Мы хотим выяснить

От чего зависит растворимость (эксперимент) ?

Что берём?

Что наблюдаем?

Поваренная соль

?

Сахарный песок

?

Речной песок

?

Глина

?

Предлагаю провести опыты и выявить способы, с помощью которых можно будет получить ответ на вопрос, растворяется вещество в воде или нет.

Растворимость – это содержание растворенного вещества в насыщенном растворе. Бывают:

Проведем опыт

  • Наполни прозрачный стакан кипячёной водой.
  • Всыпь в него чайную ложку поваренной соли.
  • Помешивая воду, наблюдай, что происходит с кристалликами соли.

Соль растворилась в воде. Прозрачность не изменилась. Цвет не изменился. А вот вкус – да! Раствор стал соленый.

В пустой стакан вставь воронку с фильтром и

пропусти через неё воду с солью .

Соль вместе с водой прошла через фильтр, она не осталась на фильтре. А вкус после фильтрования прежний. Значит она растворилась.

Урок окружающего мира по теме “Вода – растворитель” по УМК Л.В. Занкова. 2-й класс

Цель: изучить свойства воды как растворитель.

Задачи:

  • Расширить и углубить представление учеников о воде и ее свойствах.
  • Раскрыть основные факторы загрязнения воды.
  • Развить навыки практической и самостоятельной деятельности.
  • Развивать коммуникативные навыки, умение работать в сотрудничестве.
  • Воспитывать бережное отношение к природе.

1. Орг. Момент:

Психологический настрой. Посмотрите, какай сегодня прекрасный солнечный денек. Улыбнитесь друг другу, улыбнитесь мне, улыбнитесь гостям.

2. Аактулизация знаний: (загадка)

Меня пьют
Меня льют
Всем нужна я
Кто я такая?

Кто может назвать тему нашего урока?

Ребята, посмотрите, на доске рассыпались слова. Как нам их собрать? На сколько групп вы предложите разделить эти слова?

Жидкое Твердое Газообразное
Вода
Туман
Лед
Снег
Айсберг
Пар

3. Изучение нового материала.

1) Беседа. Вода растворитель.

Сегодня мы как настоящие исследователи будем проводить опыты, но чтобы начать работу нам нужно ответить на три важных вопроса:

  • Объяснить значение слова “растворитель”?
  • А может веществом – растворителем быть вода?
  • Все ли вещества растворяются в воде?

А сейчас мы свами опытным путем проверим, кто из вас был прав.

2) Практическая работа.

Сейчас вам предстоит выполнить исследовательскую работу. Каждая группу будет работать за своим столом.

Для начала давайте вспомним правила безопасности при проведении опытов.

  • Работа под руководством взрослого.
  • Вставать с рабочего места и ходить по классу запрещается.
  • Наблюдение, осуждения, выводы делаются совместно, уважая мнение каждого и участников других групп.

Работа в группах.

Опыт № 1.

Возьмите пробирку с водой. Насыпьте соль и размешайте ее. Что происходит с кристаллами соли?

Но исчезла ли соль?

Возьмите пустой стакан, бумагу или фильтрования. Вложите фильтр в воронку, а воронку поставьте в пустой стакан. Вылейте содержимое пробирки в воронку. Что при этом произойдет?

Что происходит с солью в воде?

Опыт №2.

возьмите пробирку с водой и добавьте в нее несколько капель вишневого сока. Что произошло с водой?

Пропустим окрашенную воду через фильтр. Что произошло?

Опыт №3.

Возьмите пробирку с водой и добавьте в нее речной песок. Что произошло с водой?

Пропустите воду через фильтр. Что произошло?

Что можете сказать о речном песке?

Опыт №4.

Возьмите пробирку с водой и добавьте в нее глину. Что произошло с водой?

Давайте немного подождём. Что происходит?

Пропустим воду через фильтр. Что произошло?

Какой можно сделать вывод?

Общение:

Вода – хороший растворитель, но не все вещества растворимы в воде.

Работа с учебником стр._____

Какое значение в живой и не живой природе имеет свойства воды растворять вещества?

Физминутка.

Дополнительные материалы к уроку.

Ученик №1:

Вода – растворитель. Она растворяет даже металлы (серебро…). Многие старые люди пили чай с серебряной ложкой. Это старое народное средство, которым залечивали наружные раны и лечили желудочно-кишечные заболевания. Это серебряная вода. Ее можно получить в домашних условиях. Опустите в стакан с водой серебро. Через некоторое время мельчайшие частицы серебра растворяться. Желаю всем долгих лет жизни!

Ученик №2:

Цифры о воде: 22 марта – всемирный день о воде.

Решение задач по группам:

  • О душе: за прием душа в течение 5 минут расходуется 100 л воды. Сколько тратит за время принятия душа семья из четырех человек?
  • Про зубы: маша, чистит зубы регулярно утром и вечером. Сколько воды тратит, маша за день, если на каждую чистку уходит 1 л.
  • Про стирку:
  • За день мама стирала 3 раза. Сколько воды израсходовала мама, если известно, что на одну стирку тратиться 100л.
  • Про утечку: Петя забыл закрыть кран и уехал на дачу. Сколько воды вытекло из крана за время его отсутствия, если на даче он был 5 дней, а за сутки из крана вытекает в среднем 100л

Фильм о воде.

Беседа по вопросам:

  • Что вы узнали из этого ролика о воде?
  • Нужно ли людям беречь воду?
  • А как сберечь воду я предлагаю вам поразмыслить самостоятельно, поработать творчески.

“Творческая работа” – составить памятку о воде.

Задание:

Придумайте памятку “ берегите воду” используя ватман. Карандаши, маркеры и знания, добытые сегодня на уроке. Через 5 ми нут представитель каждой группы расскажет нам, что у вас получилось.

4. Итог урока.

– Какое открытие для себя вы сделали на сегодняшнем уроке?
– Чему научились?

Вывод: Беречь воду это означает беречь жизнь, здоровье, красоту окружающего мира.

Домашнее задание: в научно-познавательной литературе найти материал по разделу “вода – растворитель”

Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4

ВОДА – РАСТВОРИТЕЛЬ

ІІ. Актуализация опорных знаний.

Проверка домашнего задания.

Интеллектуальная разминка

Проверяет домашнее задание. Проводит беседу о проделанной работе.

– Определите вещество по его свойствам:

• Непрозрачный, белый, рыхлый, безвкусный, быстро тает в тепле. (Снег.)

• Непрозрачный, белый, твердый, сладкий, быстро тает в воде. (Сахар.)

• Прозрачный, бесцветный, твердый, скользкий, хрупкий, в тепле тает медленно. (Лед.)

• Прозрачное, бесцветное, твердое, скользкое, хрупкое, не тает. (Стекло.)

Отвечают на вопросы учителя. Рассказывают о выполненной работе дома.

Выделять существенную информацию из текста загадки.

Осуществлять актуализацию личного жизненного опыта

IV. Открытие нового знания, способа действия.

Работа по учебнику. Практическая работа

Сидит на одной из парт, с разрешения председателя делает обучающимся первое сообщение:

– Такое же заседание недавно провели ученики села Мирного. Открыл заседание Костя Погодин, который напомнил всем присутствующим еще об одном удивительном свойстве воды: многие вещества в воде могут распадаться на невидимые мельчайшие частицы, то есть растворяться. Следовательно, для многих веществ вода- хороший растворитель. После этого Маша предложила провести опыты и выявить способы, с помощью которых можно будет получить ответ на вопрос, растворяется вещество в воде или нет.

Предлагает председателю выбрать ученика, который прочитает вслух из учебника (с. 85) порядок действий при проведении первого опыта.

– Есть такая сказка. Два ослика шли по дороге с кладью. Один был навьючен солью, а другой – ватой. Первый осел едва передвигал ноги: так тяжела была его ноша. Второй – шел весело и легко.

Вскоре животным пришлось переходить речку. Осел, навьюченный солью, остановился в воде и стал купаться: он то ложился в воду, то снова становился на ноги. Когда осел вышел из воды, ноша его стала гораздо легче. Другой осел, глядя на первого, тоже стал купаться. Но чем дольше он купался, тем тяжелее становилась навьюченная на него вата.

– Почему же ноша первого осла после купания стала легче, а второго – тяжелее?

– Что произошло бы, если б второй осел нес не вату, а сахар?

– Сегодня мы узнаем о возможностях воды как растворителя. В этом нам помогут опыты.

Опыт 1.

– Возьмем стакан с водой. Насыплем соль и размешаем ее. Что происходит с кристаллами соли?

– Но исчезла ли соль?

– Приступим к выполнению другого опыта, для которого необходимо изготовить фильтры.

– Возьмем пустой чистый стакан, бумагу для фильтрования. Ее можно заменить бумажной салфеткой. Салфетку сложим вчетверо, вложим фильтр в воронку, а воронку поставим в пустой стакан. Выльем содержимое стакана в воронку. Что произошло?

– Что происходит с солью в воде?

– Рассмотрите рисунок, на котором показано, как из промокательной бумаги или бумажной салфетки сделать фильтр. Обратите внимание на следующие моменты:

1) сначала надо вырезать из бумаги квадратик, сложить его пополам, затем еще раз пополам;

2) обрезать края так, чтобы при развертывании получился круг;

3) сложить листок в виде конуса, при этом одна половина конуса будет состоять из одного слоя бумаги, другая – из трех слоев;

4) положить фильтр в воронку;

5) смочить правильно вложенный фильтр водой с помощью пипетки.

Опыт 2.

– Возьмем стакан с водой и добавим в него несколько капель вишневого сока. Что произошло с водой?

– Пропустим окрашенную воду через фильтр. Что произошло?

Опыт 3.

– Возьмем стакан с водой и добавим речной песок. Что произошло?

– Пропустим воду через фильтр. Что произошло?

– Что можно сказать о речном песке?

Опыт 4.

– Возьмем стакан с водой и добавим глину. Что стало с водой?

– Давайте немного подождем. Что происходит?

– Пропускаем воду из этого стакана через фильтр. Что получилось?

– Какой можно сделать вывод?

– Что растворяется в воде? Что не растворяется?

Заседание начинается с выбора председателя, который будет его вести. Председатель занимает место за учительским столом. Он объявляет тему заседания (читает ее на открытой перед ним странице учебника), делит обучающихся на четыре группы и рассказывает о заданиях, которые будут выполнять группы.

– Соль растворилась в воде, а вата от воды стала тяжелее.

– Сахар тоже растворился бы в воде.

Выполняют опыты, руководствуясь инструкционными картами. Формулируют выводы наблюдений.

– Кристаллы соли становятся все меньше и меньше и скоро совсем исчезнут.

– Но соль не исчезла. Она растворилась.

Председатель зачитывает вопросы, предшествующие опыту, и каждая группа отвечает на эти вопросы. Например: “Изменилась ли прозрачность воды?” Представитель первой группы выходит и отвечает на вопрос. Председатель еще раз зачитывает тот же вопрос. Выходит, представитель второй группы и отвечает. И так до тех пор, пока не ответит представитель последний группы. Председатель зачитывает второй вопрос: “Изменился ли цвет воды?”. Затем третий: “Изменился ли вкус воды?”.

И наконец, четвертый: “Можно ли сказать, что соль исчезла?”.

– На фильтре ничего не оседает, а вода остается соленой.

– Соль в воде растворяется.

После этого председатель просит всех приступить к выполнению опыта, для которого необходимо изготовить фильтры.

После изготовления фильтра обучающиеся пропускают через него воду с солью, с сахарным песком, затем речным песком и делают вывод: с помощью фильтра нельзя очистить воду от веществ, которые в ней растворились.

– Но фильтр помогает очистить воду от частиц, которые в ней не растворяются.

– Вода окрасилась.

– На фильтре ничего не осело, а вода осталась окрашенной.

– Песчинки падают на дно стакана и лежат там, не изменяясь.

– Вода прошла в стакан, а песок остался на фильтре.

– Песок не растворяется в воде.

– Вода стала мутной, а кусочки глины плавают в воде.

– Частицы глины оседают на дно.

– Вода стала чистой и прозрачной, а частицы глины остались на фильтре.

– Глина не растворяется в воде.

– Сахар, сок, соль растворяются в воде. Песок, глина не растворяются

Планировать решение учебной задачи: выстраивать алгоритм действий, выбирать действия в соответствии с поставленной задачей.

Воспроизводить по памяти информацию, необходимую для решения учебной задачи, обосновывать выбор.

Применять правила делового сотрудничества.

Развивать чувство доброжелательности, эмоционально-нравственную отзывчивость.

Приводить убедительные доказательства в диалоге, проявлять активность во взаимодействии.

Преобразовывать модели в соответствии с содержанием учебного материала и поставленной учебной целью.

Осуществлять контроль по результату

V. Включение нового в активное использование в сочетании с ранее изученным, освоенным.

Самостоятельная работа

Организует беседу, помогает сделать вывод. Уточняет и расширяет знания обучающихся о значении воды в природе.

– Как очистить воду от нерастворимых веществ?

– Что такое фильтрование?

– Почему родниковая вода чистая?

– Для чего нужна вода?

– Почему в жаркий день, прибежав с улицы, вы первым делом выпиваете стакан воды?

Организует самостоятельную работу в тетради (задание 43, с. 30).

– Прочитайте рассказ в хрестоматии “Вода – растворитель” (с. 46). Ответьте на вопрос: “Почему ученым пока не удалось получить абсолютно чистую воду?”.

– Как люди используют свойство воды растворять некоторые вещества?

Благодарит председателя за активную работу и просит остальных членов клуба (по желанию) познакомить одноклассников с содержанием писем, которые получили из Москвы

Отвечают на вопросы учителя, высказывают свои мнения и предположения. Доказывают, аргументируют свою точку зрения.

– С помощью фильтра.

Фильтрование – очистка воды от нерастворимых примесей.

– Родниковая вода проходит сквозь толстый слой песка и очищается.

– Все живые организмы не могут жить без воды.

– Мы пополняем потерянную влагу.

– В воде растворяются не только твердые вещества, но некоторые жидкости (например, уксус, спирт), а также газы, в частности кислород. Благодаря этому в реках, озерах, морях живут рыбы, насекомые, ракообразные, моллюски. Если бы кислород не растворялся в воде, то водоемы были бы безжизненными.

Задание 43: самостоятельно проводят опыты вместе с соседом по парте. Записывают результаты наблюдения.

– Из личного опыта нам, членам клуба, известно, что это свойство человек использует, когда готовит пищу (заваривает чай, варит компоты, супы, солит и консервирует овощи и т. д.). Когда умывается и стирает одежду. Когда рисует акварельными красками или гуашью. Когда насыщает кислородом воду в аквариуме или прорубает зимой лунки во льду в водоемах для улучшения жизни подо льдом. Когда разводит водой лекарства для инъекций (уколов).

В группах обсуждают план выступления на тему “Вода – растворитель”

Выбирать действия всоответствии с поставленной задачей, оценивать уровень владения тем или иным учебным действием, уметь вносить необходимые корректировки в действие после завершения на основе оценки и учёта характера сделанных ошибок.

Осуществлять взаимный контроль, планировать способы взаимодействия

VII. Итог урока.

Рефлексия

Оценка результатов выполнения заданий на уроке.

Организация подведения итогов урока обучающимися.

Предлагает обучающимся оценить свою работу на уроке.

– Какими знаниями, полученными на уроке, вы хотели бы поделиться дома? Какое задание понравилось больше всего? Что вызвало затруднение?

– О каком свойстве воды вы узнали из опытов?

– Какие могут быть вещества?

– Назовите растворимые вещества.

– Назовите нерастворимые вещества.

– Понравилась ли вам работа на уроке? Оцените себя

Отвечают на вопросы. Определяют свое эмоциональное состояние на уроке. Проводят самооценку, рефлексию.

– Вода – хороший растворитель.

– Растворимые и нерастворимые в воде.

– Соль, сахар, мед – растворимые вещества.

– Песок, мел, глина – нерастворимые вещества.

– Сегодня на уроке мы…

Осуществлять итоговый контроль, оценивать результаты деятельности, оценивать уровень владения учебным действием

Конспект урок “Вода. Свойства воды”

Тема: «Вода и ее свойства»

 

Цели урока: познакомить учащихся со свойствами воды; учить определять по свойствам воды возможность употребления ее в пищу; при выполнении практической работы учить наблюдать, сравнивать, делать выводы; повторить значение экологически чистой воды для жизни всего живого на Земле.

Ход урока

I. Организационный момент.

 

II. Проверка домашнего задания

– Ответьте на вопросы и выпишите буквы с правильными ответами:

1. Что такое воздух?

в) Воздух – смесь газов. Состоит он из азота, кислорода и углекислого газа.

б) Воздух – вещество, в котором много других веществ, например, кислорода, воды, облаков, пыли, туч, углекислого газа.

 

2. В каком случае основные свойства воздуха указаны верно?

а) голубой цвет, хорошо проводит тепло, упругий, не имеет запаха, прозрачный;

о) бесцветный, плохо проводит тепло, не имеет запаха, прозрачный.

 

3. Что происходит с воздухом при нагревании?

д) при нагревании воздух расширяется;

г) при нагревании воздух сжимается.

 

4. Какой газ из воздуха мы поглощаем при дыхании? а) углекислый газ;

к) кислород; т) азот.

 

III. Целеполагание.

– Отгадайте загадку, и вы узнаете, какое вещество будем изучать на уроке:

В морях и реках обитает,
Но часто по небу летает.
А как наскучит ей летать,
На землю падает опять. (Вода)

– Сформулируйте тему урока.

Тема нашего урока – вода. Сегодня мы познакомимся со свойствами воды.

 

IV. Работа по теме урока

1. Что такое вода.

 

 Как вы думаете, много ли воды на Земле?

– Посмотрите на глобус. Такой видят космонавты Землю из космоса. Если быстро вращать глобус, то покажется, что он одноцветный – голубой. А все потому, что этой краски на нем больше, чем белой, зеленой, коричневой. Голубым цветом изображены моря, океаны нашей планеты.

Вода занимает 3/4 поверхности земного шара. Вода повсюду. Толстый слой воздуха окутывает сплошной оболочкой весь земной шар. И в воздухе находится много воды, пара, облаков, туч и т.д.

Вода есть и под землей (родники и др.). Огромные скопления льда находятся у Северного и Южного полюсов. Там лед на суше и в океане.

 

Вода входит в состав любого живого организма. Достаточно помять лист растения в руках, и мы обнаружим в нем влагу. Вода содержится во всех частях растений. Вспомни, как много сока в плодах – арбузе, апельсине, лимоне. Этот сок – вода с растворенными в ней различными веществами. Но даже в сухих семенах растений есть вода, хотя не в таком большом количестве. В теле животных вода обычно составляет больше половины массы. Тело медузы на 90-95% состоит из воды.

Много воды и в теле человека. Наше тело почти на 2/3 состоит из воды. Вода входит с состав крови, которая разносит по всему организму питательные вещества. Испаряясь с поверхности нашей кожи, вода регулирует температуру нашего тела. Вода необходима нашему организму для удаления разных вредных веществ.

Много ли воды в твоем теле, ты можешь сосчитать: массу твоего тела нужно разделить на 3 и полученное число умножить на 2. Живой организм постоянно расходует воду и нуждается в ее пополнении. Например, человеку в сутки требуется более 2 литров воды (часть ее он выпивает, а часть содержится в пище).

 

Воду пьют поля и леса. Без нее не могут жить ни звери, ни птицы, ни люди.

 

Вода  «добывает» электрический ток, работая на электростанциях. Вода моет всех людей, города, машины, дороги. А еще вода – это самая большая и удобная дорога. По ней днем и ночью плывут суда, везут разные грузы, пассажиров.

 

Без воды не замесить тесто для хлеба, не приготовить бетон для стройки, не сделать ни бумагу, ни ткань для одежды, ни резину, ни конфеты, ни лекарства, – ничего не сделать без воды.

Вот она какая, вода!

Но это все стало доступно человеку только после того, как он хорошо изучил свойства этого вещества.

 

Физкультминутка

Рыбки весело резвятся
В чистой тёпленькой воде,
То сожмутся, разожмутся,
То зароются в песке.

 

2. Работа по учебнику. c. 49.

– Прочитайте текст учебника.

– Найдите отрывок в тексте, в котором говорится, как узнать сколько воды в твоем организме. (Массу тела разделить на 3 и умножить на 2.)

– Вычислите сколько воды в вашем организме.

 

V. Практическая работа

Опыт 1

– Какова прозрачность воды?

– Подумайте, как можно проверить прозрачность воды? Какой можно поставить опыт?

В стакан с водой опустите ложку. Видна ли она? О каком свойстве воды это говорит?

Вывод: вода прозрачна.

Опыт 2

Какого цвета вода?

– Какого цвета лимон?

– Какого цвета вода? Сравните.

Вывод: вода бесцветна.

Опыт 3

– Каков запах воды?

– Когда мама печет пироги, аппетитный запах ты почувствуешь за дверями квартиры. Тонкий аромат издают духи, цветы.

– А чем пахнет чистая вода?

Вывод: вода не имеет запаха.

Опыт 4

– Что произойдет с водой, если ее вылить из посуды? (Она растекается в разные стороны.)

 Что будет происходить с этой водой, если наклонить эту поверхность? (Вода стекает под уклон. )

– Можно ли воду из одного стакана перелить в другой?

– Во всех этих случаях появляется одно и то же свойство воды. Какое?

Вывод: вода течет (свойство – текучесть).

Опыт 5

Вода – растворитель.

Насыпь в один стакан с водой соли или сахара, а в другой -столько же глины или измельченного мела. Помешай воду.

– Что можно заметить? О чем говорит этот опыт? (Вода растворила кристаллы соли и сахара, а часть мела и глины осела на дно).

Вывод: Вода – растворитель, но не все вещества в ней растворяются.

 

Вода – универсальный растворитель. Растворяет почти все, даже металлы, например, серебро. С давних пор известно народное средство, которым залечивали наружные раны и лечили желудочно-кишечные заболевания. Эту воду можно получить в домашних условиях: опустить в стакан с водой серебреную ложку. Через некоторое время мельчайшие частицы серебра растворятся – этого глазом увидеть нельзя.

– Подумайте, где в быту, в жизни, человек использует это свойство воды?

Опыт 6

– А можно ли очистить мутную меловую воду или воду с примесями песка и глины?

– Приготовьте стакан с мутной водой, чистый стакан, воронку, стеклянную палочку и фильтр.

– Фильтр – это приспособление для очистки воды. Наш фильтр сделан из специальной бумаги. Возьмите из лотка бумажный круг, сложите его пополам и еще раз пополам.

– Какая это часть круга? (Это четвертая часть.)

– Сколько таких долей в круге? (В круге четыре таких части. )

 Отделите три четвертых части в одну сторону, а одну часть -в другую. Так вставьте в воронку.

– По стеклянной палочке вливайте в воронку мутную воду. Наблюдайте за водой, которая вытекает из воронки. Проверьте ее на прозрачность. Нерастворенные вещества остались на фильтре. Такая очистка воды называется фильтрованием. В быту для очистки воды применяются более совершенные фильтры, чем наш.

Вывод: не растворившиеся вещества остаются на фильтре, а вода проходит через него.

Опыт 7

– Что же происходит с водой при нагревании и охлаждении?

– Колбу с трубкой, заполненную подкрашенной водой, опустим в горячую воду. Мы увидим, что вода в трубке поднимается.

– Почему?

– Ту же колбу поставим в тарелку со льдом (снегом). Вода в трубке опускается.

– Как вы это объясните?

Вывод: вода при нагревании расширяется, при охлаждении сжимается.

 Сравни свойства воды и свойства воздуха. В чем сходство, а в чем различие?

 

VI. Работа по теме

Бережное отношение к воде – лекция учителя.

Для человека очень важно знать свойства воды, так как в своей деятельности он очень тесно соприкасается со всем живым на нашей планете, чья жизнь невозможна без воды. Вода – одно из главных богатств на Земле. Трудно представить, что стало бы с нашей планетой, если бы исчезла пресная вода. А такая угроза существует.

От загрязнения воды страдает все живое, она вредна для жизни человека. Поэтому воду – наше главное богатство, надо беречь!

 

VII. Практическое задание «Готовим воду для питья»

Расскажите, какие требования предъявляются к воде для питья. Обратите внимание, что питьевая вода не должна содержать не только вредные примеси, но и микроорганизмы, поэтому ее необходимо кипятить или специально дезинфицировать.

Проведите в два этапа очистку воды, взятой из различных природных источников (или специально загрязненную воду, воду из аквариума и т.д.).

 

Как очистить воду?

Сначала профильтруйте воду через сетку, дуршлаг, несколько сит с ячейками разного размера, через бумажный или многослойный тканевый фильтр. Это очистит ее от механических примесей, мусора, песка, ила, мелкой пыли.

Затем прокипятите профильтрованную воду (или можно добавить кристаллик марганцовки), чтобы очистить ее от болезнетворных микроорганизмов. Обратите внимание на то, что, отправляясь в лес, в поход всегда следует взять с собой несколько чистых кусочков марли или ткани, а также вместе с бинтом и йодом – марганцовку (перманганат калия). Достаточно всего двух кристаллов этого вещества на ведро воды для гарантированной дезинфекции воды.

 

VIII. Итог урока

– Что нового узнали на уроке?

– Может ли человек прожить без воды?

– Назовите свойства воды.

 

IXДомашнее задание

Учебник: стр. 52 ответить на вопросы.

Вода стр. 51 – 54. Окружающий мир 3 класс 1 часть

Практическая работа “Свойства воды”

Проделай опыты по инструкции учебника. Оп­редели и назови цель каждого опыта, устно опиши его ход. Выводы из опытов запиши в ра­бочей тетради.

Опыт 1. Опусти в стакан с водой ложку. Видна ли она? О каком свойстве воды это говорит?

Цель этого опыта, определить, является ли вода прозрачной.

Опускаем в стакан с водой ложку и видим, что ложку видно, как над поверхностью воды, так под водой.

Вывод: вода прозрачная

Опыт 2. Сравни цвет воды с цветом полосок, изображённых в учебнике. Имеет ли вода цвет?

Цель опыта определить, какой цвет имеет вода.

Сравниваем воду в стакане с полосками из учебника. Убеждаемся, что вода не красная, не зелёная, не синяя, и даже не белая.

Вывод: вода бесцветная.

Опыт 3.

Определи, имеет ли чистая вода запах.

Цель опыта определить имеет ли вода запах.

Понюхаем воду в стакане.  Никакого запаха мы не ощущаем.

Вывод: вода не имеет запаха.

Опыт 4. Насыпь в один стакан с водой немного соли, а в другой столько же измельчённого мела. Помешай. Что произошло? О чём говорит этот опыт?

Цель опыта определить, может ли вода растворять различные вещества.

Поместим в стакан с водой немного соли и размешаем. Соль исчезла, она растворилась в воде. В другой стакан бросим измельчённый мел и размешаем. Мел не растворился.

Вывод: вода может растворять многие вещества, но не всё.

Опыт 5. Из специальной бумаги по рисунку-инструкции сделай фильтр. Пропусти через фильтр загрязнённую воду. Что наблюдаешь?

Цель опыта проверить, можно ли очистить загрязнённую воду.

Нальём в стакан загрязнённую воду чрез бумажный фильтр. Вода в стакане окажется чистой, а фильтр станет грязным.

Вывод: воду можно очистить от примесей с помощью фильтров.

Опыт 6. Колбу с трубкой, заполненную подкрашенной водой, опустим в горячую воду. Мы увидим, что вода в трубке поднимается. Почему?

Цель опыта узнать, как ведёт себя вода при нагревании.

Колбу с водой поставим в горячую воду и увидим, что вода в колбе поднимается.

Вывод: при нагревании вода расширяется, так как частицы воды начинают двигаться быстрее.

Опыт 7. Ту же колбу поставим в тарелку со льдом. Вода в трубке опускается. Как ты это объяснишь?

Цель опыта узнать, как ведёт себя вода при охлаждении.

Колбу с водой поставим в тарелку со льдом. Вода в колбе опускается.

Вывод: при охлаждении вода сжимается, так как частицы воды начинают двигаться медленнее.

Свойства воды

1. Прочитайте текст на с. 51. Найдите в нём два предложения, которые коротко раскрывают значение воды для живых существ. Согласишься ли ты с тем, что эти предложения следующие: «Вода входит в состав любого организма»; «Для многих организмов вода — природный дом»? Раскройте эти мысли, используя информацию из текста.

Это верные предложения, которые раскрывают значение воды для живых существ.

Из текста мы узнаем, что вода входит в состав любого живого организма, а значит живой организм не может существовать без воды.

А также, мы узнаем, что для многих организмов вода — природный дом. А значит эти организмы не могут существовать без воды.

2. Рассмотрите нижний рисунок на с. 53. Объясните, что происходит с частицами воды при её нагревании и охлаждении.

При нагревании частицы воды начинают двигаться быстрее, они сильнее ударяются о друг друга и разлетаются на большие расстояния. А значит вода при нагревании расширяется, увеличивает свой объём.

При охлаждении происходит обратное. Частицы воды движутся медленнее, слабее ударяются, и разлетаются на небольшие расстояния. Значит, при охлаждении вода сжимается, уменьшает свой объём.

3. Вода растворяет многие вещества. Где в быту используется это её свойство? Свой ответ сравните с ответами других ребят. Сделайте общий вывод.

Свойство воды растворять другие вещества используется в кулинарии. Мы растворяем в воде соль, сахар, кофе, чтобы придать пище вкус или получить вкусный напиток.

Вывод: способность воды растворять другие вещества давно используется человеком для своих целей.

Проверь себя

1. Какую роль играет вода в жизни организмов?

Без воды невозможно существование живых организмов, ведь она входит в состав любого живого организма, а для некоторых является ещё и домом.

2. Как мы изучали свойства воды?

Мы изучали свойства воды с помощью опытов.

3. О каких свойствах воды ты теперь знаешь?

Я знаю такие свойства воды как прозрачность, бесцветность, отсутствие запаха, способность расширяться при нагревании и сжиматься при охлаждении, способности растворять другие вещества.

4. Как можно очистить загрязнённую воду?

Загрязнённую воду можно очистить с помощью специальных фильтров.

Задание для домашней работы

Отмечай в рабочей тетради, сколько стаканов воды, чашек чая, других напитков ты и члены твоей семьи выпиваете в день. Сделай вывод.

Каждый день члены моей семьи в среднем выпивали около полутора литров воды. Потому что без воды человек не может прожить ни дня.

На следующем уроке

Вспомни свойства снега и льда. Ответь на вопросы:

1. Из чего состоят облака?

Облака состоят из водяного пара и капелек воды.

2. Почему идёт дождь?

Дождь идёт потому, что капли воды в облаках становятся слишком большими, и не могу удерживаться в воздухе.

3. Как образуется снег?

Снег образуется при замерзании в воздухе капелек воды.

ГДЗ по окружающему миру 3 класс 1 часть Плешаков А.А. Новицкая М.

На данной странице представлены ГДЗ по окружающему миру 3 класс 1 часть — рабочая тетрадь авторов Плешаков А.А. и Новицкая М.Ю. на 2020 — 2021 учебный год. Надеемся, что данный «решебник» поможет при подготовке домашних заданий по предмету окружающий мир.


Радость познания

Страница 3 — 5 — Свет знания

1. Подбери пословицы народов твоего края о силе разума, знаний, умелых рук. Запиши их.

Пословицы о силе разума
- Разум силу победит.
- Всякий совет к разуму хорош.
- Каков разум, таковы и речи.
- Разум - золота краше, а правда - солнца свет.
- Кулаком победишь одного, а умом - тысячи.
                  еще пословицы об уме и разуме
Пословицы о силе знаний
- Грамота не злом, а правдой сильна.
- Знание лучше богатства.
- Красна птица перьями, а человек знанием.
- Знания дороже богатства.
- Знание и мудрость украшают человека.
Пословицы об умелых руках
- Умелые руки - помощники науке.
- Золотые руки на серебро не купишь.
- Сотня советов не заменит пары опытных рук.
- Умелец да рукодельник и себе и людям радость приносит.

2. Вопросам «как?», «почему», «зачем?» человечество обязано большей частью великих открытий. Составь и запиши вопросы о том, о чём тебе хотелось бы узнать на уроках в школе?

Как появляются черные дыры?
Как строили пирамиды в Египте?
Почему Япония называется страной восходящего солнце?
Почему в бермудском треугольнике пропадают самолеты?
Зачем осваивать космос?
Зачем дятел стучит по дереву?
Почему птицы летают косяком?

3. Рассмотри уголок природы на фотографии вверху. Расскажи по ней, что тебе уже известно об этом растении. Составь и запиши вопросы о том, что тебе ещё хотелось бы узнать о нём. Постарайся найти ответы на свои вопросы.

Дугласия или лжетсуга тиссолистая или лжетсуга Мензиса
                                 Дугласия    
На картинке изображена Дугласия. Также ее называют лжетсуга 
тиссолистая или лжетсуга мензиса, псевдосуга Иензиса, дугласова пихта, 
псевдотсуга тиссолистная, дугласовая ель, орегонская сосна, пихта Дугласа.

- Где ее можно встретить лжетсугу Мензиса?
- Лжетсуга Мензиса встречается в Северной Америке, а также в Азии.

- Какова максимальная высота дугласии?
- Дугласия может достигать высоты до 100 метров.

- Почему у данного растения так много названий и как они появились?
- Во время путешествия по Северной Америке в 1791 году биолог и 
медик Арчибальд Мензис увидел большое дерево, которое было похоже пихту. 
Сообщение об этом дереве осталось незамеченным.  Но в 1827 году данное 
дерево было открыто повторно английским ботаником Дэвидом Дугласом, 
который привез его в Европу. Тогда дереву дали название "пихта Дагласа".
При исследовании было обнаружено, что при всей схожести с пихтой 
имеется ряд отличий, которые позволили выделить род - псевдотсуги в 
семействе сосновых. Так "пихта Дагласа" стала псевдотсугой Дагласа, 
а еще позже - псевдотсугой тисолистной. Затем было принято решение 
назвать дерево в честь первооткрывателя, то есть псевдотсугой Мензиса,
однако старые названия: "пихта Дугласа" или "дугласия" сохранились 
и используется лесоводами.


4. Расскажи по фотографии на с.5, что ты уже знаешь о Красной площади в Москве. Составь и запиши вопросы о том, что тебе ещё хотелось бы узнать о памятниках культуры, изображенных на фотографии. Постарайся найти ответы на свои вопросы.

Красная площадь в Москве
   На рисунке изображена Красная площадь. Слева расположился Храм 
Василия Блаженного, а справа Спасская башня. 
   Перед Храмом находится лобное место, где в былые времена 
оглашали царские указы.  На Красной площади имеются и другие 
достопримечательности, например, там расположен Мавзолей В. И. Ленина.

- Какова общая площадь Красной площади в Москве в километрах и сколько 
людей может поместиться на площади?
- Протяженность Красной площади 330 метров в длину и 70 метров 
в ширину, при этом общая площадь - 23 100 квадратных метров 
или 0,023 квадратных километров. Если же перевести квадратные 
метры в гектары, то получится, что площадь Красной площади 2,31 гектара. 
    Один человек занимает площадь - 0,21 м2, тогда получается, что 
на Красной площади может уместиться: 23100 : 0,21 = 110 000 человек. 
При этом все население Москвы, которое составляет 12 380 664 человек 
на 2017 год на Красной площади не смогут поместиться на Красной площади.

- Почему красная площадь в Москве называется красной?
- Часто в сказках встречается выражение "красна девица", что 
означает красивая девица. Применительно к площади красная означает 
красивая.
    По другой версии считает, что когда была основана Москва  
в ней было много деревянных построек, которые очень часто горели.  
Не исключением была площадь рядом с Кремлем. Так, из-за частых 
пожаров площадь назвали Пожар, а позже стали называть 
"Красной площадью" так как это цвет пожара.
- Какова высота Спасской башни?
- Высота Спасской башни вместе со звездой - 71 метр.

5. Раскрась иллюстрацию к древнегреческому мифу о Дедале и Икаре.

Иллюстрация к древнегреческому мифу о Дедале и Икаре

>> читать миф о Дедале и Икаре

Страница 6 — 11 — Как изучают окружающий мир

1. Какие способы изучения окружающего мира используют эти учебники? Подпиши самостоятельно или с помощью слов для справок.

Слова для справок: наблюдение, опыт, определение природных объектов, измерение, моделирование.


2. Практическая работа «Наблюдение».
Цель работы: освоить этапы проведения наблюдения.
Проведите наблюдение за поведением аквариумных рыбок (или других животных) во время кормления. Продумайте этапы работы и сделайте записи.

  1. Цель наблюдения: наблюдение за поведением аквариумных рыбок во время кормления.
  2. План проведения наблюдения:
    • покормить золотых рыбок сухим кормом, насыпав его на поверхность воды,
    • отследить поведение рыбок,
    • записать результаты наблюдения.
  3. Результаты наблюдения: если золотые рыбки не съели весь насыпанный корм в течении 5 минут, значит они перекормленные и остатки корма будут портить воду.
  4. Выводы: важно, чтобы золотые рыбки получали достаточное, но не избыточное количество пищи.

Придумайте друг для друга вопросы, чтобы узнать, достигнута ли цель наблюдения. Оцените свои успехи, поставив знак «+» в соответствующие квадратики.
Мы сумели сформулировать цель наблюдения.
Мы составили чёткий план наблюдения.
 Мы успешно выполнили план наблюдения и зафиксировали результаты.
 Мы сумели сделать выводы из наблюдения.

3. Практическая работа «Опыт».
Цель работы: освоить этапы проведения опыта.
Проведите опыт с магнитом. Продумайте этапы работы и сделайте записи.

  1. Цель опыта: выяснить, может ли магнит притянуть любой металл.
  2. План проведения опыта:
    1. Взять магнит.
    2. Рассыпать на столе предметы из металла (булавки), из золота (серьги), из серебра (подвеска).
    3. Поднести магнит к каждому из предметов.
    4. Записать результат.
  3. Результаты опыта: магнит притягивает предметы из металла, но не из любого.
  4. Выводы: магнит может притянуть предметы из металла, но не из любого. Предметы из золота и серебра, которые также являются металлами, магнит притянуть не может.

Придумайте друг для друга вопросы, чтобы узнать, достигнута ли цель опыта. Оцените свои успехи, поставив знак «+» в соответствующие квадратики.
 Мы сумели сформулировать цель опыта.
 Мы составили чёткий план опыта.
 Мы успешно выполнили план опыта и зафиксировали результаты.
 Мы сумели сделать выводы из опыта.
4. Какой прибор (инструмент) потребуется для каждого случая? Укажите стрелками.

5. Практическая работа «Измерение массы».
Цель работы: научиться проводить измерение массы с использованием весов.
1. С помощью рисунка изучите устройство весов.

Устройство весов

2. Рассмотрите набор гирек для весов. Запишите массу каждой гирьки.
3. Проведите измерение массы предметов, выданных учителем. Результаты измерений внесите в таблицу.

Название предметовМасса
 Карандаш 5 грамм
 Ручка  7 грамм
 Точилка 10 грамм

4. Допишите.

Весы - это прибор для измерение массы.

Придумайте друг для друга вопросы и задания, чтобы узнать, достигнута ли цель работы. Оцените свои успехи, поставив знак «+» в соответствующие квадратики.
 Мы усвоили, как устроены весы.
 Мы поняли, как работают весы.
 Мы научились проводить измерение массы.
 Мы научились фиксировать результаты измерений.
6. Практическая работа «Измерение длины».
Цель работы: научиться проводить измерение длины с использованием линейки (рулетки).

Линейка и рулетка

1. С помощью рисунка изучите устройство линейки и рулетки. Сравните их. Подумайте, в каких случаях следует применять линейку, а в каких — рулетку.

Линейку следует применять для измерения предметов не большой длины. 
Когда предмет большой целесообразно использовать рулетку.

2. Заполните пропуски.

Линейка

Выполненное задание:

3. Проведите измерение длины предметов, выданных (или указанных) учителем. Результаты измерений внесите в таблицу.

Название предметовДлина
 1. Стирательная резинка (ластик) 5 см
 2. Ручка 13 см 7 мм
 3. Пенал 21 см

4. Допишите.

Линейка и рулетка - это инструменты для измерения длины.

Придумайте друг для друга вопросы и задания, чтобы узнать, достигнута ли цель работы. Оцените свои успехи, поставив знак «+» в соответствующие квадратики.
 Мы усвоили, как устроены линейка и рулетка.
 Мы поняли, в каких случаях следует применять линейку, а в каких — рулетку.
 Мы научились проводить измерение длины.
 Мы научились фиксировать результаты измерений.

Страница 12 — 13 — Книга — источник знаний

1. Запишите сведения о научно-популярной книге, которая тебе особенно понравилась:

Фамилия, имя, отчество автора: Яков Исидорович Перельман
Название: Занимательная математика

2. Нарисуй иллюстрацию к этой книге. Вместо рисунка можно приклеить фотографию по теме книги.

3. Прочитай высказывания о значении книг и родного языка в жизни человека, которые размещены в поезде «Читающая Москва» Московского метрополитена.

Дом, в котором нет книг подобен телу, лишённому души.
                                             Цецерон
Истинная любовь к своей стране немыслима без любви к своему языку.
                                    К. Г. Паустовский

Найди сведения об авторах этих высказываний в справочной литературе. Запиши их по образцу: «Дмитрий Иванович Менделеев — великий русских химик. Сведения взяты из Большой Российской энциклопедии. Том …, страница …».

Цицерон Марк Туллий - римский политический деятель, оратор и писатель.
Сведения взяты из Нового иллюстрированного энциклопедического словаря, 
страница 798.
Паустовский Константин Георгиевич - русский писатель. Мастер лирической 
прозы.
Сведения взяты из Нового иллюстрированного энциклопедического словаря, 
страница 545.


4. Придумай своё высказывание о пользе книг и чтения. Запиши его.

    Вся человеческая мудрость скрыта в книгах, и только 
читая можно постичь ее.

5. В каких справочных изданиях можно узнать, чем знаменит древнегреческий город Троя? Запиши.

 - Древний мир, Полная энциклопедия, Хардман Ш., Стил Ф., Теймс Р., 2007
 - А. Б. Преображенский. Я познаю мир: Детская энциклопедия:
История  древнего мира.  2001.

Страница 14 — 15 — Отправляемся на экскурсию

1. Найди описание и укажи стрелками.

Выполненный вариант:

2. Приведите по 1-2 примера.

Художественные музеи: Третьяковская галерея, Музей изобразительных искусств имени А. С. Пушкина

Музей-квартира, дом-музей, музей-усадьба: Музей Владимира Маяковского, Квартира музей С.С. Прокофьева

Заповедники, национальные парки: Московский государственный музей-заповедник КоломенскоеИзмайловский остров — музей-заповедник

3. Придумай и запиши вопросы, которые тебе хотелось бы задать в зоопарке или ботаническом саду.

  • Почему у бегемотов розовое молоко?
  • Правда ли, что слоны боятся мышей?
  • Какого цвета язык у жирафа?
  • Через сколько лет на дубе появляются желуди?
  • Почему грецкий орех называется грецким?

Узнай, какие вопросы подготовили другие ребята. Сможешь ли ты на них ответить?


4. Самостоятельно или с помощью дополнительной литературы, сети Интернет определи, какие музеи изображены на фотографиях в Приложении. Вырежи и наклей их в соответствующие окошки.

5. Подумай и напиши, куда можно сходить на экскурсию в твоём крае. Название места, которое кажется тебе самым интересным, подчеркни.

  • Музей современного искусства «Гараж»
  • Музеи московского кремля Оружейная палата
  • Планетарий
  • Музей «Дом вверх дном»

Страница 16 — 17 — Наша экскурсия

Побывайте на экскурсии и составьте фоторассказ о ней. Запишите, как вы оцениваете экскурсию и почему.

Оружейная палата в МосквеЭкипажи XVI-XVIII вв.Древние государственные регалии и предметы парадного церемониала

Экскурсия мне понравилась. Я узнал(а) много нового и интересного.

Страница 18 — 21 — О чём расскажет план

1. С помощью учебника допиши определение.

    План местности - это точный чертёж местности, выполненный 
с помощью условных знаков.

2. Самостоятельно или с помощью учебника подпиши условные знаки плана.

3. Вырежите из Приложения условные знаки плана и наклейте их в соответствующие окошки.


4. Нарисуй условные знаки плана.

Проверь себя по учебнику.

5. На уроке учительница спросила: «Что означает масштаб плана, изображённого в учебнике?» дети ответили так:

 Серёжа: «Одному сантиметру на плане соответствует один метр на местности».
 Надя: «Одному сантиметру на плане соответствуют 50 метров на местности».
 Витя: «Одному сантиметру на местности соответствуют 10 метров на плане».
 Ира: Одному сантиметру на плане соответствуют 100 метров на местности.

Кто ответил верно? Отметь галочкой.

6. Практическая работа «Туристические планы».

Цель работы: научиться читать туристические планы.

1) Рассмотрите в учебнике план зоопарка.

План зоопарка

Сориентируйтесь по сторонам горизонта и определите, в каких частях зоопарка живут:

а) тигры — на севере
б) львы — на юге
в) снегири и другие птицы — на западе
г) верблюды — на востоке

2) Рассмотрите в учебнике фрагмент плана Москвы.

Фрагмент план Москвы

Запишите, какие достопримечательности города изображены на нём.

Воробьёвы горы
Стадион "Лужники"

3) Рассмотрите план центральной части Санкт-Петербурга. Определите, как от Московского вокзала дойти до Зимнего дворца. Напишите, что можно увидеть на этом маршруте.

План центральной части Санкт-Петербурга
   От Московского вокзала нужно следовать влево по Невскому проспекту, 
пройти мимо Аничкова моста, а после Александровской колонны повернуть
направо. И тогда мы окажемся возле Зимнего дворца. 
   Следуя данном маршруту можно увидеть Аничков мост, 
Казанский собор, Александровскую колонну и Дворцовую площадь.

Положите на плане любой другой маршрут. Устно опишите его.

От Исаакиевского собора к Петропавловской крепости

Если вы принесли на урок другие туристические планы, рассмотрите их. Придумайте друг для друга вопросы и задания, чтобы узнать, научились ли вы читать туристические планы.

Оцените свои успехи, поставьте знак «+» в соответствующие квадратики.

 Мы научились определять на плане стороны горизонта.
 Мы научились находить на плане различные достопримечательности.
 Мы научились определять по плану, как пройти в то или иное место.
 Мы научились прокладывать на плане определённый маршрут.

Страница 22 — 23 — Планета на листе бумаги

1. С помощью учебника допиши определение.

    Карта -  это уменьшенное изображение земной поверхности 
на плоскости с помощью условных знаков.

2. Обозначь стороны горизонта на карте мира.

Карта мира

3. Раскрась, как обозначены на карте:


4) Используя учебник, допиши определения.

     Материк - это огромный участок суши, со всех сторон 
окружённый водой. Его еще называют континентом.

     Часть света - это материк или часть материка с 
расположенными вблизи островами.

Объясни (устно), в чём сходство и различия материка и части света.

5. Выпишите в таблицу названия всех материков и частей света.

МатерикиЧасти света
ЕвразияЕвропа
Северная АмерикаАзия
Южная АмерикаАмерика
АфрикаАфрика
АвстралияАвстралия
АнтарктидаАнтарктида

Закрасьте любым цветом несовпадающие названия материков и частей света.

6. С помощью карты учебника приведите примеры (3-4 названия в каждом пункте).

Моря: Баренцево море, Аравийское море, Норвежское море, море Бофорта.
Реки: Лена, Амазонка, Волга, Обь.
Острова: Алеутские острова, острова Новая Зеландия, 
остров Мадагаскар, остров Тасмания.

Страница 24 — 25 — Страны и народы на политической карте мира

1. Рассмотри настенную политическую карту мира. Определи название и границы страны, где столицей является Рим — древний город, о культуре которого ты уже много знаешь. Как называются соседние с ней страны? Запиши сведения полученные благодаря изучению политической карты мира:

Обратимся к карте, и видим, что соседствующими странами являются: 
Франция, Швейцария, Австрия и Словения. 
Рим - столица Италии
Соседи Италии - Австрия, Швейцария, Франция и Словения.

2. Прочитай рассказ о Генрихе Шлимане. Найдите на настенной политической карте мира страны, языки которых он выучил, где жил и работал. Отметьте их флажками.

Генрих Шлиман родился в 1922 году в Германии. 
Детская мечта найти древний город Трою привела его 
в 18 лет матросом на корабль "Доротея", который 
направлялся в Венесуэлу. Судно попало в шторм и 
затонуло, а Генрих чудом спасся и оказался в 
Амстердаме. Здесь он работал в торговой конторе и за два
года освоил русский, английский, французский, голландский, 
испанский, португальский и итальянский языки.
Затем Генрих Шлиман отправился в Петербург и 20 лет 
вёл своё торговое дело в русской столице. За это время 
он выучил польский, шведский, греческий, арабский
и другие языки, разбогател на добыче золота в Америке. 
И наконец, уехал в Грецию - осуществить свою мечту.
Чтобы читать "Илиаду" в подлиннике, он за шесть 
недель выучил древнегреческий язык. Текст Гомера стал
для него путеводителем. И древняя земля Греции раскрыла
перед археологом свою тайну. Похоронен Г. Шлиман в 
Афинах.

Отметим на карте флажками все страны, языки которых выучил Г. Шлиман, где он жил и работал.

Политическая карта мира — кликнете, чтобы увеличить изображение



3. Рассмотри представителей разных стран в традиционных костюмах. Найди страну их родного языка на политической карте мира. Запиши названия этих стран и их столиц.

Страница 26 — 27 — Путешествуя, познаём мир

1. Вместе с друзьями обсудите и составьте план подготовки путешествия по своему городу (селу). Используйте для этого образец плана из учебника.

Цель путешествия: узнать о гибели царской семьи.
Место путешествия: Храм на Крови
Источники сведений о месте путешествия: сеть Интернет.
Справочная литература: Паломники со всей России отправятся 
в июле по маршруту «Святыни Екатеринбургской Епархии, 
Царские дни». Православие.ру; Е. Гильбо «Тайна гибели 
царской семьи», статья 2004 г.; Грэг Кинг, Пенни Вильсон 
«Романовы. Судьба царской династии». Издательство «Эксмо», 
Москва, 2005 г.
Карты, схемы, планы, путеводители: карта города Екатеринбурга.
Оборудование: фотоаппарат, навигатор.
Прогноз погоды: узнать на сайте gismeteo.ru.
Форма одежды: свободная, удобная обувь.
Мой спутник (спутники): родители.

2. После путешествия выбери из дневника самое интересное и запиши на этих строках.

   Трагическая гибель императора Николая II стало концом великой 
Российской Империи. Роковые события, происшедшие в Екатеринбурге, 
в доме инженера Ипатьева породили много легенд. Осталось много 
загадок, которые предстоит разгадать историкам.


3. В хуторе «На гранях» Белгородской области поучимся мастерству пчеловодства. Вырежи из Приложения рисунки. Дополни ими фоторассказ, соблюдая очередность в работе тружениц-пчёл и в заботах пчеловода.

Страница 28 — 29 — Транспорт

1. Нарисуй старинное средство передвижения у народов твоего края или наклей фотографию.

Фотография старинного средства передвижения — сани, запряженные тройкой

2. Распредели средства передвижения по видам. Сухопутные транспорт отметь красным кружком, водный транспорт — синим кружком, воздушный транспорт — желтым кружком.

Какие из этих средств передвижения старинные, а какие современные? Ответь устно.

3. Проект «Любознательный пассажир». Прочитай рассказ и рассмотри фотографии.

Про поезд "Читающая Москва" ты уже знаешь. А еще
в Московском метрополитене ходит поезд "Акварель".
Садишься в вагон и словно попадаешь в картинную 
галерею. С интересом юноши, девушки и ребята твоего
возраста рассматривают творения русских художников.
Часто пассажиры этого поезда переходят из вагона в 
вагон, чтобы увидеть как можно больше картин. Многие
фотографируют то, что им особенно понравилось. Поезд
"Акварель" - замечательный подарок всем ценителям
искусства и просто любознательным людям.
Поезд «Акварель»

Придумай проект одного из видов транспорта для любознательных пассажиров. Какие явления природы и культуры твоего края тебе хотелось бы представить в своём проекте? Нарисуй и опиши проект на с.30-31.

Название проекта: трамвай классической музыки
Название средства транспорта: трамвай
Внешний вид:

Описание: В трамвае будет звучать классическая музыка. В промежутках между композициях диктор будет рассказывать о разных интересных фактах, связанных с написанием произведений, композиторах, который их написали, их жизни, исполнителях.

Страница 32 — 33 — Средства информации и связи

1. Придумайте условные знаки для передачи информации. Нарисуйте их на флажках.

Условные знаки для передачи информации

Поменяйтесь с другом тетрадями и расшифруйте информацию на флажках. Запиши ее словами.

    Слева изображен знак предупреждающий о каком-то событии, 
которое требует внимание. 

    Справа изображена стрелка вправо - указывающая направление 
дальнейшего движения.

2. Представь, что ты посылаешь письмо другу. Оформи с помощью необходимых сведений почтовый конверт.

Почтовый конверт



3. Помести в рамку информацию из местной газеты или журнала о заинтересовавших тебя явлениях природы или событий культуры, о людях твоего края.

Тропический ливень и град в Москве

4. Запиши по памяти названия средств информации и связи. Проверь себя по учебнику.

Средства информации и связи
    Почтовая служба, телеграф, телефон,
радио, телевидение, интернет.

Мир как дом

Страница 34 — 35 — Мир природы в народном творчестве

1. С помощью текста учебника на с. 46 заверши предложение:

    Слово "экос" ("ойкос") в переводе с греческого языка означает
"дом, жилище".
    Слово "логос" в переводе с греческого языка означает знание.
    Слово "ойкумена" древние греки называли заселённую и 
освоенную человеком часть мира.

2. Раскрась фрагмент старинной прялки. Определи, сколько ярусов Вселенной на нём изображено. Опиши их устно.

Фрагмент старинной прялки

3. Составь цепочку вопросов и ответов по образцу песенки «Куда, Фома, едешь?», используя знания о природе и жизни людей твоего края. Для завершающего ответа воспользуйся подсказками учебника или поставь имя того, кому пишешь эту песенку. К тексту можно сделать рисунок в подарок (на отдельном листе).

Вариант #1
- Куда, пастух, идешь? Куда своих овец ведешь?
- На поле.
- Зачем тебе на поле?
- Овец накормить.
- Зачем овец накормить?
- Чтоб шерсть давали.
- Зачем тебе шерсть?
- Чтоб деткам зимой тепло было.

Вариант #2
- Куда, Аня, идешь?
- Грибы собирать.
- Зачем тебе грибы?
- Чтобы суп сварить.
- А зачем тебе суп?
- Чтобы себя накормить, и друзей угостить!

Страница 36 — 37 — Из чего состоит всё

1. Найдите лишнюю фотографию в каждом ряду и обведите её. Объясните (устно) свой выбор.

Природные объекты - все то, что относится к природе.
Кроме того, нас окружает бесчисленное множество предметов, 
созданных человеком.
На первом рисунке изображены природные объекты, кроме кружки, 
которая является предметов созданным человеком, соответственно
она будет лишней в этом ряду.
На втором рисунке изображены предметы, созданные человеком, 
кроме синицы, которая является природным объектом, соответственно
она будет лишней в данном ряду.

2. Приведите примеры природных объектов (по 3-4 в каждом ряду).
Объекты неживой природы: планеты, водопады, камни.
Объекты живой природы: деревья, звери, птицы, насекомые.
3. С помощью текста и иллюстраций учебника заполни таблицу. Можешь дополнить ее своими примерами.

Твердые телаЖидкостиГазы
 Камень Вода Кислород
 Тарелка Молоко Природный газ
 Книга Бензин Гелий
 Карандаш Сок Азот


4. Узнай по описанию веществ и впиши их названия в клеточки.
— Это вещество входит в состав любого живого организма. Тело человека на 2/3 состоит из этого вещества.

                                                       Вода

— Это вещество встречается в виде камня под землёй, а также растворено в воде морей и океанов. Его можно встреть в каждом доме — кухне.

                                                       Cоль

— Это вещество добавляют во многие продукты — конфеты, торты, пирожные. В природе оно содержится в растениях.

                                                       Сахар

— Это вещество — наш помощник на кухне, потому что оно хорошо горит. Но в случае утечки оно может распространиться по все квартире, зато очень опасно.

                                              Природный газ

— Эти вещества созданы искусственно. Их используют для изготовления предметов домашней утвари, оконных рам, игрушек и многих других изделий.

                                              Пластмасса

5. Подчеркни синим карандашом названия твёрдых тел, а зелёным-названия веществ: соль, гвоздь, железо, подкова, алюминий, проволока, медь, канистра для бензина, пластмасса, бензин, сосулька, вода, льдина, конфета, сахар, солонка.

Страница 38 — 39

6. Практическая работа (опыт) «Вода — растворитель».

Цель опыта: определить, какие вещества вода растворяет, а какие нет.
1) Предположите план (порядок) проведения опыта.

  1. Разлить воду по 4 стаканам.
  2. Положить в 1-ый стакан сахар.
  3. Положить во 2-ой стакан соль.
  4. Положить в 3-ий стакан мел.
  5. Положить в 4-ый стакан глину.
  6. Пронаблюдать за результатом.
  7. Записать вывод

2) Рассмотрите рисунок. Выберите оборудование, которое нам понадобиться для проведения опыта. Отметьте выбранные предметы галочкой.

Оборудование для опыта

3) Выполните действия по инструкции.

Воду из колбы разлейте в 4 лабораторных стакана. В стакан № 1 насыпьте сахар, в стакан №2 — соль, в стакан №3 — измельченный мел (мел измельчите в ступке), в стакан №4 — глину. Размешайте все вещества стеклянной палочкой. Что наблюдаете? Опишите устно.

4) Зафиксируйте результаты опыта, поставив знак «+» в соответствующие графы таблицы.

Название веществаВода растворяетВода не растворяет
 Сахар+
 Соль +
 Мел +
 Глина +

5) Сделайте вывод. Проверьте себя по Приложению.

Вода растворяет сахар и соль, но не растворяет песок и мел.

Подумайте друг для друга вопросы, чтобы узнать, достигнута ли цель опыта. Оцените свои успехи, поставив знак «+» в соответствующие квадратики.
Мы предложили правильный план опыта.
Мы верно выбрали оборудование.
Мы точно зафиксировали результаты опыта.
Мы правильно сделали вывод из опыта.

Страница 40 — 41 — Мир небесных тел

1. Используя информацию учебника, впиши цифровые данные в текст.

Диаметр Солнца в 109 раз больше диаметра Земли. Масса Солнца в 330 тысяч раз больше массы нашей планеты. Расстояние от Земли до Солнца составляет 150 миллионов километров. Температура на поверхности Солнца достигает 6 тысяч градусов, а в центре Солнца — 15-20 миллионов градусов.

Расскажи о Солнце своим одноклассникам. Включи в свой рассказ данные, выписанные из учебника.

2. Заполни таблицу. Один пример возьми из учебника (рисунок на с. 56). Другие примеры (1-2 в каждой графе) постарайся найти в дополнительной литературе, сети Интернет.

Различие звёзд по цвету
 Цвет звёздПример из учебникаДругие примеры
 Белые 

 

 Сириус, Вега
 Голубые Минтака
 Жёлтые Солнце Капелла, Бетельгейзе
 Красные Антарес
Названия звёзд по цветам

3. Солнце и движущиеся вокруг него небесные тела составляют Солнечную систему. Постройте модель Солнечной системы. Для этого вылепите из пластилина модели планет и расположите их в правильной последовательности на листе картона. Подпишите на табличках названия планет и наклейте их на вашу модель.

Модель Солнечной системы



4. Разгадай кроссворд.

Кроссворд

1) Самая большая планета Солнечной системы.
2) Планета, имеющая хорошо заметные в телескоп кольца.
3) Самая близкая к Солнцу планета.
4) Самая далекая к Солнцу планета.
5) Планета, на которой мы живём.
6) Планета — соседка Земли, расположенная ближе к Солнцу, чем Земля.
7) Планета — соседка Земли, расположенная дальше Солнца, чем Земля.
8) Планета, расположенная между Сатурном и Нептуном.

5. Пользуясь различными источниками информации, подготовьте сообщение о звезде, созвездии или планете, о которых вы хотели бы побольше узнать. Запишите основные сведения для вашего сообщения. Укажите источники информации.

                   Звезда Альдебаран
    Одна из самых ярких звёзд на ночном небе, главная, ярчайшая звезда 
в созвездии Тельца, называется Альдебаран. По-арабски  и это слово 
означает "идущий вслед". Альдебаран - оранжево-красная звезда-гигант. 
Её яркость больше, чем у Солнца, в 150 раз. Находится от нас на 
расстоянии 65 световых лет.

Источник: Тарасов Л.В., Тарасова Т.Б. Космос: энциклопедия - М.: 
Эксмо, 2015.- 96 с.: ил. - (Твоя первая энциклопедия).

Страница 42 — 43 — Невидимое сокровище

1. В тексте учебника найдите абзац, где объясняется возникновение ветра. Внимательно прочитайте его. Придумайте и нарисуйте схему возникновения ветра.

В природе движущийся воздух — это ветер. Как известно, земля в разных местах по-разному нагревается солнцем. От земли нагревается воздух. Тёплый воздух легче холодного; он поднимается вверх, а холодный воздух устремляется на его место. Вот и возникает ветер.

Схема возникновения воздуха

Посмотрите, какие схемы предложили другие ребята. Оцените свою работу и работы своих товарищей. Чья схема правильная, точная, понятная? Кто допустил ошибки? Расскажите о возникновении ветра по наиболее удачным схемам.
2. Подпиши на диаграмме названия газов, которые входят в состав воздуха. Проверь себя по учебнику.

Подчеркни зелёным карандашом названия газа, который живые организмы поглощают при дыхании.
Подчеркни красным карандашом название газа, который живые организмы выделяю при дыхании.
3. Изучи свойства воздуха и запиши свои выводы.

1) Воздух прозрачен или непрозрачен?
Воздух прозрачен.
2) Имеет ли воздух цвет?
Воздух не имеет цвета.
3) Имеет ли воздух запах?
Воздух не имеет запаха.
4) Что происходит с воздухом при нагревании или охлаждении?
Этот опыт свидетельствует о том, что горячий воздух расширяется.

Этот опыт свидетельствует о том, что холодный воздух сжимается.
5) Как воздух проводит тепло?
Воздух плохо проводит тепло.


4. Как называется оборудование, использованное при проведении этих опытов? Укажи стрелками.

Оборудование для опытов

Страница 44 — 45 — Самое главное вещество

Практическая работа «Исследование свойств воды».

Цель работы: определить свойства воды.

Рассмотрите оборудование, приготовленное для практической работы. Укажите стрелками названия предметов. Объясните (устно), для чего они используются.

Оборудование для практической работы

Опыт 1. Опустите в стакан с водой стеклянную палочку. Видна ли она? О каком свойстве воды это говорит?

Вывод: вода прозрачна.

Опыт 2. Сравните цвет воды с цветом полосок, изображённых на этой странице. Что вы видите? О чём это говорит?

Вывод: вода бесцветна.

Опыт 3. Понюхайте чистую воду. Какое свойство воды можно установить таким способом?

Вывод: вода не имеет запаха.

Опыт 4. Колбу с трубкой, заполненную подкрашенной водой, опустите в горячую воду. Что наблюдаете? О чем это свидетельствует?

Вывод: при нагревании вода расширяется.

Опыт 5. Ту же колбу поставьте в тарелку со льдом. Что наблюдаете? О чём это свидетельствует?

Вывод: При охлаждении вода сжимается.

Общий вывод: вода прозрачна, бесцветна, не имеет запаха, 
при нагревании расширяется, при охлаждении сжимается.

Определите цель каждого опыта. Опишите (устно) его ход. Проверьте свои выводы по Приложению.

Оцените свою работу, поставив галочку в соответствующие квадратики.

 Мы верно выбрали оборудование для опытов.
 Наши выводы совпали с приведёнными в Приложении.
 Мы верно определили свойства воды, но неточно сформулировали выводы.
 Мы допустили ошибки при определении некоторых свойств воды.

Страница 46 — 47 — Природные стихии в народном творчестве

1. Вырежи из Приложения фотографии. Наклей их под названиями природных стихий. В нижней части таблицы нарисуй образы огня, воды и воздуха, характерные для изобразительно-прикладного искусства народов твоего края.

2. Запиши загадки об огне, воде и воздухе, созданные творчество народов вашего края. Загадайте их участникам других рабочих групп.

Загадки про огонь
Жар-птица летает, золотые перья роняет. (Огонь)
Без питья живёт. Но стоит напоить - умирает. (Огонь)
Алый петух в воде потух. (Огонь)
Жевать - не жую, а всё поедаю. (Огонь)

Загадки о воде
Зимой падает, весной журчит, летом шумит, осенью капает. (Вода)
В жарки день самой желанной бывает.(Вода)
Чего в гору не выкатить, в решете не унести и в руках не удержать? (Вода)

Загадки про воздух
Чем мы дышим? Что мы не видим? (Воздух)
Чего ни в комнате, ни на улице не увидишь? (Воздух)

3. Рассмотри узоры народной вышивки. Определи образы огня, воды и воздуха.

Устно сочини сказку о природных стихиях.

Страница 48 — 49 — Кладовые земли

  1. Самостоятельно или с помощью учебника допиши определения.
Минералы - это природные вещества
Горные породы - это природные соединения минералов.

2. Практическая работа «Состав гранита».

Цель работы: определить минералы, входящие в состав гранита.

  1. Рассмотрите и сравните образцы минералов: полевого шпата, кварца, слюды. Устно опишите их свойства (цвет, прозрачность, блеск).
  2. Рассмотрите кусочек гранита с помощью лупы. Найдите цветные зёрна. Это минерал полевой шпат. Найдите полупрозрачные зёрна. Это минерал кварц. Найдите чёрные блестящие зёрна. Это минерал слюда.
  3. По результатам исследования заполните схему.
Состав гранита

4. Сделайте вывод (устно). Проверьте себя по Приложению.

Придумайте друг для друга вопросы и задания, чтобы узнать, достигнута ли цель работы. Оцените свои успехи, поставив знак «+» в соответствующие квадратики.

  Мы правильно описали свойства минералов.
  Мы верно определили минералы, входящие в состав гранита.
 Мы правильно заполнили схему «Состав гранита».
 Наш вывод совпал с тем, который приведён в Приложении.

3. Знаете ли вы, что хранится в кладовых Земли? Вырежьте из Приложения фотографии и наклейте их в соответствующие окошки.

Полезные ископаемые

4. Запишите названия полезных ископаемых своего края.

Золото, газ, нефть, гранит, асбест, железная руда.

Страница 50 — 51 — Чудо под ногами

Практическая работа «Исследование состава почвы».

Цель работы: определить, что входит в состав почвы.

Рассмотрите оборудование, приготовленное для практической работы. Укажите стрелками названия предметов. Объясните (устно), для чего они используются.

Оборудование для практической работы

Опыт 1. Бросьте комочек сухой почвы в воду. Что наблюдаете? О чём это говорит?

Вывод: в почве содержится воздух.

Опыт 2. Немного свежей почвы нагрейте на огне. Над почвой подержите холодное стекло. Что наблюдаете? О чем это говорит?

Вывод: в почве содержится вода.

Опыт 3. Продолжайте нагревать почву. Дождитесь появления дыма и неприятного запаха. Это сгорает перегной почвы, который образуется из остатков растений и животных. Перегной придаёт почве тёмный цвет. О чём свидетельствует этот опыт?

Вывод: в почве содержится перегной.

Опыт 4. Прокалённую почву, в которой перегной сгорел (она серого цвета), насыпьте в стакан с водой и размешайте. Понаблюдайте, что осядет на дно сначала и что — через некоторое время. О чём говорит этот опыт?

Вывод:в почве содержится глина и песок.

Опыт 5. Поместите на стекло несколько капель воды, в которой долго находилась почва. Подержите стекло над огнём. Что произошло с водой? Что осталось на стекле? Это минеральные соли. О чём говорит этот опыт?

Вывод:в почве содержится минеральные соли.
Опыты
Общий вывод: в состав почвы входят воздух, вода, перегной,
глина, песок, минеральные соли.

Определите цель каждого опыта. Опишите (устно) его ход. Проверьте свои выводы по Приложению. Оцените свою работу, поставив знак «+» в соответствующие квадратики.
 Мы верно назвали оборудование для опытов.
  Наши выводы совпали с выводами в Приложении.
 Мы верно определили состав почвы, но неточно сформулировали вывод.
 Мы допустили ошибки при определении состава почвы.

Страница 52 — 53 — Мир растений

1. Узнай группы растений по описаниям. Впиши названия групп в клеточки.

  • Эти растения имеют корни, стебли, листья, цветки и плоды, в которых созревают семена — 9 букв. Ответ: цветковые.
    Цветковые растения имеют цветки и плоды. У них
    есть и все другие части: корни, стебли, листья.
    Эти растения наиболее разнообразны. 
    Группа насчитывает 250 000 видов.
    Примеры цветковых растений: нарцисс, календула,
    бархатцы, ива, ландыш, астра, подсолнечник, груша, 
    картофель, липа, мать-и-мачеха, одуванчик.
  • У этих растений нет корней, стеблей, листьев, цветков и плодов. Их тело называется слоевищем — 9 букв. Ответ: водоросли.
    Водоросли - жители воды. Примером водорослей является 
    морская капуста. У водорослей нет корней, стеблей, 
    листьев, цветков и плодов. Тело водорослей похоже
    на длинные бурые ленты, оно называется слоевищем.
    Группа насчитывает 100 000 видов.
  • У растений этой группы есть стебли и листья, но нет корней, цветков и плодов с семенами — 3 буквы. Ответ: мхи.
    Мхи растут во влажных местах. Они имеют стебли и 
    листья, но у них не бывает корней, цветков и плодов
    с семенами.
    Группа насчитывает 27 000 видов.
  • У этих растений есть все части, кроме цветков и плодов. Семена у них созревают в шишках — 7 букв. Ответ: хвойные.
    Хвойные растения имеют корни, стебли, листья 
    (хвоинки), но не имеют цветков и плодов. На месте
    плодов у них шишки, в которых созревают семена.
    Группа насчитывает 600 видов.
    Примеры хвойных растений: сосна, туя, лиственница,
    ель.
  • Растения этой группы имеют корни, стебли и листья, похожие на большие перья. Но у них не бывает цветков, плодов и семя — 11 букв. Ответ: папоротники.
    Папоротники легко узнать по красивым листьям, похожим 
    на большие перья. Кроме листьев, у папоротников есть 
    корни и стебли. Цветков, плодов и семян у них не 
    бывает.
    Группа насчитывает 10 000 видов.

2. На уроке учительница попросила привести примеры цветковых растений. Дети ответили так:

  • Сережа: нарцисс, календула, бархатцы, ива, сосна.
  • Надя: ландыш, астра, подсолнечник, груша, картофель.
  • Витя: туя, лиственница, папоротник, кувшинка, земляника.
  • Ира: морская капуста, ель, липа, мать-и-мачеха, одуванчик.

Кто из ребят ответил верно? Кто допустил одну ошибку, две ошибки, три ошибки?

Верный ответ у Нади, одна ошибка у Сережи, 
две ошибки у Иры, три ошибки у Вити.

3. Определите эти растения. Подпишите названия растений и групп, к которым они относятся.


4. Используя книгу «Зелёные страницы», подготовь сообщение об одном из видов растений любой группы. Запиши названия вида, группы и краткие сведения для своего сообщения.

Репейник, он же лопух

Многие растения: ландыши, белоснежные кувшинки — исчезают с лица земли, но не репейник.
Благодаря тому, что его корзинки с плодами крепко прикрепляются к одежде человека и распространяются повсеместно, репейник растет повсюду.

Репейник

Если вооружиться лупой и рассмотреть внимательно это растение, то внутри шарика-корзинки — маленькие фиолетовые цветки, а снаружи — особые листочки. Они заканчиваются шипами-колючками благодаря которым они легко прикрепляются к человеку и животным.

Страница 54 — 55 — Наше путешествие в мир растений

На этих страницах подготовьте фоторассказ об удивительном мире растений вашего края или других мест, где вам довелось побывать. В фотографиях и подписях постарайтесь передать своё отношение к миру растений.

Растения Урала

Василёк синий

Синий василёк — однолетнее растение. Встречается по опушкам лесов, полянам, обочинам дорог, как сорное растение на огородах и полях злаковых культур.

Голубика

Голубика — кустарник высотой до 120 см. Она недалекая родственница брусники. Цветет голубика в июне-июле, а плодоносит в августе-сентябре. Её плоды очень вкусные. Их широко используют для приготовления различных блюд.

Душица обыкновенная

Душица обыкновенная — многолетнее травянистое растение. В России растёт повсеместно (за исключением Крайнего Севера): на полянах, опушках, среди кустарников, на сухих открытых травянистых местах, по склонам холмов. В Европе ее называют — орегано, это дальняя родственница мяты, мелиссы, шалфея, базилика и других пряных трав. Орегано — это чуть ли не важнейшая пряность для изготовления легендарной пиццы в Италии и греческого салата.

Страница 56 — 57 — Плодородная земля и растения в народном творчестве

1. Раскрась узоры на старинном полотенце. Определи образы земли и растений. Укрась второе полотенце древними узорами, характерными для изоразительно-прикладного искусства народов твоего края.

Узоры на старинном полотенце

Теперь предложим несколько вариантов вышивки на старинных полотенцах. Но прежде всего отметим, что в основном при вышивке использовали белые и красные цвета. Это связано с тем, что других красителей попросту не было.

При этом при старорусской вышивке использовалась следующая правила.

  • Земля отобразалась в нижней части полотенца, при этом допускалось использовать черные цвета. В качестве отображения Земли использовались геометрические фигуры: квадраты, ромбы.
  • Растения вышивались на верхней части полотенца, как правило это изображение цветов, листьев. Допускалось изображение
    колосьев в средней части полотенца.
Старинные полотенца

2. Нарисуй иллюстрацию к сказке народов твоего края, в котором растение играет важдую роль в развитии действия.

Прежде чем выполнить данное задание, вспомним сказки, в которых растение играет важную роль в развитии деяствия.

  • Прежде всего, приходит на ум русская-народная сказка «Репка».
  • Русская народная сказка «Молодильные яблочки».
  • Русская народная сказка «Вершки и корешки».
  • Русская народная сказка «Колосок».
  • Русская народная сказка «Золотые колосья».
  • «Жаба и роза» Всеволода Гаршина.
  • «Аленький цветочек» Сергея Аксакова.
  • «Цветик-семицветик» Валентина Катаева.
  • «Неизвестный цветок» Андрея Платонова.
  • «Двенадцать месяцев» Самуила Маршака.

А теперь приведем несколько рисунков к названным сказкам.

РепкаМолодильные яблочкиВершки и корешкиКолосокЗолотые колосьяЖаба и розаАленький цветочекЦветик-семицветикНеизвестный цветокДвенадцать месяцев

3. Подбери и запиши загадки и пословицы народов твоего края о земле-кормилице и растениях.

Пословицы и поговорки о земле-кормилице и растениях
Растенье — земли украшенье.
Земля заботу любит.
Кто землю лелеет, того земля жалеет.
Больше землю удобряй – выше будет урожай.
В землю крошки, из земли лепёшки.
Что глубже семя схоронится, то лучше уродится.
Трава без клевера, что каша без масла.

А теперь загадки

Загадки о земле-кормилице и растениях

Дышит и растёт, а ходить не может. 
                  (Ответ: растение)
              ***
Эй, звоночки, синий цвет! 
С язычком, а звону нет!
         (Ответ: цветы колокольчики)
              ***
Голова на ножке, в голове горошки.
                        (Ответ: мак)
              ***
Стоят кругом сестрички:
Желтые глазки, белые реснички. 
                    (Ответ: ромашки)
              ***
Весь мир кормит.
                      (Ответ: земля)

Страница 58 — 59 — Мир животных

1. Напиши названия групп переисленных животных. При необходимости используй слова для справок.

Лягушка, жаба, тритон - это земноводные.
Дождевой червь, пивка - это черви.
Улитка, слизень, осьминог, кальмар - это моллюски.
Речной рак, краб, креветка - это ракообразные.
Морская звезда, морской ёж, морская лилия - это иглокожие.
Паук, скорпион, сенокосец - это паукообразные.
Ящерица, змея, крокодил, черепаха - это пресмыкающие.

2. Определите животных. Подпишите названия животных и групп, к которым они относятся. При необходимости используйте слова для справок.

Страница 80 — 81 — Как сохранить богатства природы

1. С помощь текста учебника заполните правую колонку таблицы.

Отрицательное влияние человека на природуМеры по охране природы
Попадание в воздух ядовитых выбросов промышленных предприятий и автомобилейСооружение установок, которые улавливают вредные вещества. Создание автомобилей, которые меньше загрязняют воздух (работают частично на бензине, а частично на электричестве).
Попадание в воду бытовых стоков, отходов промышленных предприятий, фермСтроительство очистных сооружения, в которых загрязнённая вода будет проходить через различные фильтры.
Кроме того, на очистительных сооружениях стоит использовать невидимки-бактерии, которые обезвреживают ядовитые вещества.
Потери полезных ископаемых при добыче, перевозке, переработкеБережно и экономно использовать полезные ископаемые при их добыче,
перевозке и переработке.
Уничтожение растений, защищающих почвуРастения укрепляют почву своими корнями, поэтому для сохранения
почвы важно беречь и сажать растения.
Сбор населением редких растенийОхранять редкие растения, сооружая заповедники, национальные парки и
ботанические сады.
Неумеренная охота на животных, браконьерствоЗапрещать и ограничевать охоту на редких животных. Охранять
животных, сооружая заповедники и национальные парки. Также помогают
охране животных зоопарки.

2. Придумайте и нарисуйте условные знаки, показывающие охрану природных сообществ

а) леса

Охрана природного сообщества леса

б) луга

Охрана природного сообщества луга

в) водоёма

Охрана природного сообщества водоёма

Обсудите условные знаки, предложенные другими группами. Выберите наиболее удачные.

Расскажите по условным знакам об охране природных сообществ.

Страница 82 — 83 — Охрана природы в культуре народов России и мира

1. Запиши (на выбор) пословицы, предания, сказки народов твоего края, в которых говорится о том, что необходимо любить и беречь природу.

Пословицы, в которых говорится о том, 
что необходимо любить и беречь природу

   - Огонь - царь, вода - царица, земля - матушка, 
небо - отец, ветер - господин, дождь - кормилец.
   - Кто землю лелеет, того она жалеет.
   - Накормишь землю - она накормит тебя. 
   - Люби природу - она добром ответит!
   - Сломать дерево - секунда, а вырастить - года.
   - Береги землю родимую, как мать любимую. 

2. Представь себя главной экологически чистого поселения. Нарисуй в рамке схему своего воображаемого хозяйства, где для отопления, освещения, для разных видов деятельности применяется сила воды, ветра, тепло солнца, переработка отходов и мусора, вновь засаживаются деревьями участки, предназначенные для вырубки. Используй опыт народов твоего края, который сохранился в сельских и дачных поселениях, в книгах о старинной и современной культуре народов России и мира.

Схема хозяйства

Страница 84 — Чудесное путешествие

Побывайте (на выбор) в краеведческо или зоологическом музее, батаническом саду, зоопарке, природном или историко-культурном заповеднике вашего края. Приклейте самю интересную фотографию вашего путешестия.

Ботанический сад

Конспект урока окружающий мир “Вода

Урок окружающего мира

Класс: 3

Тема: «Вода – необыкновенное вещество»

Тип урока: урок-исследование объекта и понятия.

На момент проведения урока учащиеся знакомы с темами «Тела, вещества, частицы», «Твердые вещества, жидкости и газы». Урок первый в системе уроков по теме «Вода –необыкновенное вещество»

Уровень подготовки класса: средний

Цели урока:

Обучающие:

  1. Формировать знания о важности воды для всего живого на Земле, о бережном её использовании;

  2. Формировать знания об основных свойствах в процессе опытов и практической работы;

  3. Формировать практические умения работать с лабораторным оборудованием, ставить опыты, вести наблюдения, делать выводы по результатам наблюдений, анализировать и обобщать;

  4. Учить работать с гипотезой ( предположение через деятельный метод, практический подход)

Развивающие:

  1. Создать условия для личностного развития ученика;

  2. Активизации самостоятельной деятельности и работы в группе;

  3. Развития способности к конструктивному творчеству, наблюдательности, умению сравнивать и делать выводы;

Воспитательные:

  1. Создать условия для воспитания бережного отношения к окружающей среде, хозяйственного подхода к использованию природных богатств;

  2. Создать условия для воспитания коммуникативной культуры, умения работать в группах, выслушивать и уважать мнение других, ответственности за результаты своего труда, чувства взаимопомощи, поддержки.

По виду источника информации;

– словесные(объяснение, беседа с учащимися,)

– наглядные (иллюстрации, демонстрация презентации обучающего курса)

– практические (работа с карточками, проведение опытов).

По виду учебной деятельности:

– проблемно-поисковый метод (поиск решения поставленных перед учащимися проблем).

Основной метод обучения: исследование – целенаправленное наблюдение за объектом (водой) для обнаружения доказательств истинности или ложности намеченной гипотезы.

Ход урока

  1. Организационный момент.

Встали, подровнялись, проверили свою готовность к уроку, сели красиво, правильно, спинки ровно и т.д.

Громко прозвенел звонок

Начинается урок.

Наши ушки – на макушке,

Глазки широко открыты.

Слушаем, запоминаем,

Ни минуты не теряем.

– А чтобы урок наш прошел интересным и полезным, мы должны дополнить девиз нашего урока универсальными учебными действиями

Урок мы будем … изучать

Информацию из урока … извлекать

Точку зрения … высказывать

На вопросы … отвечать

И ,конечно, без сомненья,

Речь при этом … развивать!

– Что мы будем делать на уроке?

Сегодня на уроке вас ждет много открытий.

  1. Проверка домашнего задания

На доске вывешены названия веществ, природный газ, сахар, вода, углекислый газ, кислород, питьевая сода, уксус, древесина, азот, лед, пар

– Ребята, распределите вещества по группам.

– Посмотрите, на распределенные вещества, может вы что-то заметили? Увидели что-то необычное? (да, вода, находится в трех состояниях)

– Какое же вещество может находиться в трех состояниях? (вода)

– А как вы думаете, чему будет посвящен наш урок?

Сегодня на уроке мы будем говорить о воде- необыкновенном веществе.

  1. Вводная беседа учителя

– Обычная вода – полное тайн чудо природы. Вода – самое распространенное вещество на Земле. В чистом виде она не имеет ни запаха, ни вкуса, ни цвета. Но в действительности вода не бывает такой. Это происходит потому, что она удивительно активно впитывает, растворяет в себе почти всё, что её окружает. И сама проникает всюду.

Вода – это океаны, моря, реки, озера, болота, ручейки и … лужи. Вода есть в воздухе, составляющем огромный воздушный океан Земли – атмосферу. В воде зародилась жизнь. Мы сами в значительной степени состоим из воды, и без воды не возможно существование всего живого. Следы воды находят даже в камнях. Зимой вода замерзает и становится твердой, как камень. Тогда ее называет льдом. Жидкая вода, твердая вода (лед) и водяной пар таят в себе особые секреты, которые позволяют говорить о том, что вода – необык………….

Миша: – Это вода!

Маша: – Я не согласна! Это может быть и не вода, по внешнему виду, нельзя определить, что это такое.

Учитель: – А вот и наши любимые Миша и Маша в гости пришли. Ребята, а что у вас случилось, почему ,вы, шумите?

Маша: – мы обнаружили в своей лаборатории жидкость, которую Миша забыл подписать, теперь не знаем, что это такое?

Миша: – Это вода!

Маша: По внешнему виду нельзя определить, что это вода, много жидкостей похожих на воду, Может это перекись или спирт, березовый сок. Как быть?

Учитель: Ребята, поможем определить, Мише и Маше, что это такое в пробирке? (да) Мы должны вспомнить все, что знаем о воде и проверить свои знания, с помощью опытов, которые сегодня же проведем.

Доклад о воде ученика 3 класса. Учебник стр 53-54.

Доклад о воде ученицы З класс. Учебник стр 58.

Доклад о воде ученицы 3 класса. Хрестоматия стр.37-38.

Молодцы, вспомнили очень много о воде, давайте теперь проверим свои знания.

Физминутка

Рыбки весело резвятся

В чистой тёпленькой воде,

То сожмутся, разожмутся,

То зароются в песке.

  1. Проведение опытов.

Ну а теперь мы с вами станем исследователями, проведем опыты, понаблюдаем за веществом. Сделаем выводы.

Настоящие исследователи часто работают с неизвестными материалами, для безопасности, соблюдают определенные правила, которые и мы должны знать. Сейчас мы с ними познакомимся

– После просмотра постарайтесь ответить:

Какое правило самое важное?

Какое правило самое важное? -Какой вывод сделаем – ВСЕ!

– Использовать для опытов мы будем только известные вещества, поэтому перчатки нам не понадобятся, а вот аккуратность при проведении опытов не помешает.

– Все результаты опытов вы будете записывать в «Лист исследований» ( сказать как отмечать) Работа в парах.

ОПЫТ №1

Опыт 1.
Уч-ль: Опустите в стакан с водой ложку. Видна ли ложка в стакане?
Уч-ся: Видна
Что можно сказать?
Вывод: вода прозрачна
Опыт 2.
Уч-ль: Около стакана с водой положите полоску белой  бумаги. Сравните цвет жидкости с цветом полоски.  Имеет ли вода цвет?
Уч-ся: Вода не имеет цвета
Вывод: вода не имеет цвета
Сделайте отметку в «Листе исследований»

Ну что ж,

Я фокусник известный

Чудесами вас «угощу»

Чистую, светлую водицу

В разные цвета превращу.

Ты вода-водица,

Друг мой студеный.

Стань вода-водица,

Не простой – зеленой

 

Ты вода-водица,

Светлая как иней.

Стань вода-водица,

Не простой, а синей

Ты вода-водица,

Друг мой прекрасный.

Стань вода-водица,

Не простой, а красной.

Уч-ль: Ребята, что же произошло?

Уч-ся: Вода изменила цвет

Уч-ль: А от чего зависит цвет воды?

Уч-ся: Цвет воды зависит от того, что в ней растворили.

Уч-ль: А когда мы дома можем видеть эти чудесные превращения?

Уч-ся: Когда утром завариваем чай или кофе. (По карточке дети делают вывод)

Вывод в лист исследования:

ОПЫТ №2

– Можно ли каким-то способом, не видя содержимого стаканов, узнать о том, что в них находится? (Понюхать).

– Сейчас мы будем узнавать вещество по запаху. Вспомните правила безопасности при определении запаха. Как нужно нюхать неизвестные вещества? (2 стакана обернуть бумагой: кофе вода)

– Приглашаю к демонстрационному столу группу экспертов. Глаза мы завяжем.

Я буду подносить вам для определения запаха разные вещества, а вы постарайтесь их узнать. (Узнают кофе, сок.)

– Какое чувство помогло вам? (Обоняние)

– Почему было трудно определить третье вещество? (Нет запаха)

– Давайте посмотрим, какое вещество не имеет запаха? вода

– Какой сделаем вывод?

Отметьте это свойство в «Листе исследований».

ОПЫТ №3

– Как можно еще отличить вещества друг от друга? По вкусу пример ( сладкий кислый)

– Приглашаю следующую группу экспертов. Вам предстоит определить вещество в каждом стакане, попробовав их.

– Вспомним правила безопасности.

– Но эти вещества вам хорошо известны, я знаю, что они безопасны, поэтому вы можете их пробовать. Завязываем глаза.

– Какие ощущения? Стакан №1-молоко (сладкий)

2 – сок (кислый)

3 – вода (нет вкуса!!!)

Какой вывод сделаем о вкусе воды? Отметьте это свойство в «Листе исследований».

– А может ли вода приобрести какой-нибудь вкус? Как? (Посолить, посластить)

– Где в жизни вы с этим встречались?

ОПЫТ №4
Уч-ль: А сейчас добавьте в стакан соль. Размешайте. Что произошло с солью?
Уч-ся: растворились
Вывод: Вода – растворители

ОПЫТ №5

Случайно проливаю воду.

– Ой! Что произошло? (Вы пролили воду.)

– И что же с ней произошло на полу? Растеклась.

Разлилась, расплескалась.

– Это говорит еще об одном свойстве воды – текучести.

Аккуратно зачерпните ложкой воду из стаканчика и снова вылейте её в него. Течет вода? Почему?
Уч-ся: Течет. Потому что вода жидкая.
Вывод: Вода – жидкая; течет

Мы доказали с вами, что вода это жидкость. Да

Отметьте это свойство в «Листе исследований».

ОПЫТ № 6
Уч-ль: Посмотрите внимательно, я сейчас налью воду в банку, стакан, бутылку и вазу. Какую форму имеет вода?
Уч-ся: Вода принимает форму того сосуда, в котором находится. Своей формы вода не имеет.
Вывод: Вода не имеет форму, а может принимать форму того сосуда, в котором находится

– Ну, теперь давайте подведем итог наших исследований

– Какое вещество было объектом нашего исследования? (Вода)

– Какими свойствами она обладает?

Давайте сделаем вывод, опираясь на свой лист исследования

Вывод: Вода прозрачная, бесцветная жидкость, не имеющая ни вкуса, ни запаха. Вода растворяет многие вещества.

Свойства воды

Цвет

Запах

Вкус

Вода – растворитель

+

Жидкая, течет

+

Форма

6. Первичное закрепление с проговариванием во внешней речи.

– Мы возвращаемся к проблемному вопросу, чтобы ответить на него. «Является ли жидкость в сосуде – водой?»

– В начале мы могли это определить? А теперь?

– Сравним свойство этой жидкости со свойствами воды.

ПРОЗРАЧНА?

ЗАПАХ? – давайте проверим

Жидкая ?Наливаю в стакан.

-Что осталось определить? Вкус.

Можно ли пробовать на вкус незнакомые вещества? Нет

Но я точно знаю, что это вещество безопасно.

Кто желает оценить его вкус? Что это? (Вода.)

Итог урока

– Ответили мы на проблемный вопрос, поставленный в начале урока?

– В начале урока вы сказали, что жизнь без воды невозможна.

7. Рефлексия учебной деятельности.

Подведем итог нашего исследования.

– Мы выполнили план урока?

– Перечислите свойства воды.

– Как нужно относиться к воде? (бережно, экономно, охранять ее от загрязнения).
Молодцы, ребята! Я вами очень довольна. 

– Оцените свои знания на конец урока (капельки)

Синяя – узнал на уроке много;

Желтая – узнал, но не все

Красная – ничего не узнал.

IX. Домашнее задание:

– проработать материал учебника на с.49– 52;

– подобрать пословицы о воде.
Спасибо за урок!

Свойства воды

Цвет

Запах

Вкус

Вода – растворитель

Жидкая, течет

Форма

Свойства воды

Цвет

Запах

Вкус

Вода – растворитель

Жидкая, течет

Форма

Свойства воды

Цвет

Запах

Вкус

Вода – растворитель

Жидкая, течет

Форма

Свойства воды

Цвет

Запах

Вкус

Вода – растворитель

Жидкая, течет

Форма

Свойства воды

Цвет

Запах

Вкус

Вода – растворитель

Жидкая, течет

Форма

Свойства воды

Цвет

Запах

Вкус

Вода – растворитель

Жидкая, течет

Форма

Проверка растворимости обычных жидких растворителей | Научный проект

Растворы – это особый вид смеси. Растворимость – это термин, используемый для описания количества материалов (твердых веществ, жидкостей или газа), которые могут быть растворены в растворителе для получения раствора. Исследовательский аспект этого проекта научной ярмарки состоит в том, чтобы проверить растворимость нескольких распространенных жидких веществ.

Каковы цели?

В несколько распространенных жидкостей, таких как вода, медицинский спирт и клубная сода, будут добавлены твердые вещества, такие как соли, песок и пищевая сода, чтобы определить, какие твердые вещества растворяются в каких жидкостях при комнатной температуре.На основе результатов этого исследования будет подготовлена ​​таблица данных, а результаты нанесены на серию графиков. Эмпирическое правило растворимости в растворителях – «подобное растворяется в подобном». Это означает, что в целом полярные соединения растворимы в полярных растворителях, а неполярные соединения растворимы в неполярных растворителях. Одно из практических преимуществ результатов этого проекта – доказать или опровергнуть это правило.

  • Что такое растворитель?
  • Что такое растворенное вещество?
  • Какой растворитель смог растворить большую часть или все растворенные вещества?
  • Какое растворенное вещество было наиболее растворимым в испытанных растворителях?
  • Термин «универсальный растворитель» означает способность растворять большинство веществ.Какой из испытанных растворителей подходит под это описание?

Растворы – это особый вид смеси. Растворимость – это термин, используемый для описания количества материалов (твердых веществ, жидкостей или газа), которые могут быть растворены в растворителе для получения раствора. Растворителем является растворяющий агент, например вода. Растворенное вещество – это вещество, растворенное в растворе.

В этом научном проекте будут исследованы растворы, в которых растворителем является жидкость. Большинство жидких растворителей представляют собой молекулярные соединения.Будет ли соединение растворяться в конкретном растворителе, зависит от того, что это за растворитель. Эмпирическое правило растворимости в молекулярных растворителях – «подобное растворяется в подобном». Это означает, что в целом полярные соединения (химические соединения, молекулы которых демонстрируют электрически положительные характеристики с одной стороны и отрицательные характеристики с другой) растворимы в полярных растворителях, а неполярные соединения растворимы в неполярных растворителях. Вода – пример полярного растворителя. Кулинарное масло является примером неполярного растворителя.Вода – наиболее часто используемый жидкий растворитель. Его иногда называют «универсальным растворителем», потому что он может растворять больше веществ, чем любая другая жидкость.

Какие материалы требуются?

Медицинский спирт, содовая, растительное масло, поваренная соль, пищевая сода, столовый сахар, английская соль, упаковка пластиковых стаканчиков, мешалки для кофе, метрическая мерная чашка, чистый песок на игровой площадке или на пляже, а также резиновые или латексные одноразовые перчатки

Где найти материалы?

Все товары для этого проекта можно приобрести на месте в большинстве крупных розничных магазинов (Walmart, Target, долларовые магазины и т. Д.).

  1. На листе бумаги или с помощью компьютера и принтера нарисуйте таблицу, аналогичную показанной ниже.
  2. С помощью градуированной мерной чашки отмерьте 10 мл воды и налейте в чашку.
  3. Отмерьте чайную ложку поваренной соли, добавьте ее в чашку с водой и перемешайте мешалкой для кофе.
  4. Если вся соль (растворенное вещество) исчезает, то считается, что растворенное вещество растворилось в растворителе, и образуется раствор. Нерастворимое растворенное вещество выпадет из смеси.Нерастворимые растворенные вещества обычно находятся на дне чашки или плавают на поверхности жидкости.
  5. Запишите результаты каждого теста, написав слова «растворимый», если твердое вещество растворяется полностью, «нерастворимый», если твердое вещество не растворяется, или «частично растворимое», если растворяется часть твердого вещества.
  6. В другую чистую чашку налейте 10 мл воды, но на этот раз добавьте чайную ложку песка и перемешайте. Запишите результаты в таблицу.
  7. Повторите ту же процедуру для английской соли, пищевой соды и сахара.Каждый раз использовали чистую чашку и мешалку для кофе.
  8. Выполните ту же процедуру с медицинским спиртом, водой и растительным маслом вместо воды.

Растворители Растворенные вещества
Соль столовая Пищевая сода Песок Сахар столовый Английская соль
Вода
Алкоголь
Клубная газировка
Растительное масло
  1. Используя миллиметровую бумагу, визуально отобразите данные в таблице, построив гистограмму, аналогичную показанной, с названиями растворенных веществ по горизонтальной оси и показателями растворимости в воде по вертикальной оси.Повторите эту же процедуру для каждого испытанного растворителя.

Термины / Понятия: Решение; растворимость; растворитель; растворенное вещество; полярное соединение

Каталожные номера:

Ссылки на родственные книги

Название: Химия Дженис ВанКлив для каждого ребенка: 101 простой эксперимент, который действительно работает

Автор: Дженис ВанКлев

Издатель: Джосси-Басс. Inc. ISBN -10: 0471620858 и ISBN -13: 978-0471620853

Эта книга содержит множество экспериментов, которые должны проводиться детьми младшего и среднего школьного возраста.В нем также объясняются основные концепции химии, которые будут полезны при проведении этого проекта научной ярмарки.

Ссылки на связанные сайты в Интернете

Название: Растворимость солей

URL: http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/171solublesalts.html

Название: Что такое растворимость?

URL: http://www.chemistryland.com/CHM107/Water/WaterTutorial.htm

ПРИМЕЧАНИЕ : Интернет является динамическим; цитируемые веб-сайты могут быть изменены без предупреждения или уведомления!

Научные проекты для начинающих: химия

Химия

Соль или сахар: что быстрее растворяется в разных жидкостях

Растворы – это не что иное, как смеси различных соединений или элементов.Вы сталкиваетесь с решениями каждый день, даже не осознавая этого.

Даже воздух, которым вы дышите, содержащий воду, представляет собой раствор жидкости и газа. Если вы сегодня выпили газировку, вы на самом деле выпили раствор газа, растворенного в ароматизированной воде. Если вы носите браслет из стерлингового серебра, вы носите раствор двух металлов.

В этом эксперименте вы будете работать с жидким раствором, который является одним из трех типов растворов. Остальные типы – это газообразные растворы и твердые растворы.

Итак, в чем, похоже, проблема?

Основные элементы

Растворенное вещество – это растворенное вещество – твердое, жидкое или газообразное. Растворитель , который также может быть твердым, жидким или газообразным, представляет собой вещество, которое растворяется. Раствор представляет собой однородную смесь растворенного вещества (обычно твердого вещества), растворенного в растворителе (обычно в жидкости).

Когда вы размешиваете ложку сахара в стакане воды, образуется раствор.Этот тип жидкого раствора состоит из твердого растворенного вещества, которым является сахар, и жидкого растворителя, которым является вода. Поскольку молекулы сахара равномерно распределяются по воде, сахар растворяется.

При смешивании жидкости с газом образуется другой тип раствора, называемый газообразным раствором. Примером такого типа раствора является влажность. Влажность – это вода (жидкость), растворенная в воздухе (газ).

Стандартная процедура

Подумайте о том, как кубик сахара растворяется в воде по сравнению с упаковкой рыхлого сахара.Куб растворяется медленнее, потому что меньше молекул сахара изначально контактирует с водой.

В твердом растворе , таком как стерлинговое серебро, медь, нагретая при высоких температурах, смешивается с серебром, которое также нагревается до плавления. Медь – это растворенное вещество , которое растворяется в растворителе . Серебро – растворитель.

Тип раствора определяется состоянием вещества растворителя.Если растворяющееся вещество является жидкостью, раствор называется жидким раствором. Если растворителем является газ, раствор называется газообразным раствором. И вы правильно угадали: твердый растворитель образует твердый раствор.

Стандартная процедура

Вы можете проверить размер кристаллов соли и сахара под микроскопом или увеличительным стеклом, что также позволит вам увидеть их форму. Если вы рисуете то, что видите, карандашом, чтобы проиллюстрировать затенение, вы можете включить иллюстрацию как часть финальной демонстрации вашего проекта научной ярмарки.

Есть несколько факторов, которые обычно увеличивают количество растворенного вещества, которое может быть растворено. Например, если вы хотите растворить больше сахара в том же количестве воды, вы можете нагреть воду. Вы также можете измельчить сахар на более мелкие частицы, чтобы увеличить его площадь поверхности, или вы можете перемешать смесь.

За те годы, что вы использовали соль и сахар в своих продуктах, вы, вероятно, заметили, что каждый кусочек соли, который на самом деле является кристаллом, немного меньше, чем каждый кусок сахара, который также является кристаллом. .

Основные элементы

Молекула – это два или более элемента, которые химически объединены. Молекула соли содержит натрий и хлор, которые химически соединяются в хлорид натрия. Химическая формула этой соли – NaCl. Молекула сахара содержит углерод, водород и кислород. Химическая формула сахара: C 12 H 22 O 11 .

Проблема, которую вы попытаетесь решить в этом эксперименте, заключается в том, растворяется ли сахар или соль быстрее при смешивании с различными жидкостями.Влияет ли размер кусочков на то, как быстро они смешиваются с жидкостью?

Когда вы растворяете сахар или соль в жидкости, скажем, в воде, происходит то, что молекулы сахара перемещаются, чтобы поместиться между молекулами воды в стакане или химическом стакане. На рисунке ниже показано, как различные молекулы расположены в контейнере.

Растворенное вещество, такое как сахар, растворенное в растворителе, таком как вода, дает жидкий раствор.

В ходе эксперимента вы увидите, как молекулы соли и сахара перемещаются в разных жидкостях и растворяются с разной скоростью.

Название этого раздела: «Соль или сахар: что быстрее растворяется в различных жидкостях?» может служить названием вашего проекта, если хотите. Вы также можете рассмотреть одно из следующих названий для своего проекта:

  • Большой конкурс «Соль и растворение сахара»
  • Использование соли и сахара для изучения того, как растворяются вещества

Какое бы название вы ни выбрали, это нормально. Давайте теперь посмотрим, почему этот проект позволяет вам с пользой использовать ваше время.

В чем смысл?

Основные элементы

Когда между молекулами растворителя достаточно места, говорят, что растворитель является ненасыщенным .Когда в растворителе растворено много растворенного вещества, но между молекулами все еще остается некоторое пространство, раствор является концентрированным . Когда растворенное вещество больше не может быть растворено в растворителе, раствор насыщен .

И когда излишки растворенного вещества растворяются при нагревании раствора, говорят, что это перенасыщенный .

Суть этого эксперимента, помимо изучения того, растворяется ли соль или сахар быстрее в различных жидкостях, состоит в том, чтобы узнать, как молекулы взаимодействуют в растворе.

Как вы видели на предыдущем рисунке, молекулы воды занимают большую часть места в контейнере. Но все же есть свободное пространство, в котором могут поместиться молекулы сахара или соли. В ходе эксперимента вы узнаете, насколько быстро молекулы сахара помещаются в эти пространства по сравнению с частицами соли.

Знание этого поможет вам лучше понять процесс растворения вещества.

Контрольным элементом в вашем эксперименте будет вода. Другие жидкости, в которых вы растворяете соль и сахар, будут переменными.

Контроли: Растворитель – вода
Растворенные вещества – сахар, соль
Переменные: Пять различных прозрачных жидкостей (могут быть окрашены)

Помните, когда вы проводите свой эксперимент, это очень важно, чтобы все жидкости, которые вы используете, были одной температуры. Вы уже узнали, что сахар растворяется быстрее в теплой жидкости, чем в холодной, поэтому вы знаете, что это не будет точным экспериментом, если некоторые из используемых вами жидкостей будут теплыми, а некоторые – холодными.Температура жидкости станет переменной.

Следовательно, все жидкости, которые вы используете, включая воду, должны быть комнатной температуры. Если вы обычно храните их в холодильнике, не забудьте оставить их на столе на ночь, пока они не достигнут одинаковой температуры.

Чтобы дать вам немного больше гибкости при проведении эксперимента, вы можете выбрать жидкости, в которых вы будете растворять сахар и соль. Нет смысла идти и покупать дополнительные жидкости, если у вас уже есть то, что вам нужно.

Впереди взрыв

Не думайте, что жидкости, находящиеся в разных частях вашего дома, имеют одинаковую температуру. Например, бутылка газировки, которая стояла в гараже, может быть на несколько градусов холоднее, чем медицинский спирт из туалета в ванной или яблочный сок из кладовой на кухне. Убедитесь, что все жидкости находятся в одном месте, чтобы достичь одинаковой комнатной температуры. Если вы этого не сделаете, результаты вашего эксперимента не будут действительными.

Просто убедитесь, что вы выбираете жидкости, которые отличаются друг от друга по вкусу, цвету, запаху и назначению. Вам также нужно будет выбрать те, которые позволят вам наблюдать за растворением соли и сахара. Например, если вы используете молоко или апельсиновый сок, вы не сможете увидеть растворение соли и сахара. Вот несколько предложений по жидкостям:

  • Белый уксус
  • Клубная газировка
  • Имбирный эль
  • Очиститель для стекол (например, Windex)
  • Лимонад
  • Чай или холодный чай (каждый при комнатной температуре)
  • Яблочный сок
  • Медицинский спирт

Все это обычно можно найти дома, что, возможно, избавит вас от поездки в магазин.

Как вы думаете, что произойдет?

Теперь, когда вы знаете, как образуются растворы, и некоторые факторы, которые будут влиять на скорость растворения сахара и соли, которые вы будете использовать, вы сможете точно догадаться, какой из них будет растворяться быстрее. .

Стандартная процедура

Если вы раньше не проводили этот эксперимент, вы не узнаете, будут ли используемые вами жидкости влиять на растворение соли и сахара. Это затрудняет формирование гипотезы, но не волнуйтесь.Окажется ли ваша гипотеза верной или нет, это не повлияет на достоверность или результат вашего эксперимента.

Хотя вы не узнаете до окончания эксперимента, повлияют ли свойства различных жидкостей, которые вы выбираете, на скорость растворения соли и сахара, вы знаете, что кристаллы соли обычно меньше кристаллов сахара. И вы знаете, что температура жидкостей не будет иметь значения в вашем эксперименте.

Просто попробуйте использовать свой прошлый опыт, информацию, которую вы читали ранее в этом разделе, и свой здравый смысл, чтобы придумать обоснованную гипотезу.

Помните, что ваша гипотеза должна быть сформулирована как объективное предложение, а не как вопрос. Итак, догадайтесь, соль или сахар растворится быстрее, и давайте приступим к эксперименту.

Материалы, которые вам понадобятся для этого проекта

Некоторыми жидкостями, предлагаемыми для использования в этом эксперименте, являются белый уксус, газированная вода, имбирный эль, очиститель для стекол, медицинский спирт, яблочный сок, лимонад и чай. Если вы хотите заменить одну или несколько предложенных жидкостей другой, ничего страшного.Просто убедитесь, что все жидкости прозрачные и имеют комнатную температуру.

Указанного ниже количества материалов достаточно, чтобы вы могли провести эксперимент трижды с каждой жидкостью. Вам понадобится:

  • 12 прозрачных пластиковых стаканчиков (10 унций [300 мл])
  • Один перманентный маркер
  • Одна (1 чайная ложка) (5,0 мл) мерная ложка
  • Одна ( 1 2 чайная ложка ) (2,5 мл) мерная ложка
  • Одна (1 чашка) (240 мл) мерная чашка
  • 8 чайных ложек (40 мл) соли, разделенных на 16 ( 1 2 чайных ложек) порций
  • 8 чайных ложек (40 мл) ) сахара, разделенного на 16 порций ( 1 2 чайных ложек)
  • 48 унций (1440 мл) воды комнатной температуры
  • 24 унции (720 мл) каждой из пяти различных прозрачных жидкостей, все при комнатной температуре
  • Часы или часы с секундной стрелкой
  • Одна прозрачная пластиковая чашка, содержащая восемь унций (240 мл) воды комнатной температуры

Не забудьте убедиться, что все жидкости имеют комнатную температуру.

Проведение эксперимента

Когда вы соберете все свои материалы, вы будете готовы начать свой эксперимент. Просто выполните следующие действия:

Стандартная процедура

Держите на виду чашку с простой водой, чтобы вы могли сравнить ее с чашками, содержащими соль и сахар. Будет интересно наблюдать, как внешний вид жидкостей меняется по мере растворения соли и сахара.

Впереди взрыв

Потребуется некоторое время, чтобы сахар и соль растворились.Для достижения наилучших результатов не перемешивайте растворы, так как это приведет к появлению дополнительной переменной. Если вам необходимо перемешать, перемешайте каждый раствор по три раза и остановитесь. Размешивайте только после того, как заметите растворенное вещество на дне каждого из двух контейнеров. Неравномерное перемешивание растворов сделает ваш эксперимент недействительным.

  1. Перманентным маркером напишите? Соль? на шести пластиковых стаканчиках и? сахар? на остальных шести.
  2. Место 1 / 2 чайная ложка (2.5 мл) соли в каждую из шести чашек с надписью «соль».
  3. Положите 1 / 2 чайных ложек (2,5 мл) сахара в каждую из шести чашек с надписью «сахар».
  4. Добавьте 8 унций (240 мл) воды в одну чашку с солью и в одну чашку с сахаром. Немедленно запишите время добавления воды на диаграмму данных, аналогичную той, которая показана в следующем разделе «Отслеживание вашего эксперимента».
  5. Наблюдайте за растворением растворенных веществ (соли и сахара) в растворителе (воде).Запишите на диаграмме данных время, когда вам кажется, что каждое растворенное вещество полностью растворилось. Эти времена, вероятно, будут не такими.
  6. Рассчитайте истекшее время, в течение которого произошло растворение. Возьмите время, когда вода была добавлена ​​в чашки и началось растворение, и вычтите время, когда растворение закончилось. Это дает вам общее количество минут, необходимое для полного растворения соли и сахара в жидкости.
  7. Повторите шаги с 4 по 6, используя разные жидкости вместо воды.
  8. Вымойте, ополосните и тщательно высушите каждую из 12 чашек.
  9. Повторите шаги 2–8 еще два раза, всего три попытки для каждой из шести жидкостей.
  10. Рассчитайте среднее время растворения соли и сахара в каждой из шести жидкостей.

Помните, что для определения среднего времени, за которое соль и сахар растворились в каждой жидкости, вы складываете три раза, записанные для каждой из них, а затем делите их на три. Число, которое вы получите, когда разделите время, – это среднее время.

Отслеживание эксперимента

Используйте эту таблицу, чтобы записать время, необходимое для растворения сахара и соли.

Таблицы, подобные приведенной ниже, можно использовать для записи информации по каждому растворителю. Просто измените названия растворителей в заголовке.

Обязательно записывайте время по мере продвижения. Не полагайтесь на свою память, чтобы записать их позже. К тому времени, как вы закончите эксперимент, у вас будет много цифр.

Собираем все вместе

Что вы заметили о скорости растворения соли и сахара? Вы доказали, что ваша гипотеза верна? Или неверно? Можете ли вы обнаружить какой-либо узор при добавлении соли и сахара в различные жидкости? Было ли очевидно, что в некоторых жидкостях соль растворяется лучше и быстрее, чем сахар? Можете ли вы вспомнить причины, по которым это могло произойти?

Считаете ли вы, что химическая природа растворенного вещества и растворителя повлияла на скорость растворения? Используйте информацию, которую вы собрали при изучении темы, чтобы ответить на эти вопросы.

Чем больше вы знаете о своем проекте, тем лучше вы сможете правильно проанализировать свои данные и прийти к обоснованному заключению.

Дальнейшие исследования

Как упоминалось ранее, на растворимость твердых растворенных веществ влияют следующие факторы:

  • Повышение или понижение температуры растворителя
  • Увеличение площади поверхности растворенного вещества
  • Перемешивание

Если вы хотите Сделав еще один-два шага в этом проекте, вы могли бы разработать эксперимент, который проверил бы одну или, возможно, все эти переменные.

Вы можете легко сравнить скорость растворения кубиков сахара в жидкости со скоростью растворения сахарного песка.

Или вы можете использовать то же растворенное вещество, например, сахар, и проверить, ускоряет ли его растворение при перемешивании. Нагревание и охлаждение растворителя при добавлении того же растворенного вещества также было бы возможностью для дальнейших экспериментов.

Если вам любопытно и вы готовы поэкспериментировать, вы, вероятно, сможете придумать множество вариантов этого проекта. А поскольку для эксперимента требуются только обычные и недорогие материалы, вы должны иметь возможность экспериментировать, сколько душе угодно.

Выдержка из Полное руководство идиота по проектам Science Fair 2003 Нэнси К. О’Лири и Сьюзан Шелли. Все права защищены, включая право на полное или частичное воспроизведение в любой форме. Используется по договоренности с Alpha Books , членом Penguin Group (USA) Inc.

Чтобы заказать эту книгу непосредственно у издателя, посетите веб-сайт Penguin USA или позвоните по телефону 1-800-253-6476. Вы также можете приобрести эту книгу на Amazon.com и Barnes & Noble.

Проект «Грязная вода»: проектирование-строительство-проверка собственных фильтров для воды – мероприятие

(1 Рейтинг)

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 5 (3-5)

Требуемое время: 1 час 30 минут

(Добавьте 15 минут в начале, если класс делает «загрязненную» воду и устанавливает аэрацию; можно разделить на два занятия по 45 минут)

Расходные материалы на группу: 3 доллара США.00

Размер группы: 3

Зависимость действий: Нет

Ожидаемые характеристики NGSS:


Резюме

В этом практическом задании студенты исследуют различные методы – аэрацию и фильтрацию – для удаления загрязняющих веществ из воды.Работая в командах, они проектируют, изготавливают и тестируют собственные фильтры для воды, по сути, осуществляя свои собственные «проекты грязной воды». Предоставляется справочная таблица по сбору данных. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

Инженеры-строители, химики и экологи работают вместе, чтобы улучшить существующие системы очистки воды и разработать новые системы очистки воды.Некоторые инженеры разрабатывают современные технологии систем очистки морской воды, которые позволяют экономично обрабатывать океанскую воду для безопасного использования в домашних условиях.

Цели обучения

После этого занятия студенты должны уметь:

  • Используйте зрение и обоняние для определения загрязнителей в пробе воды.
  • Узнайте, какие типы загрязняющих веществ удаляются из воды с помощью аэрации и фильтрации.
  • Спроектировать, изготовить и испытать систему фильтрации воды.
  • Объясните роль инженеров в системах очистки воды.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения – наука
Ожидаемые характеристики NGSS

3-5-ETS1-2.Сгенерируйте и сравните несколько возможных решений проблемы на основе того, насколько хорошо каждое из них соответствует критериям и ограничениям проблемы. (3-5 классы)

Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Сквозные концепции
Сгенерируйте и сравните несколько решений проблемы на основе того, насколько хорошо они соответствуют критериям и ограничениям проблемы проектирования.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Прежде чем приступить к разработке решения, необходимо провести исследование проблемы. Тестирование решения включает в себя исследование того, насколько хорошо оно работает в ряде вероятных условий.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

На любом этапе общение с коллегами о предлагаемых решениях является важной частью процесса проектирования, а общие идеи могут привести к улучшению дизайна.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Инженеры улучшают существующие технологии или разрабатывают новые, чтобы увеличить их преимущества, снизить известные риски и удовлетворить потребности общества.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Ожидаемые характеристики NGSS

3-5-ETS1-3.Планируйте и проводите честные испытания, в которых контролируются переменные и рассматриваются точки отказа, чтобы определить аспекты модели или прототипа, которые можно улучшить. (3-5 классы)

Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика Основные дисциплинарные идеи Сквозные концепции
Совместно спланируйте и проведите расследование для получения данных, которые послужат основой для доказательств, используя объективные тесты, в которых контролируются переменные и количество рассмотренных испытаний.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Тесты часто предназначены для выявления точек отказа или трудностей, которые предполагают элементы дизайна, которые необходимо улучшить.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Необходимо протестировать различные решения, чтобы определить, какое из них лучше всего решает проблему с учетом критериев и ограничений.

Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии – Технология
  • Учащиеся разовьют способности оценивать влияние продуктов и систем.(Оценки К – 12) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Студенты получат представление о влиянии технологий на окружающую среду.(Оценки К – 12) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Отходы необходимо надлежащим образом переработать или утилизировать, чтобы предотвратить ненужный вред окружающей среде.(Оценки 3 – 5) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Модели используются для передачи и тестирования идей и процессов проектирования.(Оценки 3 – 5) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Между технологиями и другими областями обучения существуют различные отношения.(Оценки 3 – 5) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Список материалов

Каждой группе необходимо:

  • Рабочий лист сбора данных, по одному на студента
  • 2-литровая пластиковая бутылка, разрезанная пополам по горизонтали, как показано на рисунке 1; попросите учащихся принести пустые бутылки из дома или получить их в ближайшем к вам центре утилизации; мыть перед использованием; рассмотрите возможность использования тех же, которые использовались в уроке 4 This Landfill is a Gas activity.)

Рис. 1. Разрежьте 2-литровую пластиковую бутылку из-под газировки пополам посередине. авторское право

Авторское право © 2004 ITL Progam, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

  • Квадратная сетка размером 3 дюйма, например тонкая нейлоновая сетка или тонкая марля
  • 1 резинка
  • 1 ложка или другая посуда для перемешивания; палочка для еды работает хорошо

Распределить между всеми группами:

  • фильтрующие материалы, такие как фильтровальная бумага или большой кофейный фильтр (не менее 6 дюймов в диаметре), 6 ватных шариков, ~ 6 чашек почвы, ~ 6 чашек песка, 1 дюжина больших и мелких камешков (всего), ~ 6 активированных чашек древесный уголь (например, используемый для горшечных растений и в аквариумах)
  • аквариумный аэратор или механическая мешалка / миксер; насосы аэрации для аквариумов работают хорошо
  • мерные стаканы
  • 2 больших кувшина / банки размером ~ 1 галлон, например, пластиковые кувшины для молока на галлон с крышками; для смешивания / хранения «загрязненной воды» (рецепт см.)
  • «загрязненная вода», полученная путем смешивания следующих предметов в количествах по усмотрению учителя: вода (достаточная для заполнения кувшинов / банок ~), зеленый жидкий пищевой краситель, почва, органические вещества, такие как обрезки травы и апельсиновые корки, мытье посуды моющее средство, уксус, пищевая сода, соль, перец, кусочки пенополистирола (арахисовая пена), небольшие кусочки газет и ваши собственные идеи для других предметов

Рабочие листы и приложения

Посетите [www.teachengineering.org/activities/view/cub_environ_lesson06_activity2] для печати или загрузки.

Больше подобной программы

Всплеск, всплеск, я принимал ванну!

Используя модели и научные исследования, учащиеся исследуют причины загрязнения воды и его влияние на окружающую среду. С помощью двух связанных видов деятельности они исследуют процессы фильтрации и аэрации, которые используются для удаления загрязняющих веществ из воды.

Проверь и лечь перед тем, как пить

Учащиеся узнают о проверке качества воды, основных процессах и технологиях очистки воды. Рассмотрены процессы биологической, физической и химической очистки, а также физическое и биологическое тестирование качества воды, включая тестирование на наличие бактерий, таких как E.coli.

Биологические процессы: заставляем микробы работать

Студенты изучают основы использования микробов для очистки сточных вод. Они узнают, как образуются сточные воды и их основные составляющие. Микробный метаболизм, ферменты и биореакторы исследуются, чтобы полностью понять основные процессы, происходящие внутри организмов.

Пластисфера: миграция пластика и ее влияние

Студенты узнают, как пластик в потоке человеческого мусора превращается в микропластиковые частицы, попадающие в пищевые цепи через загрязненную воду, причиняя вред животным и людям. Они думают о способах повторного использования или замены обычных пластиковых предметов, которые они выбрасывают ежедневно.Они узнают, как микропластик сохраняется в окружающей среде …

Введение / Мотивация

Благодаря своим невероятным химическим свойствам воду часто считают «универсальным растворителем». Он может смешиваться с органическими (натуральными) или синтетическими (искусственными) веществами. Некоторые из этих продуктов легко разрушаются в воде, в то время как другие распадаются очень медленно или, возможно, даже никогда.Вода естественным образом очищается за счет фильтрации через землю и испарения в круговороте воды.

Когда-то общины сбрасывали отходы и мусор прямо в озера, ручьи и океаны. В настоящее время большинство стран требует, чтобы нечистая (загрязненная, загрязненная) вода подвергалась очистке, прежде чем ей будет разрешено попадать в естественные водоемы, такие как озера, реки и океаны.

Как правило, неочищенные сточные воды (сточные воды) перед их сбросом используются тремя различными способами.Сначала жидкости дается время для осаждения, а затем она подвергается воздействию кислорода путем перемешивания или пропускания через нее воздуха (аэрация). Это помогает многим вредным органическим загрязнителям реагировать с кислородом и превращаться в углекислый газ и воду. Во-вторых, жидкость фильтруется для удаления твердых частиц. В-третьих, его химически обрабатывают хлором или озоном, чтобы убить любые оставшиеся вредные компоненты, такие как бактерии.

Инженеры-экологи, химики и гражданские инженеры работают вместе над улучшением существующих систем очистки воды и проектированием новых, чтобы обеспечить нас чистой водой как сейчас, так и в будущем.Сегодня давайте представим, что мы инженеры, работающие в компании Clean Water Environmental Engineering Company. Компанию попросили разработать новую систему фильтрации воды для небольшого поселка с загрязненным водоснабжением с использованием ограниченного количества материалов. Мы сосредоточимся на втором этапе процесса очистки воды – фильтрации. Во-первых, мы рассмотрим различные типы фильтрующих материалов, чтобы определить, какие из них работают хорошо. Затем каждая группа в компании разработает систему фильтрации для очистки загрязненной воды.Лучшая система фильтрации будет использоваться в небольшом сообществе.

Процедура

Перед мероприятием

  • Подготовьте запас «загрязненной воды» и дайте ему дозреть в солнечном месте день или два. Как вариант, сделайте это в качестве демонстрации в классе, чтобы учащиеся точно знали, что находится в воде. Если вы попросите учащихся создать запас «загрязненной воды», попросите их записать ингредиенты, а также их внешний вид и запах (не вкус) раствора по мере его изменения.
  • Поместите аэратор / миксер в одну пробу «загрязненной воды» и оставьте на ночь перед Частью 1. Вам, вероятно, потребуется аэрировать большую пробу воды в течение дня или около того перед Частью 2, в зависимости от того, сколько групп решат используйте газированную воду в качестве лучшего фильтра. Примечание. Аэрация, процесс добавления воздуха в воду, часто является частью процесса очистки воды, чтобы помочь многим вредным органическим загрязнителям вступить в реакцию с кислородом и превратиться в безопасный углекислый газ и воду.
  • Обязательно тщательно перемешайте раствор перед приготовлением образцов для учащихся.
  • Подготовьте двухлитровые бутылки: разрежьте их пополам по горизонтали. Поместите квадратную сетку на горлышко бутылки и закрепите резинкой. Если вы используете сырную ткань, вам нужно будет заменить ее перед выполнением части 2.
  • Сделайте копии Таблицы сбора данных, по одной на человека.
  • Сделайте прозрачную или большую диаграмму раздела данных класса для использования в Части 1.
  • Просмотрите круговорот воды вместе с классом.Обратите особое внимание на то, где можно очистить воду. См. Подробное описание в следующей книге: The Magic School Bus – Wet All Over: A Book about the Water Cycle by Joanna Cole and Pat Relf (Нью-Йорк, Нью-Йорк: Scholastic Books, Inc., 1996).

Со студентами

Часть 1

  • Разделите класс на группы по три ученика в каждой.
  • Раздайте листы каждой группе.
  • Напомните студентам, что они сейчас работают в компании «Чистая вода», занимающейся экологической инженерией, и их попросили разработать новую систему фильтрации воды для небольшого поселка с загрязненным водоснабжением.Во-первых, компания собирается изучить различные типы фильтрующих материалов, чтобы определить, какие из них работают хорошо. Затем каждая группа в компании разработает систему фильтрации для очистки загрязненной воды.
  • Раздайте каждой группе следующие принадлежности: предварительно нарезанную 2-литровую бутылку, ½-стакана (100-200 мл) «загрязненной воды» в химическом стакане или чашке, один тип «фильтра» (один группа не получит фильтр только для того, чтобы протестировать сетку) и ложку.
  • Попросите каждую группу нарисовать картину «загрязненной воды».Попросите их описать словами, как он выглядит и как пахнет. Напомните им осторожно перемешать раствор и записать свои наблюдения за зрением и запахом на рабочем листе. Напомните студентам, что никогда не пробуйте раствор на вкус.
  • Попросите учащихся придумать вопросы, на которые, по их мнению, важно ответить на протяжении всего упражнения о фильтрах для воды (например, что делает фильтр хорошим?). Попросите их также записать на своих рабочих листах свои прогнозы относительно того, что, по их мнению, будет делать их конкретный фильтрующий материал.
  • Попросите учащихся установить свои фильтры, поместив фильтрующий материал в перевернутую крышку двухлитровой бутылки, как показано на Рисунке 2. Примечание. Поместите фильтр в конец бутылки с горлышком, чтобы он функционировал как воронка. Вторую половину бутылки используйте как подставку. Предложите учащимся нарисовать на листе эскизы своих установок.

Рис. 2. 2-литровая бутылка с кофейным фильтром, помещенным на дно. Авторское право

Copyright © 2004 ITL Program, Колледж инженерии, Университет Колорадо, Боулдер

  • Попросите студентов осторожно перемешать «загрязненную воду», а затем медленно вылить ее в фильтр.Убедитесь, что группа с фильтровальной бумагой осторожна, чтобы не пролить жидкость выше верхней части фильтра.
  • Посоветуйте учащимся наблюдать за тем, что происходит во время фильтрации. Ожидайте, что некоторые фильтрации займут больше времени, чем другие. Напомните учащимся записывать на своих рабочих листах свои наблюдения и рисовать отфильтрованную воду.
  • После того, как все группы соберут данные, поделитесь результатами как класс, заполнив информацию на прозрачности или диаграмме, сделанной ранее. Попросите учащихся записывать результаты всех команд в разделе данных класса на листах.
  • Как класс, посмотрите на газированный образец. Обсудите, что такое аэрация и как она работает (см. Объяснение по аэрации в разделе «Перед началом работы»).
  • Попросите учащихся поработать в своих группах инженеров по проектированию, чтобы спроектировать лучшую систему фильтрации воды с учетом вариантов фильтрующих материалов и их выбора – газированной или негазированной воды. Попросите их заполнить рабочий лист, чтобы записать и объяснить свой выбор дизайна. Разрешите им использовать столько фильтрующих материалов, сколько они хотят.
  • Соберите все расходные материалы и утилизируйте использованные предметы надлежащим образом. Промойте и сохраните 2-литровые бутылки. Часть 2.

Часть 2

  • Попросите учащихся разделить их на группы по Части 1.
  • Раздайте каждой команде подготовленную 2-литровую бутылку, ½-стакана (100-200 мл) «загрязненной воды» в химическом стакане или чашке (газированной или негазированной, в зависимости от того, что они выберут) и ложку.
  • Распределите фильтрующие материалы по мере необходимости. Примечание. Полезно, если каждая команда присылает назначенного специалиста по «материалам», чтобы забрать свои материалы из центральной классной комнаты.
  • Попросите учащихся изготовить системы фильтрации воды для своих групп и нарисовать их изображения на своих рабочих листах.
  • Для тестирования попросите студентов осторожно перемешать загрязненную воду, а затем медленно налить ее количество в фильтр. Командам, которые использовали фильтровальную бумагу, напомните им, чтобы они не выливали жидкость выше верхней части фильтра.

Рис. 3. 2-литровая бутылка с кофейным фильтром улавливает загрязнения (в данном случае углерод). авторское право

Copyright © 2003 Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо, Боулдер

  • Предупредите студентов, чтобы они внимательно наблюдали и записывали на своих рабочих листах, что происходит во время процесса фильтрации.Примечание. Некоторым системам фильтрации требуется больше времени, чем другим, для обработки «загрязненной воды», поэтому учащимся не следует беспокоиться, если их системы фильтрации работают дольше, чем другие системы. Также попросите команды нарисовать на своих листах отфильтрованную воду.
  • Предложите студентам записать свои результаты и ответить на вопросы рабочего листа, сравнивая ответы с ответами членов команды.
  • После того, как все группы закончены, пометьте и выровняйте отфильтрованные образцы. Попросите каждую команду представить классу свою систему фильтров (также известную как «Компания по экологическому проектированию чистой воды»).Попросите учащихся обсудить сходства и различия фильтров.
  • Завершите классным голосованием и обсудите, какая вода самая чистая и почему.

Оценка

Оценка перед началом деятельности: Часть 1

Вопросы: Предложите учащимся придумать вопросы, на которые, по их мнению, важно ответить на протяжении всего упражнения о фильтрах для воды (например, что является хорошим фильтром?). Попросите их запомнить вопросы и ответить на них в конце упражнения.

Рисунок Рисунок: Попросите каждого учащегося нарисовать изображение «загрязненной воды» их группы в отведенном для этого месте на листе сбора данных.

Прогноз: Попросите учащихся записать прогноз того, что, по их мнению, будут делать их конкретные фильтрующие материалы, в отведенном для этого месте на рабочем листе.

Записанные наблюдения: Попросите студентов размешать раствор и записать свои наблюдения на своих рабочих листах.

Оценка перед началом деятельности: Часть 2

Рисунок Рисунок: Попросите каждого ученика нарисовать изображение своего лучшего фильтра для воды в отведенном для этого месте на листе.

Встроенная оценка деятельности: части 1 и 2

Записанные наблюдения: Учащиеся наблюдают и записывают, что происходит во время процесса фильтрации.

Рисунок Рисунок: Попросите каждого ученика нарисовать изображение фильтрованной воды в отведенном для этого месте на листе.

Оценка пост-активности: Часть 1

Запись данных: После того, как все группы соберут данные, поделитесь результатами как класс, заполнив информацию на прозрачности или диаграмме, сделанной ранее.Попросите учащихся записать результаты всех команд в разделе «Данные класса» на листе.

Компания по экологическому инжинирингу чистой воды Проектный проект: Попросите студентов поработать в своих группах инженеров по проектированию, чтобы спроектировать лучшую систему фильтрации воды с учетом вариантов фильтрующих материалов и их выбора газированной или негазированной воды. Попросите их записать и объяснить свой выбор на рабочем листе.

Оценка пост-активности: Часть 2

Вопросы рабочего листа: Попросите учащихся ответить на вопросы рабочего листа для обсуждения, сравнивая ответы с ответами члена группы.Соберите и просмотрите рабочие листы учащихся, чтобы оценить их вовлеченность, понимание и владение предметом.

Инженерные презентации: Попросите каждую команду представить классу проект своей системы фильтрации, объясняя свою логику. Изучите отфильтрованные растворы. В заключение проведите классное голосование и обсудите, какая вода самая чистая и почему.

Вопросы безопасности

Напомните учащимся, что нужно делать знаки и нюхать только наблюдения раствора «загрязненной воды» и никогда не пробовать раствор, даже если он выглядит «чистым».«

Советы по поиску и устранению неисправностей

Имейте под рукой бумажные полотенца, тряпки или губки на случай пролития жидкости.

Перед созданием пробы грязной воды рассмотрите возможные аллергические реакции учащихся.

Посоветуйте студентам сложить фильтровальную бумагу так, чтобы она подходила к крышке бутылки, и предложите им предварительно смочить бумагу, чтобы она прилипала к сторонам «воронки». Для предварительного смачивания фильтровальной бумаги можно использовать пипетку и водопроводную воду.

Не забудьте правильно утилизировать отходы этого эксперимента! Обычно раствор «загрязненной воды» можно вылить в канализацию.Но если использовались какие-либо загрязняющие химические вещества, утилизируйте их, используя ответственные методы утилизации.

Расширения деятельности

Предоставьте студентам бумагу о pH и руководство по pH, чтобы они могли определить pH раствора на разных этапах процесса: обычная вода, «загрязненная вода» до обработки, после аэрации, после фильтрации одним фильтром и после использования последнего. фильтр. Обсудите, как различные компоненты раствора влияют на pH.Как pH раствора повлияет на остальную среду? (См. Таблицу pH.)

Попросите учащихся измерить объем до и после фильтрации. Младшие ученики могут описать это как более или менее или использовать мерные ложки / чашки. Старшие ученики могут использовать мензурки с этикетками или градуированные цилиндры.

Поэкспериментируйте с простыми химическими средствами. Например, добавьте хлор в образец воды в качестве демонстрации в классе или с учащимися старших классов. Не забудьте надеть защитное снаряжение при работе с химическими веществами!

Спросите студентов: Имеет ли значение порядок слоев фильтра? Почему или почему нет?

Предложите учащимся отфильтровать свои образцы более одного раза, сохраняя небольшую выборку после каждой фильтрации для целей сравнения.Становится ли вода (визуально) чище при последующих фильтрациях? Почему или почему нет?

Масштабирование активности

Для младших школьников: проведите упражнение как демонстрацию с меньшим количеством фильтров. Продемонстрируйте каждый тип фильтра по отдельности, а затем попросите учащихся предсказать, что произойдет, когда оба типа фильтров используются вместе. Попросите студентов нарисовать результаты.

Для старших учеников: позвольте командам работать более независимо, чтобы больше времени было потрачено на дизайнерскую часть проекта.Попросите студентов сделать свои собственные предложения по фильтрующим материалам и другим способам очистки «загрязненной воды». Попросите учащихся принести некоторые материалы из дома для тестирования в качестве фильтров, и пусть каждая команда протестирует свои собственные элементы после того, как вы смоделировали процедуру фильтрации.

использованная литература

Cole, Joanna and Relf, ​​Pat. Волшебный школьный автобус – весь мокрый: книга о круговороте воды . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Scholastic Inc., 1996 (ISBN 0-590-50833-4).

Glencoe Science: Введение в науку о жизни, Земле и физике . Студенческое издание. Блэклик, Огайо: Гленко / Макгроу-Хилл, 2002.

Хассард, Джек. Наука как исследование – Активное обучение, основанные на проектах, веб-стратегии и стратегии активного оценивания для улучшения обучения студентов. Тусон, Аризона: Good Year Books, 1999. (ISBN 0-673-57731-7)

Лукас, Эйлин. Вода: ресурс в условиях кризиса .Чикаго, Иллинойс: Children’s Press, Inc., 1991.

Prentice Hall Science. Экология. Книга действий по природным ресурсам Земли. NJ: Prentice Hall, Inc., 1993.

Сперлинг Дженнетт, Памела. Исследования в области науки – Экология. Вестминстер, Калифорния: Creative Teaching Press, Inc., 1995.

Стил, Дарлин. Новая Истинная Книга – Загрязнение воды. Чикаго, Иллинойс: Childrens Press, Inc., 1991.

авторское право

© 2005 Регенты Университета Колорадо

Авторы

Эми Коленбрандер; Джессика Тодд; Малинда Шефер Зарске; Джанет Йоуэлл

Программа поддержки

Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

Благодарности

Содержание этой учебной программы по электронной библиотеке было разработано за счет грантов Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U.S. Департамент образования и Национальный научный фонд (грант ГК-12 № 0338326). Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 20 июля 2021 г.

Глава 7 – Растворы – Химия

Глава 7: Растворы A Стехиометрия раствора

7.1 Введение

7.2 Типы решений

7.3 Растворимость

7.4 Температура и растворимость

7.5 Влияние давления на растворимость газов: закон Генри

7,6 Твердые гидраты

7.7 Концентрация раствора
7.7.1 Молярность
7.7.2 Количество частей в решениях

7,8 Разведения

7.9 Концентрации ионов в растворе

7.10 Внимание к окружающей среде: загрязнение свинцом

7.11 Резюме

7.12 Ссылки

7.1 Введение:

Напомним из главы 1, что растворов определены как гомогенные смеси, которые перемешаны так тщательно, что ни один компонент не может наблюдаться независимо от другого. Решения повсюду вокруг нас. Например, воздух – это решение.Если вы живете рядом с озером, рекой или океаном, этот водоем – не чистый H 2 O, но, скорее всего, решение. Многие из того, что мы пьем, например газированные напитки, кофе, чай и молоко, являются растворами. Решения – большая часть повседневной жизни. Большая часть химии, происходящей вокруг нас, происходит в растворе. Фактически, большая часть химии, которая происходит в нашем собственном организме, происходит в растворе, и многие растворы, такие как раствор лактата Рингера для внутривенного введения, важны для здравоохранения. В нашем понимании химии нам нужно немного разбираться в растворах.В этой главе вы узнаете об особых характеристиках решений, их характеристиках и некоторых их свойствах.

Навыки для развития

  • Определите эти термины: раствор, растворенное вещество и растворитель.
  • Различают растворы, смеси и коллоиды.
  • Опишите различные типы решений.
  • Различают ненасыщенные, насыщенные и перенасыщенные растворы.

Главный компонент раствора называется растворителем , а второстепенный компонент (ы) называется растворенным веществом .Если оба компонента в растворе составляют 50%, термин «растворенное вещество» может относиться к любому компоненту. Когда газообразный или твердый материал растворяется в жидкости, газ или твердый материал называется растворенным веществом. Когда две жидкости растворяются друг в друге, основной компонент называется растворителем , а второстепенный компонент называется растворенным веществом .

Многие химические реакции протекают в растворах, и растворы также тесно связаны с нашей повседневной жизнью.Воздух, которым мы дышим, жидкости, которые мы пьем, и жидкости в нашем теле – все это решения. Кроме того, нас окружают такие решения, как воздух и вода (в реках, озерах и океанах).

По теме решений мы включаем следующие разделы.

  1. Типы растворов: газообразные, жидкие и твердые растворы в зависимости от состояния раствора.
  2. Стехиометрия раствора: выражение концентрации в различных единицах (масса на единицу объема, моль на единицу объема, процент и доли), расчеты стехиометрии реакции с использованием растворов.
  3. Растворы электролитов: растворы кислот, оснований и солей, в которых растворенные вещества диссоциируют на положительные и отрицательные гидратированные ионы.
  4. Метатезис или обменные реакции: реакция электролитов, приводящая к нейтральным молекулам, газам и твердым веществам.

Решение проблем стехиометрии раствора требует концепций, введенных в стехиометрию в главе 6, которая также обеспечивает основу для обсуждения реакций.

(Вернуться к началу)

7.2 типа решений

В главе 1 вы познакомились с концепцией смеси , которая представляет собой вещество, состоящее из двух или более веществ. Напомним, что смеси могут быть двух типов: гомогенные и гетерогенные, где гомогенные смеси сочетаются так тесно, что их можно рассматривать как единое вещество, хотя это не так. С другой стороны, гетерогенные смеси неоднородны и имеют участки смеси, которые отличаются от других участков смеси.Гомогенные смеси можно разделить на две категории: коллоиды и растворы. Коллоид – это смесь, содержащая частицы диаметром от 2 до 500 нм. Коллоиды кажутся однородными по своей природе и имеют одинаковый состав во всем, но являются мутными или непрозрачными. Молоко – хороший пример коллоида. Истинные растворы имеют размер частиц типичного иона или небольшой молекулы (от 0,1 до 2 нм в диаметре) и прозрачны, хотя могут быть окрашены. В этой главе основное внимание будет уделено характеристикам истинных решений.

Материал существует в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Решения также существуют во всех этих состояниях:

  1. Газовые смеси обычно однородны и обычно представляют собой газо-газовые растворы . Для количественной обработки такого типа растворов мы посвятим единицу газам. Атмосфера представляет собой газообразный раствор, состоящий из азота, кислорода, аргона, двуокиси углерода, воды, метана и некоторых других второстепенных компонентов. Некоторые из этих компонентов, такие как вода, кислород и углекислый газ, могут различаться по концентрации в разных местах на Земле в зависимости от таких факторов, как температура и высота над уровнем моря.
  2. Когда молекулы газа, твердого вещества или жидкости диспергированы и смешаны с молекулами жидкости, гомогенные (однородные) состояния называются жидкими растворами . Твердые вещества, жидкости и газы растворяются в жидком растворителе с образованием жидких растворов. В этой главе большая часть химии, которую мы будем обсуждать, происходит в жидких растворах, в которых вода является растворителем.
  3. Многие сплавы, керамика и полимерные смеси – это твердые растворы . В определенных пределах медь и цинк растворяются друг в друге и затвердевают с образованием твердых растворов, называемых латунью.Серебро, золото и медь образуют множество различных сплавов, уникальных по цвету и внешнему виду. Сплавы и другие твердые растворы важны в мире химии материалов.
(Вернуться к началу)

7.3 Растворимость

Максимальное количество вещества, которое может быть растворено в данном объеме растворителя, называется растворимостью . Часто растворимость в воде выражается в граммах / 100 мл. Раствор, не достигший максимальной растворимости, называется ненасыщенным раствором . Это означает, что к растворителю все еще может быть добавлено больше растворенного вещества, и растворение все равно будет происходить.

Раствор, достигший максимальной растворимости, называется насыщенным раствором . Если в этот момент добавить больше растворенного вещества, оно не растворится в растворе. Вместо этого он останется в осадке в виде твердого вещества на дне раствора. Таким образом, часто можно сказать, что раствор является насыщенным, если присутствует дополнительное растворенное вещество (оно может существовать в виде другой фазы, такой как газ, жидкость или твердое вещество).В насыщенном растворе нет чистого изменения количества растворенного вещества, но система никоим образом не статична. Фактически растворенное вещество постоянно растворяется и откладывается с одинаковой скоростью. Такое явление называется равновесием . Например:

В особых случаях раствор может быть перенасыщенным . Перенасыщенные растворы – это растворы, в которых растворенные вещества растворяются за пределами нормальной точки насыщения.Обычно для создания перенасыщенного раствора требуются такие условия, как повышенная температура или давление. Например, ацетат натрия имеет очень высокую растворимость при 270 К. При охлаждении такой раствор остается растворенным в так называемом метастабильном состоянии . Однако, когда к раствору добавляют кристалл затравки , дополнительное растворенное вещество быстро затвердевает. В процессе кристаллизации выделяется тепло, и раствор становится теплым. Обычные грелки для рук используют этот химический процесс для выработки тепла.

Видео 7.1: Видео, показывающее кристаллизацию перенасыщенного раствора ацетата натрия. Видео: Школа естественных и математических наук Северной Каролины


Итак, как мы можем предсказать растворимость вещества?

Одна полезная классификация материалов – полярность. Читая о ковалентных и ионных соединениях в главах 3 и 4, вы узнали, что ионные соединения имеют самую высокую полярность, образуя полные катионы и анионы внутри каждой молекулы, поскольку электроны передаются от одного атома к другому.Вы также узнали, что ковалентные связи могут быть полярными или неполярными по своей природе в зависимости от того, разделяют ли атомы, участвующие в связи, электроны неравномерно или поровну, соответственно. Напомним, что по разнице электроотрицательностей можно определить полярность вещества. Обычно ионная связь имеет разность электроотрицательностей 1,8 или выше, тогда как полярная ковалентная связь составляет от 0,4 до 1,8, а неполярная ковалентная связь составляет 0,4 или ниже.

Рисунок 7.1 Диаграмма разности электроотрицательностей. Диаграмма выше является руководством для определения типа связи между двумя разными атомами. Взяв разницу между значениями электроотрицательности для каждого из атомов, участвующих в связи, можно предсказать тип связи и полярность. Обратите внимание, что полный ионный характер достигается редко, однако, когда металлы и неметаллы образуют связи, они называются в соответствии с правилами ионного связывания.


Вещества с нулевой или низкой разностью электроотрицательности, такие как H 2 , O 2 , N 2 , CH 4 , CCl 4 , являются неполярными соединениями , тогда как H 2 O, NH 3 , CH 3 OH, NO, CO, HCl, H 2 S, PH 3 Более высокая разница электроотрицательности составляет полярных соединений .Обычно соединения, имеющие сходную полярность, растворимы друг в друге. Это можно описать правилом:

Подобно Растворяется Нравится.

Это означает, что вещества должны иметь одинаковые межмолекулярные силы для образования растворов. Когда растворимое растворенное вещество вводится в растворитель, частицы растворенного вещества могут взаимодействовать с частицами растворителя. В случае твердого или жидкого растворенного вещества взаимодействия между частицами растворенного вещества и частицами растворителя настолько сильны, что отдельные частицы растворенного вещества отделяются друг от друга и, окруженные молекулами растворителя, входят в раствор.(Газообразные растворенные вещества уже отделены от составляющих частиц, но концепция окружения частицами растворителя все еще применима.) Этот процесс называется solvatio n и проиллюстрирован на рисунке 7.2. Когда растворителем является вода, вместо сольватации используется слово гидратация .

Обычно полярные растворители растворяют полярные растворенные вещества, тогда как неполярные растворители растворяют неполярные растворенные вещества. В целом процесс растворения зависит от силы притяжения между частицами растворенного вещества и частицами растворителя.Например, вода – это высокополярный растворитель, способный растворять многие ионные соли. На рис. 7.2 показан процесс растворения, в котором вода действует как растворитель для растворения кристаллической соли хлорида натрия (NaCl). Обратите внимание, что когда ионные соединения растворяются в растворителе, они распадаются на свободно плавающие ионы в растворе. Это позволяет соединению взаимодействовать с растворителем. В случае растворения хлорида натрия в воде ион натрия притягивается к частичному отрицательному заряду атома кислорода в молекуле воды, тогда как ион хлорида притягивается к частичным положительным атомам водорода.

Рисунок 7.2: Процесс растворения. Когда ионная соль, такая как хлорид натрия, показанная на (A), вступает в контакт с водой, молекулы воды диссоциируют ионные молекулы хлорида натрия в их ионное состояние, что показано в виде молекулярной модели на (B) твердого тела. кристаллическая решетка хлорида натрия и (C) хлорид натрия, растворенный в водном растворителе. (Фотография хлорида натрия предоставлена ​​Крисом 73).


Многие ионные соединения растворимы в воде, однако не все ионные соединения растворимы.Ионные соединения, растворимые в воде, существуют в растворе в ионном состоянии. На рис. 7.2 вы заметите, что хлорид натрия распадается на ион натрия и ион хлорида по мере растворения и взаимодействия с молекулами воды. В случае ионных соединений, не растворимых в воде, ионы настолько сильно притягиваются друг к другу, что не могут быть разрушены частичными зарядами молекул воды. Следующая таблица может помочь вам предсказать, какие ионные соединения будут растворимы в воде.

Таблица 7.1 Правила растворимости

Диссоциация растворимых ионных соединений придает растворам этих соединений интересное свойство: они проводят электричество. Из-за этого свойства растворимые ионные соединения обозначаются как электролиты . Многие ионные соединения полностью диссоциируют и поэтому называются сильными электролитами . Хлорид натрия – пример сильного электролита.Некоторые соединения растворяются, но диссоциируют лишь частично, и растворы таких растворенных веществ могут лишь слабо проводить электричество. Эти растворенные вещества называются слабыми электролитами . Уксусная кислота (CH 3 COOH), входящая в состав уксуса, является слабым электролитом. Растворенные вещества, которые растворяются в отдельные нейтральные молекулы без диссоциации, не придают своим растворам дополнительную электропроводность и называются неэлектролитами . Полярные ковалентные соединения, такие как столовый сахар (C 12 H 22 O 11 ), являются хорошими примерами неэлектролитов .

Термин электролит используется в медицине для обозначения любых важных ионов, растворенных в водном растворе в организме. Важные физиологические электролиты включают Na + , K + , Ca 2 + , Mg 2 + и Cl . Спортивные напитки, такие как Gatoraid, содержат комбинации этих ключевых электролитов, которые помогают восполнить потерю электролитов после тяжелой тренировки.

Аналогичным образом решения могут быть получены путем смешивания двух совместимых жидкостей.Жидкость с более низкой концентрацией называется растворенным веществом , , а жидкость с более высокой концентрацией – растворителем . Например, зерновой спирт (CH 3 CH 2 OH) представляет собой полярную ковалентную молекулу, которая может смешиваться с водой. Когда два одинаковых раствора помещаются вместе и могут смешиваться в раствор, они считаются смешиваемыми . С другой стороны, жидкости, которые не имеют сходных характеристик и не могут смешиваться вместе, называются несмешивающимися .Например, масла, содержащиеся в оливковом масле, такие как олеиновая кислота (C 18 H 34 O 2 ), имеют в основном неполярные ковалентные связи, которые не обладают межмолекулярными силами, достаточно сильными для разрыва водородной связи между молекулы воды. Таким образом, вода и масло не смешиваются и считаются несмешивающимися .

Другие факторы, такие как температура и давление, также влияют на растворимость растворителя. Таким образом, при определении растворимости следует также учитывать эти другие факторы.

(Вернуться к началу)

7.4 Температура и растворимость

При рассмотрении растворимости твердых веществ соотношение температуры и растворимости не является простым или предсказуемым. На рис. 7.3 показаны графики растворимости некоторых органических и неорганических соединений в воде в зависимости от температуры. Хотя растворимость твердого вещества обычно увеличивается с повышением температуры, нет простой взаимосвязи между структурой вещества и температурной зависимостью его растворимости.Многие соединения (например, глюкоза и CH 3 CO 2 Na) демонстрируют резкое увеличение растворимости с повышением температуры. Другие (такие как NaCl и K 2 SO 4 ) мало изменяются, а третьи (такие как Li 2 SO 4 ) становятся менее растворимыми с повышением температуры.

Рис. 7.3. Растворимость некоторых неорганических и органических твердых веществ в воде в зависимости от температуры. Растворимость может увеличиваться или уменьшаться с температурой; величина этой температурной зависимости широко варьируется между соединениями.


Изменение растворимости в зависимости от температуры было измерено для широкого диапазона соединений, и результаты опубликованы во многих стандартных справочниках. Химики часто могут использовать эту информацию для разделения компонентов смеси с помощью фракционной кристаллизации , разделения соединений на основе их растворимости в данном растворителе. Например, если у нас есть смесь 150 г ацетата натрия (CH 3 CO 2 Na) и 50 г KBr, мы можем разделить два соединения, растворив смесь в 100 г воды при 80 ° C. а затем медленно охлаждают раствор до 0 ° C.Согласно температурным кривым на рис. 7.3, оба соединения растворяются в воде при 80 ° C, и все 50 г KBr остаются в растворе при 0 ° C. Однако только около 36 г CH 3 CO 2 Na растворимы в 100 г воды при 0 ° C, поэтому кристаллизуется примерно 114 г (150 г – 36 г) CH 3 CO 2 Na при охлаждении. Затем кристаллы можно отделить фильтрованием. Таким образом, фракционная кристаллизация позволяет нам восстановить около 75% исходного CH 3 CO 2 Na в практически чистой форме всего за одну стадию.

Фракционная кристаллизация – это распространенный метод очистки таких разнообразных соединений, как показано на рис. 7.3, и от антибиотиков до ферментов. Чтобы методика работала должным образом, интересующее соединение должно быть более растворимым при высокой температуре, чем при низкой температуре, чтобы понижение температуры заставляло его кристаллизоваться из раствора. Кроме того, примеси должны быть на более растворимыми, чем представляющее интерес соединение (как KBr в этом примере), и предпочтительно присутствовать в относительно небольших количествах.

Растворимость газов в жидкостях гораздо более предсказуема. Растворимость газов в жидкостях уменьшается с повышением температуры, как показано на рисунке 7.4. Привлекательные межмолекулярные взаимодействия в газовой фазе практически равны нулю для большинства веществ, потому что молекулы находятся так далеко друг от друга, когда находятся в газовой форме. Когда газ растворяется, это происходит потому, что его молекулы взаимодействуют с молекулами растворителя. Когда формируются эти новые силы притяжения, выделяется тепло. Таким образом, если к системе добавляется внешнее тепло, оно преодолевает силы притяжения между газом и молекулами растворителя и снижает растворимость газа.

Рис. 7.4 Зависимость растворимости нескольких обычных газов в воде от температуры при парциальном давлении 1 атм. Растворимость газов уменьшается с повышением температуры.


Уменьшение растворимости газов при более высоких температурах имеет как практические, так и экологические последствия. Любой, кто регулярно кипятит воду в чайнике или электрочайнике, знает, что внутри накапливается белый или серый налет, который в конечном итоге необходимо удалить.То же явление происходит в гораздо большем масштабе в гигантских котлах, используемых для подачи горячей воды или пара для промышленных целей, где это называется «котловая накипь», – осадок, который может серьезно снизить пропускную способность труб горячего водоснабжения ( Рисунок 7.5). Проблема не только в современном мире: акведуки, построенные римлянами 2000 лет назад для транспортировки холодной воды из альпийских регионов в более теплые и засушливые регионы на юге Франции, были забиты аналогичными отложениями. Химический состав этих отложений умеренно сложен, но движущей силой является потеря растворенного диоксида углерода (CO 2 ) из раствора.Жесткая вода содержит растворенные ионы Ca 2+ и HCO 3 (бикарбонат). Бикарбонат кальция [Ca (HCO 3 ) 2 ] довольно растворим в воде, но карбонат кальция (CaCO 3 ) совершенно нерастворим. Раствор бикарбонат-ионов может реагировать с образованием диоксида углерода, карбонат-иона и воды:

2HCO 3 (водн.) → CO 2 2- (водн.) + H 2 O (л) + CO 2 (водн.)

Нагревание раствора снижает растворимость CO 2 , который уходит в газовую фазу над раствором.В присутствии ионов кальция ионы карбоната осаждаются в виде нерастворимого карбоната кальция, основного компонента накипи в котле.

Рис. 7.5 Вес котла в водопроводе. Отложения карбоната кальция (CaCO 3 ) в трубах с горячей водой могут значительно снизить пропускную способность труб. Эти отложения, называемые котловой накипью, образуются, когда растворенный CO 2 переходит в газовую фазу при высоких температурах.


В позиции тепловое загрязнение озерная или речная вода, которая используется для охлаждения промышленного реактора или электростанции, возвращается в окружающую среду при более высокой температуре, чем обычно.Из-за пониженной растворимости O 2 при более высоких температурах (рис. 7.4) более теплая вода содержит меньше растворенного кислорода, чем вода, когда она попадала в растение. Рыбы и другие водные организмы, которым для жизни нужен растворенный кислород, могут буквально задохнуться, если концентрация кислорода в их среде обитания будет слишком низкой. Поскольку теплая, обедненная кислородом вода менее плотная, она имеет тенденцию плавать поверх более холодной, плотной и более богатой кислородом воды в озере или реке, образуя барьер, препятствующий растворению атмосферного кислорода.В конце концов, если проблему не устранить, можно задохнуться даже в глубоких озерах. Кроме того, большинство рыб и других водных организмов, не являющихся млекопитающими, хладнокровны, а это означает, что температура их тела такая же, как температура окружающей среды. Температура, значительно превышающая нормальный диапазон, может привести к тяжелому стрессу или даже смерти. Системы охлаждения для электростанций и других объектов должны быть спроектированы таким образом, чтобы свести к минимуму любые неблагоприятные воздействия на температуру окружающих водоемов.На северо-западе Тихого океана популяции лососевых чрезвычайно чувствительны к изменениям температуры воды. В пределах этой популяции оптимальная температура воды составляет от 12,8 до 17,8 ° ° C (55-65 ° ° F). Помимо пониженного уровня кислорода, популяции лосося гораздо более восприимчивы к болезням, хищничеству и паразитарным инфекциям при более высоких температурах воды. Таким образом, тепловое загрязнение и глобальное изменение климата создают реальные проблемы для выживания и сохранения этих видов.Для получения дополнительной информации о влиянии повышения температуры на популяции лососевых посетите Focus Publication штата Вашингтон.

Аналогичный эффект наблюдается в повышении температуры водоемов, таких как Чесапикский залив, крупнейший эстуарий в Северной Америке, причиной которого является глобальное потепление. На каждые 1,5 ° C, которые нагревает вода в заливе, способность воды растворять кислород уменьшается примерно на 1,1%. Многие морские виды, находящиеся на южной границе своего распространения, переместили свои популяции дальше на север.В 2005 году угорь, который является важным местом обитания рыб и моллюсков, исчез на большей части залива после рекордно высоких температур воды. Предположительно, снижение уровня кислорода уменьшило популяцию моллюсков и других питателей, которые затем уменьшили светопропускание, что позволило угрям расти. Сложные взаимоотношения в экосистемах, таких как Чесапикский залив, особенно чувствительны к колебаниям температуры, вызывающим ухудшение качества среды обитания.

(Вернуться к началу)

7.5 Влияние давления на растворимость газов: закон Генри

Внешнее давление очень мало влияет на растворимость жидкостей и твердых тел. Напротив, растворимость газов увеличивается с увеличением парциального давления газа над раствором. Эта точка проиллюстрирована на рисунке 7.6, где показано влияние повышенного давления на динамическое равновесие, которое устанавливается между молекулами растворенного газа в растворе и молекулами в газовой фазе над раствором.Поскольку концентрация молекул в газовой фазе увеличивается с увеличением давления, концентрация молекул растворенного газа в растворе в состоянии равновесия также выше при более высоких давлениях.

Рис. 7.6 Модель, показывающая, почему растворимость газа увеличивается при увеличении парциального давления при постоянной температуре. (a) Когда газ вступает в контакт с чистой жидкостью, некоторые молекулы газа (пурпурные сферы) сталкиваются с поверхностью жидкости и растворяются.Когда концентрация растворенных молекул газа увеличилась так, что скорость, с которой молекулы газа уходят в газовую фазу, была такой же, как скорость, с которой они растворяются, было установлено динамическое равновесие, как показано здесь. (б) Увеличение давления газа увеличивает количество молекул газа в единице объема, что увеличивает скорость, с которой молекулы газа сталкиваются с поверхностью жидкости и растворяются. (c) По мере того, как дополнительные молекулы газа растворяются при более высоком давлении, концентрация растворенного газа увеличивается до тех пор, пока не установится новое динамическое равновесие.


Взаимосвязь между давлением и растворимостью газа количественно описывается законом Генри, названным в честь его первооткрывателя, английского врача и химика Уильяма Генри (1775–1836):

C = кПа

, где C – концентрация растворенного газа в состоянии равновесия, P – парциальное давление газа и k – константа закона Генри , которая должна определяться экспериментально для каждой комбинации газа, растворителя, и температура.Хотя концентрацию газа можно выразить в любых удобных единицах, мы будем использовать исключительно молярность. Таким образом, единицами измерения постоянной закона Генри являются моль / (л · атм) = М / атм. Значения констант закона Генри для растворов нескольких газов в воде при 20 ° C приведены в таблице 7.2


Видеоурок по закону Генри от Академии Кана

Все материалы Khan Academy доступны бесплатно на сайте www.khanacademy.org


Как данные в таблице 7.2 демонстрируют, что концентрация растворенного газа в воде при заданном давлении сильно зависит от ее физических свойств. Для ряда родственных веществ дисперсионные силы Лондона увеличиваются с увеличением молекулярной массы. Таким образом, среди элементов группы 18 константы закона Генри плавно возрастают от He до Ne и до Ar. Из таблицы также видно, что O 2 почти в два раза растворимее, чем N 2 . Хотя силы лондонской дисперсии слишком слабы, чтобы объяснить такую ​​большую разницу, O 2 является парамагнитным веществом и, следовательно, более поляризуемым, чем N 2 , что объясняет его высокую растворимость.(Примечание: когда вещество парамагнитное , оно очень слабо притягивается полюсами магнита, но не сохраняет никакого постоянного магнетизма).

Таблица 7.2 Константы закона Генри для выбранных газов в воде при 20 ° C

Парциальное давление газа можно выразить как концентрацию, записав закон Генри как P газ = C / k. Это важно во многих сферах жизни, включая медицину, где обычно измеряются газы крови, такие как кислород и углекислый газ.Поскольку парциальное давление и концентрация прямо пропорциональны, если парциальное давление газа изменяется, а температура остается постоянной, новую концентрацию газа в жидкости можно легко рассчитать, используя следующее уравнение:

Где C 1 и P 1 – соответственно концентрация и парциальное давление газа в исходном состоянии, а C 2 и P 2 – концентрация и парциальное давление, соответственно, газа в конечном состоянии.Например:

Практическая задача: Концентрация CO 2 в растворе составляет 0,032 М при 3,0 атм. Какова концентрация CO 2 при давлении 5,0 атм?
Решение: Чтобы решить эту проблему, сначала мы должны определить, что мы хотим найти. Это концентрация CO 2 при давлении 5,0 атм. Эти два значения представляют C 2 = ?? и P 2 = 5.0 атм. На этом этапе проще всего будет изменить приведенное выше уравнение, чтобы найти C 2 . Далее нам нужно определить начальные условия, C 1 = 0,032 M и P 1 = 3,0 атм. Затем мы можем подставить эти значения в уравнение и решить для C 2 :

Газы, которые химически реагируют с водой, такие как HCl и другие галогениды водорода, H 2 S и NH 3 , не подчиняются закону Генри; все эти газы гораздо более растворимы, чем предсказывает закон Генри.Например, HCl реагирует с водой с образованием H + (водный) и Cl (водный), не растворенных молекул HCl, и его диссоциация на ионы приводит к гораздо более высокой растворимости, чем ожидалось для нейтральной молекулы. В целом газы, вступающие в реакцию с водой, не подчиняются закону Генри.

Обратите внимание на шаблон

Закон Генри имеет важные приложения. Например, пузырьки CO 2 образуются, как только открывается газированный напиток, потому что напиток был разлит под CO 2 при давлении более 1 атм.При открытии бутылки давление CO 2 над раствором быстро падает, и часть растворенного газа улетучивается из раствора в виде пузырьков. Закон Генри также объясняет, почему аквалангисты должны быть осторожны, чтобы медленно всплывать на поверхность после погружения, если они дышат сжатым воздухом. При более высоком давлении под водой больше N 2 из воздуха растворяется во внутренних жидкостях дайвера. Если дайвер всплывает слишком быстро, быстрое изменение давления вызывает образование мелких пузырьков N 2 по всему телу, состояние, известное как «изгибы».Эти пузырьки могут блокировать кровоток по мелким кровеносным сосудам, вызывая сильную боль и в некоторых случаях даже смертельный исход.

Из-за низкой константы закона Генри для O 2 в воде уровни растворенного кислорода в воде слишком низкие для удовлетворения энергетических потребностей многоклеточных организмов, включая человека. Чтобы увеличить концентрацию O 2 во внутренних жидкостях, организмы синтезируют хорошо растворимые молекулы-носители, которые обратимо связывают O 2 . Например, красные кровяные тельца человека содержат белок, называемый гемоглобином, который специфически связывает O 2 и облегчает его транспортировку из легких в ткани, где он используется для окисления молекул пищи с целью получения энергии.Концентрация гемоглобина в нормальной крови составляет около 2,2 мМ, и каждая молекула гемоглобина может связывать четыре молекулы O 2 . Хотя концентрация растворенного O 2 в сыворотке крови при 37 ° C (нормальная температура тела) составляет всего 0,010 мМ, общая концентрация растворенного O 2 составляет 8,8 мМ, что почти в тысячу раз больше, чем было бы возможно без гемоглобина. Синтетические переносчики кислорода на основе фторированных алканов были разработаны для использования в качестве экстренной замены цельной крови.В отличие от донорской крови, эти «кровезаменители» не требуют охлаждения и имеют длительный срок хранения. Их очень высокие константы закона Генри для O 2 приводят к концентрации растворенного кислорода, сравнимой с таковой в нормальной крови.

(Вернуться к началу)

7,6 Твердые гидраты:

Некоторые ионные твердые вещества принимают небольшое количество молекул воды в свою кристаллическую решетку и остаются в твердом состоянии.Эти твердые вещества называются твердыми гидратами . Твердые гидраты содержат молекулы воды, объединенные в определенном соотношении в качестве неотъемлемой части кристалла, которые либо связаны с металлическим центром, либо кристаллизовались с комплексом металла. Сообщается также, что такие гидраты содержат кристаллизационной воды или гидратной воды .

Ярким примером является хлорид кобальта (II), который при гидратации меняет цвет с синего на красный и поэтому может использоваться в качестве индикатора воды.

Рис. 7.7: Хлорид кобальта как пример твердого гидрата. Безводный хлорид кобальта (вверху слева) и его структура кристаллической решетки (внизу слева) по сравнению с гексагидратом хлорида кобальта (вверху справа) и его кристаллическая решетка (внизу справа). Обратите внимание, что молекулы воды, показанные красным (кислород) и белым (водород), интегрированы в кристаллическую решетку хлорида кобальта (II), показанного синим (кобальт) и зеленым (хлорид), в зависимости от полярности. Частично отрицательные атомы кислорода притягиваются к положительно заряженному кобальту, а частично положительные атомы водорода притягиваются к отрицательно заряженным ионам хлорида.Изображения предоставлены Wikipedia Commons (вверху слева и внизу слева), Benjah-bmm27 (вверху справа) и Smokefoot (внизу справа)

Обозначение, используемое для представления твердого гидрата: « гидратированное соединение n H 2 O », где n – количество молекул воды на формульную единицу соли. n обычно является низким целым числом, хотя возможны дробные значения. Например, в моногидрате n равно единице, а в гексагидрате n равно 6.В примере на рис. 7.7 гидратированный хлорид кобальта будет обозначен: «хлорид кобальта (II) 6 H 2 O». Числовые префиксы греческого происхождения, которые используются для обозначения твердых гидратов:

  • Hemi – 1/2
  • моно – 1
  • Sesqui – 1½
  • Di – 2
  • Три – 3
  • Тетра – 4
  • Пента – 5
  • Hexa – 6
  • Hepta – 7
  • Окта – 8
  • Нона – 9
  • Дека – 10
  • Undeca – 11
  • Додека – 12

Гидрат, потерявший воду, называют ангидридом ; оставшуюся воду, если она есть, можно удалить только при очень сильном нагревании.Вещество, не содержащее воды, обозначается как безводное . Некоторые безводные соединения настолько легко гидратируются, что вытягивают воду из атмосферы и становятся гидратированными. Эти вещества считаются гигроскопичными и могут использоваться как осушители или осушители .

(Вернуться к началу)

7.7 Концентрация раствора

В химии концентрация определяется как содержание компонента, деленное на общий объем смеси.Все мы качественно представляем, что подразумевается под концентрацией . Любой, кто варил растворимый кофе или лимонад, знает, что слишком много порошка дает сильно ароматизированный и высококонцентрированный напиток, тогда как слишком мало приводит к разбавленному раствору, который может быть трудно отличить от воды. Количественно концентрация раствора описывает количество растворенного вещества, которое содержится в определенном количестве этого раствора. Знание концентрации растворенных веществ важно для контроля стехиометрии реагентов для реакций, протекающих в растворе, и имеет решающее значение для многих аспектов нашей жизни, от измерения правильной дозы лекарства до обнаружения химических загрязнителей, таких как свинец и мышьяк.Химики используют множество разных способов определения концентраций. В этом разделе мы рассмотрим наиболее распространенные способы представления концентрации раствора. К ним относятся: молярность и количество частей на раствор.

7.7.1 Молярность

Наиболее распространенной единицей концентрации является молярность , что также является наиболее полезным для расчетов, включающих стехиометрию реакций в растворе. Молярность раствора (M) – это количество молей растворенного вещества, присутствующего точно в 1 л раствора.

Таким образом, единицами молярности являются моль на литр раствора (моль / л), сокращенно М. Обратите внимание, что указанный объем является общим объемом раствора и включает как растворенное вещество, так и растворитель. Например, водный раствор, который содержит 1 моль (342 г) сахарозы в достаточном количестве воды, чтобы получить конечный объем 1,00 л, имеет концентрацию сахарозы 1,00 моль / л или 1,00 М. В химических обозначениях квадратные скобки вокруг названия или формула растворенного вещества представляет собой концентрацию растворенного вещества.Итак

[сахароза] = 1,00 M

читается как «концентрация сахарозы 1,00 молярная». Приведенное выше уравнение можно использовать для расчета количества растворенного вещества, необходимого для получения любого количества желаемого раствора.

Пример проблемы:

Рассчитайте количество молей гидроксида натрия (NaOH), необходимое для получения 2,50 л 0,100 M NaOH.

Дано: (1) идентичность растворенного вещества = NaOH, (2) объем = 2,50 л и (3) молярность раствора = 0.100 моль / л (Примечание: при вычислении задач всегда записывайте единицы молярности как моль / л, а не М. Это позволит вам отменить единицы при выполнении расчета.)

Запрошено: количество растворенного вещества в молях

Стратегия: (1) Измените приведенное выше уравнение, чтобы найти желаемую единицу, в данном случае молей. (2) Еще раз проверьте все единицы в уравнении и убедитесь, что они совпадают. Выполните все необходимые преобразования, чтобы единицы совпадали. (3) Введите значения соответствующим образом и выполните математические вычисления.

Решение:

(1) Измените приведенное выше уравнение, чтобы найти количество молей.

(2) Еще раз проверьте все единицы в уравнении и убедитесь, что они совпадают.

Приведенные значения для этого уравнения: объем 2,50 л и молярность 0,100 моль / л. Единицы объема для обоих этих чисел указаны в литрах (L) и, следовательно, совпадают. Следовательно, никаких преобразований производить не нужно.

(3) Введите значения соответствующим образом и выполните математические вычисления.

Подготовка растворов

Обратите внимание, что в приведенном выше примере у нас все еще недостаточно информации, чтобы фактически приготовить раствор в лаборатории. Не существует оборудования, которое могло бы измерить количество молей вещества. Для этого нам нужно преобразовать количество молей образца в количество граммов, представленное этим числом. Затем мы можем легко использовать весы для взвешивания количества вещества, необходимого для приготовления раствора.В приведенном выше примере:

Чтобы фактически приготовить раствор, обычно растворяют растворенное вещество в небольшом количестве растворителя, а затем, когда растворенное вещество растворяется, конечный объем может быть доведен до 2,50 л. Если вы добавляете 10 г NaOH напрямую до 2,50 л конечный объем будет больше 2,50 л, а концентрация раствора будет меньше 0,100 М. Помните, что конечный объем должен включать как растворенное вещество, так и растворитель.

На рисунке 7.8 показана процедура приготовления раствора дигидрата хлорида кобальта (II) в этаноле.Обратите внимание, что объем растворителя не указан. Поскольку растворенное вещество занимает пространство в растворе, необходимый объем растворителя на меньше, чем на желаемый общий объем раствора.

Рисунок 7.8: Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого вещества. Чтобы приготовить раствор, сначала добавьте в колбу часть растворителя. Затем взвесьте необходимое количество растворенного вещества и медленно добавьте его к растворителю.После растворения в растворителе объем раствора можно довести до конечного объема раствора. Для показанной мерной колбы это обозначено черной линией на горловине колбы. В данном случае это 500 мл раствора. Мерные колбы бывают разных размеров, чтобы вместить разные объемы раствора. Градуированные цилиндры также можно использовать для точного доведения раствора до конечного объема. Другая стеклянная посуда, включая химические стаканы и колбы Эрленмейера, недостаточно точна для большинства решений.


Пример расчета молярности

Раствор на рисунке 7.8 содержит 10,0 г дигидрата хлорида кобальта (II), CoCl 2 · 2H 2 O, в этаноле, достаточном для приготовления ровно 500 мл раствора. Какова молярная концентрация CoCl 2 · 2H 2 O?

Дано: масса растворенного вещества и объем раствора

Запрошено: концентрация (M)

Стратегия:

1.Мы знаем, что молярность равна 9000 моль / литр.

2. Чтобы вычислить молярность, нам нужно выразить:

  • масса в виде родинок
  • объем в литрах
  • Подставьте оба в уравнение выше и вычислите

Решение:

  1. Преобразование массы в моль. Мы можем использовать молярную массу для перевода граммов CoCl 2 · 2H 2 O в моль.
  • Молярная масса CoCl 2 · 2H 2 O составляет 165.87 г / моль (включая две молекулы воды, поскольку они являются частью структуры кристаллической решетки этого твердого гидрата!)

2. Перевести объем в литры

3. Подставьте значения в уравнение полярности:

7.7.2 Количество частей в решениях

В потребительском и промышленном мире наиболее распространенный метод выражения концентрации основан на количестве растворенного вещества в фиксированном количестве раствора.Упомянутые здесь «количества» могут быть выражены в массе, в объеме или в обоих (т. Е. массой растворенного вещества в данном объеме раствора). Чтобы различать эти возможности, сокращения (m / м), (об / об) и (м / об).

В большинстве прикладных областей химии часто используется мера (м / м), тогда как в клинической химии обычно используется (м / об) с массой , выраженной в граммах и объемом в мл.

Один из наиболее распространенных способов выражения таких концентраций как « частей на 100 », который мы все знаем как « процентов ».« Cent » – это префикс латинского происхождения, относящийся к числу 100
(L. centum ), например, век или столетие . Он также обозначает 1/100 (от L. centesimus ) как сантиметр и денежная единица цент . Процентные растворы определяют количество растворенного вещества, которое растворено в количестве раствора, умноженном на 100. Процентные растворы могут быть выражены в единицах массы растворенного вещества на массу раствора (м / м%) или массы растворенного вещества на объем раствора (м / об.%) или объем растворенного вещества на объем раствора (об. / об.%).При создании процентного раствора важно указать, какие единицы измерения используются, чтобы другие также могли правильно принять решение. Также помните, что раствор представляет собой сумму как растворителя, так и растворенного вещества, когда вы выполняете расчет процентов.

Раствор = Раствор + Растворитель

Таким образом, при вычислении процентных решений можно использовать следующее уравнение:

Пример 1:

В качестве примера, раствор этанола в воде с концентрацией 7,0% об. / Об. Может содержать 7 мл этанола в общем количестве 100 мл раствора.Сколько воды в растворе?

В этой задаче мы знаем, что:

Раствор = Раствор + Растворитель

Таким образом, мы можем ввести значения, а затем решить неизвестное.

100 мл = 7 мл + X мл растворителя (в данном случае вода)

переместив 7 на другую сторону, мы увидим, что:

100 мл – 7 мл = 93 мл H 2 O

Пример 2

Какое (м / об)% раствора, если 24.0 г сахарозы растворяют в общем растворе 243 мл?

Пример 3

Сколько граммов NaCl требуется для приготовления 625 мл 13,5% раствора?


Для более разбавленных растворов используются части на миллион (10 6 частей на миллион) и части на миллиард (10 9 ; частей на миллиард). Эти термины широко используются для обозначения количества следов загрязняющих веществ в окружающей среде.

Одинаковые процентные («части на сотню») единицы, ppm и ppb могут быть определены в единицах массы, объема или смешанных единиц массы-объема.Также существуют единицы ppm и ppb, определяемые по количеству атомов и молекул.

Массовые определения ppm и ppb приведены здесь:

Как ppm, так и ppb являются удобными единицами измерения концентраций загрязняющих веществ и других микропримесей в воде. Концентрации этих загрязнителей обычно очень низкие в очищенных и природных водах, и их уровни не могут превышать относительно низкие пороговые значения концентрации, не вызывая неблагоприятных последствий для здоровья и дикой природы.Например, EPA определило, что максимально безопасный уровень фторид-иона в водопроводной воде составляет 4 ppm. Встроенные фильтры для воды предназначены для снижения концентрации фторида и некоторых других незначительных примесей в водопроводной воде (рис. 7.9).

Рисунок 7.9. (a) В некоторых районах следовые концентрации загрязняющих веществ могут сделать нефильтрованную водопроводную воду небезопасной для питья и приготовления пищи. (б) Встроенные фильтры для воды снижают концентрацию растворенных веществ в водопроводной воде.(кредит А: модификация работы Дженн Дарфи; кредит б: модификация работы «Вастатепаркстафф» / Wikimedia commons


При сообщении о загрязнителях, таких как свинец, в питьевой воде, концентрации ppm и ppb часто указываются в смешанных единицах измерения массы / объема. Это может быть очень полезно, поскольку нам легче думать о воде с точки зрения ее объема, а не массы. Кроме того, плотность воды составляет 1,0 г / мл или 1,0 мг / 0,001 мл, что упрощает преобразование между двумя единицами измерения.Например, если мы обнаружим, что содержание свинца в воде составляет 4 ppm, это будет означать, что есть:

7,74 Эквиваленты

Концентрации ионных растворенных веществ иногда выражаются в единицах, называемых эквивалентами (уравнение). Один эквивалент равен 1 моль положительного или отрицательного заряда. Таким образом, 1 моль / л Na + (водн.) Также равен 1 экв / л, потому что натрий имеет заряд 1+. Раствор ионов Ca 2 + (водн.) С концентрацией 1 моль / л имеет концентрацию 2 экв / л, потому что кальций имеет заряд 2+.Разбавленные растворы могут быть выражены в миллиэквивалентах (мэкв.) – например, общая концентрация плазмы крови человека составляет около 150 мэкв / л.

В более формальном определении эквивалент – это количество вещества, необходимое для выполнения одного из следующих действий:

  • реагировать или поставлять один моль ионов водорода (H + ) в кислотно-основной реакции
  • реагирует или поставляет один моль электронов в окислительно-восстановительной реакции.

Согласно этому определению, эквивалент – это количество молей иона в растворе, умноженное на валентность этого иона.Если 1 моль NaCl и 1 моль CaCl 2 растворяются в растворе, в этом растворе содержится 1 экв. Na, 2 экв. Ca и 3 экв. Cl. (Валентность кальция равна 2, поэтому для этого иона у вас есть 1 моль и 2 эквивалента.)

(Вернуться к началу)

7,8 Разведения

Раствор желаемой концентрации можно также приготовить путем разбавления небольшого объема более концентрированного раствора дополнительным растворителем. Для этой цели часто используется основной раствор, который представляет собой приготовленный раствор известной концентрации.Разбавление основного раствора предпочтительнее при приготовлении растворов с очень слабой концентрацией, потому что альтернативный метод, взвешивание крошечных количеств растворенного вещества, может быть трудным для выполнения с высокой степенью точности. Разбавление также используется для приготовления растворов из веществ, которые продаются в виде концентрированных водных растворов, таких как сильные кислоты.

Раствор желаемой концентрации можно также приготовить путем разбавления небольшого объема более концентрированного раствора дополнительным растворителем.Для этой цели часто используется основной раствор, который представляет собой приготовленный раствор известной концентрации. Разбавление основного раствора предпочтительнее при приготовлении растворов с очень слабой концентрацией, потому что альтернативный метод, взвешивание крошечных количеств растворенного вещества, может быть трудным для выполнения с высокой степенью точности. Разбавление также используется для приготовления растворов из веществ, которые продаются в виде концентрированных водных растворов, таких как сильные кислоты.

Процедура приготовления раствора известной концентрации из основного раствора показана на рисунке 7.10. Это требует расчета желаемого количества растворенного вещества в конечном объеме более разбавленного раствора, а затем расчета объема исходного раствора, который содержит это количество растворенного вещества. Помните, что при разбавлении данного количества исходного раствора растворителем , а не изменяет количество присутствующего растворенного вещества, изменяется только объем раствора. Соотношение между объемом и концентрацией основного раствора и объемом и концентрацией желаемого разбавленного раствора, таким образом, может быть выражено математически как:

Где M s – концентрация основного раствора, V s – объем основного раствора, M d – концентрация разбавленного раствора, а V d – объем разбавленного раствора. .

Рисунок 7.10 Приготовление раствора известной концентрации путем разбавления исходного раствора. (a) Объем ( V s ), содержащий желаемое количество растворенного вещества (M s ), измеряют из исходного раствора известной концентрации. (b) Отмеренный объем исходного раствора переносят во вторую мерную колбу. (c) Измеренный объем во второй колбе затем разбавляется растворителем до объемной отметки [( V s ) (M s ) = ( V d ) (M d ). ].


Пример расчета разбавления

Какой объем 3,00 М исходного раствора глюкозы необходим для приготовления 2500 мл 0,400 М раствора?

Дано: объем и молярность разбавленного раствора и молярность исходного раствора

Запрошено: объем основного раствора

Стратегия и решение:

Для задач разбавления, если вам известны 3 переменные, вы можете решить для 4-й переменной.

  1. Начните с перестановки уравнения, чтобы найти переменную, которую вы хотите найти. В этом случае вы хотите найти объем основного раствора, V s

2. Затем убедитесь, что одинаковые термины имеют одинаковые единицы измерения. Например, Md и Ms являются концентрациями, поэтому для проведения расчетов они должны быть в одной и той же единице (в этом случае они оба указаны в молярности). Если бы концентрации были разными, скажем, один был дан в молярности, а другой в процентах, или один был в молярности, а другой был в миллимолярности, один из терминов нужно было бы преобразовать, чтобы они совпадали.Таким образом, единицы будут отменены, и в этом случае вы останетесь с единицами громкости.

3. Наконец, заполните уравнение с известными значениями и вычислите окончательный ответ.

Обратите внимание, что если требуется 333 мл исходного раствора, вы также можете рассчитать количество растворителя, необходимое для окончательного разбавления. (Общий объем – объем исходного раствора = объем растворителя, необходимый для окончательного разбавления. В этом случае 2500 мл – 333 мл = 2167 мл воды, необходимой для окончательного разбавления (это следует делать в мерном цилиндре или мерной колбе) .

(Вернуться к началу)

7,9 Концентрации ионов в растворе

До сих пор мы обсуждали концентрацию всего раствора в терминах общего растворенного вещества, деленного на объем раствора. Давайте более подробно рассмотрим, что это означает при рассмотрении ионных и ковалентных соединений. Когда ионные соединения растворяются в растворе, они переходят в ионное состояние.Катионы и анионы связываются с полярными молекулами воды. Напомним, что растворы, содержащие ионы, называются электролитами из-за их способности проводить электричество. Например, дихромат аммония (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 представляет собой ионное соединение, которое содержит два иона NH 4 + и один Cr 2 O 7 2− ионов на формульную единицу. Как и другие ионные соединения, это сильный электролит, который диссоциирует в водном растворе с образованием гидратированных ионов NH 4 + и Cr 2 O 7 2- ионов.Если мы рассмотрим это решение математически, мы увидим, что для каждой молекулы дихромата аммония, которая растворяется, образуются три результирующих иона (два иона NH 4 + и один Cr 2 O 7 2- ион). Это также можно представить в более крупном молярном масштабе. Когда 1 моль (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 растворяется, получается 3 моля ионов (1 моль Cr 2 O 7 2- анионов и 2 моль катионов NH 4 + ) в растворе (рисунок 7.11). Чтобы обсудить взаимосвязь между концентрацией раствора и результирующим количеством ионов, используется термин эквивалентов .

Один эквивалент определяется как количество ионного соединения, которое обеспечивает 1 моль электрического заряда (+ или -). Он рассчитывается путем деления молярности раствора на общий заряд, созданный в растворе.

Рис. 7.11 Растворение 1 моля ионного соединения. Растворение 1 моля формульных единиц дихромата аммония в воде дает 1 моль Cr 2 O 7 2- анионов и 2 моль NH 4 + катионов. (Молекулы воды не показаны с молекулярной точки зрения для ясности.)


Когда мы проводим химическую реакцию с использованием раствора соли, например дихромата аммония, нам необходимо знать концентрацию каждого иона, присутствующего в растворе. Если раствор содержит 1,43 M (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 , то концентрация Cr 2 O 7 2- также должна быть 1.43 M, потому что на формульную единицу приходится один ион Cr 2 O 7 2- ионов. Однако на формульную единицу приходится два иона NH 4 + , поэтому концентрация ионов NH 4 + составляет 2 × 1,43 M = 2,86 М. Поскольку каждая формульная единица (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 образует три иона при растворении в воде (2NH 4 + + 1Cr 2 O 7 2-), всего концентрация ионов в решение 3 × 1.43 M = 4,29 M. Эквивалентное значение (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 можно затем рассчитать, разделив 1,43 M на 4,29 M, получив 0,333 эквивалента. Таким образом, для (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 растворение 0,333 моля соединения даст 1 моль ионов в растворе.

Пример 1

Каковы концентрации всех ионных частиц, полученных из растворенных веществ в этих водных растворах?

  1. 0.21 М NaOH
  2. 3,7 M (CH 3 ) CHOH
  3. 0,032 M дюйм (NO 3 ) 3

Дано: Молярность

Запрошено: концентраций

Стратегия:

A Классифицируйте каждое соединение как сильный электролит или как неэлектролит.

B Если соединение неэлектролит, его концентрация равна молярности раствора. Если соединение является сильным электролитом, определите количество каждого иона, содержащегося в одной формульной единице.Найдите концентрацию каждого вида, умножив количество каждого иона на молярность раствора.

Решение:

1. 0,21 М NaOH

A Гидроксид натрия – это ионное соединение, которое является сильным электролитом (и сильным основанием) в водном растворе:

B Поскольку каждая формульная единица NaOH производит один ион Na + и один ион OH , концентрация каждого иона такая же, как концентрация NaOH: [Na + ] = 0.21 M и [OH ] = 0,21

2. 3,7 M (CH 3 ) CHOH

A Формула (CH 3 ) 2 CHOH представляет собой 2-пропанол (изопропиловый спирт) и содержит группу –OH, поэтому это спирт. Напомним из раздела 4.1 «Водные растворы», что спирты – это ковалентные соединения, которые растворяются в воде с образованием растворов нейтральных молекул. Таким образом, спирты не являются электролитами

B Таким образом, единственным растворенным веществом в растворе является (CH 3 ) 2 молекул CHOH, поэтому [(CH 3 ) 2 CHOH] = 3.7 м

3. 0,032 M дюйм (NO 3 ) 3

A Нитрат индия – это ионное соединение, которое содержит ионы In 3+ и ионы NO 3 , поэтому мы ожидаем, что он будет вести себя как сильный электролит в водном растворе

B Одна формульная единица In (NO 3 ) 3 дает один ион In 3+ и три иона NO 3 , так что 0,032 M In (NO 3 ) 3 Раствор содержит 0.032 M In 3+ и 3 × 0,032 M = 0,096 M NO 3 , то есть [In 3+ ] = 0,032 M и [NO 3 ] = 0,096 M

(Вернуться к началу)

7.10 Внимание к окружающей среде: загрязнение свинцом
История использования свинца в США

В главе 5 вы познакомились с EPA и с тем, как параметры качества воздуха отслеживаются для определения уровней загрязнения.Одним из шести основных параметров, за которым ведется мониторинг в соответствии с Законом о чистом воздухе, является свинец. Свинец естественным образом встречается в земной коре в очень низких концентрациях, ~ 0,001%, и выглядит как сине-серый металл, мягкий и плотный. Он широко используется в Соединенных Штатах во многих различных продуктах, включая батареи и смеси металлов, в качестве материала для пайки труб и керамики, хрусталя и других известных коммерческих продуктов. Особенно часто свинец использовался в красках для наружных работ и в качестве добавки к бензину (рис.7.12). Из-за растущих проблем со здоровьем использование свинца во многих продуктах было прекращено и прекращено. Однако загрязнение свинцом почвы, воды и воздуха по-прежнему является проблемой и вызывает повышенный риск для здоровья населения.

Рисунок 7.12 История использования свинца в красках и бензине на протяжении большей части 20 века. На графике показано раннее преобладание свинцовых красок, за которым последовал бум транспортировки, что привело к высокому использованию этилированного бензина.Спад после середины 1970-х годов был связан с контролем, введенным EPA для исключения этилированного бензина. Источник: Filippelli и др. (2005) использовано с разрешения.


Национальные стандарты качества окружающего воздуха (NAAQS) для свинца установлены на верхнем пределе 0,15 микрограмма на кубический метр Pb в общем количестве взвешенных частиц в среднем за 3 месяца. Как видно из рисунка 7.13, уровни свинца в атмосфере были очень высокими до середины 1990-х годов, после чего мы наблюдали резкое падение уровней свинца в атмосфере.Этот всплеск содержания свинца в значительной степени связан с выбросами транспортных средств, когда свинец использовался в качестве добавки к бензину. В 1970 году, когда было полностью признано отрицательное воздействие свинца на здоровье, Агентство по охране окружающей среды начало программу сокращения использования свинца в бензине. Полный запрет на этилированный бензин вступил в силу в 1996 году.

Рис. 7.13 Уровни содержания свинца в атмосфере с 1980 по 2014 год. (A) Как интерпретировать графики качества воздуха от EPA. синяя полоса показывает распределение уровней загрязнения воздуха среди участков тренда, отображая средние 80%.Белая линия представляет собой среднее значение по всем сайтам трендов. Девяносто процентов участков имеют концентрации ниже верхней линии, в то время как десять процентов участков имеют концентрации ниже нижней линии. (B) Максимальный годовой максимальный трехмесячный средний уровень содержания свинца в атмосфере, демонстрирующий снижение уровня загрязнения свинцом на 99% с 1980 по 2017 год. Источник: EPA


Использование тетраэтилсвинца (TEL) было определено General Motors в качестве присадки к топливу, повышающей общее октановое число бензина.Это позволило значительно повысить компрессию двигателя, что привело к увеличению производительности автомобиля и большей экономии топлива.

TEL получают путем реакции хлорэтана с натрием свинцом сплавом

4 NaPb + 4 CH 3 CH 2 Cl → (CH 3 CH 2 ) 4 Pb + 4 NaCl + 3 Pb

Продукт регенерируется путем перегонки с водяным паром, в результате чего остается ил из отходов свинца и хлорида натрия.Несмотря на десятилетия исследований, не было обнаружено никаких реакций, улучшающих этот довольно сложный процесс, который включает металлический натрий и превращает только 25% свинца в TEL. ТЕЛ – вязкая бесцветная жидкость. Поскольку TEL является нейтральным по заряду и содержит внешние углеродные группы, он очень липофильный, (жиросодержащий) и растворим в бензине.

При сжигании этилированного бензина выделяется не только диоксид углерода и вода, но и свинец

(CH 3 CH 2 ) 4 Pb + 13 O 2 → 8 CO 2 + 10 H 2 O + Pb

Образующийся свинец также может окисляться при сгорании с образованием оксида свинца (II)

2 Pb + O 2 → 2 PbO

Образование Pb и PbO внутри автомобильного двигателя быстро накапливается в избытке и вызывает серьезные повреждения двигателя.Таким образом, молекулы, улавливающие свинец, также должны были быть добавлены в бензин для реакции с продуктами свинца, образующимися при сгорании. Обычно для этого процесса использовались 1,2-дибромэтан и 1,2-дихлорэтан. Эти агенты реагируют с побочными продуктами свинца и образуют летучий бромид свинца (II) и хлорид свинца (II), которые затем могут быть выброшены в атмосферу из двигателя.

Повышенные уровни свинца в атмосфере, вызванные использованием автомобилей, сильно коррелировали с повышенными уровнями свинца в крови среди населения.

7.14 Снижение среднего уровня свинца в крови у детей в США и общего количества свинца, использованного в год в бензине в 1974-1992 годах (адаптировано из U.S.EPA 1999).


Биологические эффекты свинца

После того, как свинец попадает в организм, он не выводится из организма. Вместо этого он накапливается в минерализующихся тканях, таких как кости и зубы, или в мягких тканях, таких как печень, почки и мозг. Мозг очень чувствителен. Проведенное в Цинциннати исследование продемонстрировало, что воздействие свинца в детстве вызывает потерю серого вещества в мозге, особенно в лобных областях, участвующих в исполнительной функции и принятии решений (рис.7.15).

Рис. 7.15. Воздействие свинца в детстве уменьшает размер мозга. Мозг взрослых, подвергшихся воздействию свинца в детстве, показывает уменьшенный объем, особенно в префронтальной коре на МРТ. Области потери объема показаны цветом на шаблоне нормального мозга. Источник: Cecil, KM, et al.


Острое воздействие свинца может вызвать отравление свинцом и вызвать боли в животе, запоры, головные боли, раздражительность, проблемы с памятью, неспособность иметь детей и покалывание в руках и ногах.Это вызывает почти 10% умственной отсталости по другой неизвестной причине и может привести к поведенческим проблемам. Некоторые эффекты постоянны. В тяжелых случаях возможны анемия, судороги, кома или смерть.

Воздействие свинца может происходить через загрязненный воздух, воду, пыль, продукты питания или потребительские товары. Дети подвергаются большему риску, так как они чаще кладут в рот предметы, например, содержащие свинцовую краску и поглощающие большую часть свинца. что они едят. Воздействие свинца на работе – частая причина отравления свинцом у взрослых людей определенных профессий, которым грозит особый риск.Диагноз обычно ставится путем измерения уровня свинца в крови. Центры по контролю за заболеваниями (США) установили верхний предел содержания свинца в крови для взрослых на уровне 10 мкг / дл (10 мкг / 100 г) и для детей на уровне 5 мкг / дл.

Интересная корреляция: преступность и уровни свинца в крови

Ряд исследований, проведенных за последнее десятилетие, показали сильную корреляцию между уровнем свинца в крови дошкольников и последующим уровнем преступности, особенно насильственных преступлений, произошедших 20 лет спустя (Рисунок 7.16).

Рис. 7.16. Соотношение уровней содержания свинца в крови в дошкольном возрасте и насильственных преступлений, совершенных 23 года спустя.


В начале 1990-х годов убийства и насильственные преступления достигли рекордного уровня, которому не видно конца. Однако к концу 1990-х годов количество насильственных преступлений по стране сократилось на 40%. Было предложено множество гипотез этого быстрого спада, включая увеличение числа заключенных и увеличение числа полицейских.Однако уровни свинца в крови показывают очень сильную корреляцию с частотой насильственных преступлений с запаздыванием примерно в 20 лет. Кроме того, исследования на животных, в том числе на хомяках и кошках, показали, что воздействие свинца увеличивает или усиливает агрессивное поведение. Кроме того, данные, собранные Риком Невином из других стран (Франция, Западная Германия, Италия и Австралия), которые имеют разные уровни тюремного заключения и контроля, показывают аналогичные тенденции в насильственных преступлениях с уровнями свинца в крови у детей.Таким образом, есть убедительные доказательства того, что повышенное воздействие свинца в детстве в результате употребления этилированного бензина объясняет, по крайней мере частично, рост уровня насильственной преступности в 1980-х и начале 1990-х годов в Соединенных Штатах.

Текущие проблемы и опасения

Несмотря на то, что за последние 40-50 лет использование свинца резко сократилось, он все еще может быть обнаружен в повышенных концентрациях в почвах, особенно в городских и промышленных районах.Кроме того, свинец ранее использовался для строительства водопроводных труб, поскольку он прочен и податлив. Свинец больше не используется для строительства труб, но в более старых городах, таких как Флинт, все еще есть свинцовые трубы, а также медные и железные водопроводные трубы, в стыках и соединениях которых использовалась свинцовая пайка. В апреле 2014 года это стало серьезной проблемой для жителей Флинта, штат Мичиган. Город Флинт, штат Мичиган, столкнулся с серьезными финансовыми проблемами и, пытаясь сэкономить деньги, решил построить новый водопровод от озера Гурон для подачи питьевой воды в этот район.Экономия затрат оценивалась примерно в 10 миллионов долларов в год. Однако на строительство трубопровода потребуется несколько лет. Таким образом, чтобы сразу же сэкономить деньги, город Флинт решил временно переключить городскую воду на реку Флинт на время завершения строительства нового трубопровода. Однако с речной водой может быть труднее справиться из-за более сильных колебаний в остатках стока, и почти сразу жители Флинта, штат Мичиган, начали жаловаться на неприятный запах, неконтролируемую воду, идущую из кранов (рис.7.17).

Рисунок 7.17. ЛиЭнн Уолтерс демонстрирует образцы водопроводной воды на публичном собрании в январе 2015 года. Источник: Ladapo, J.A, et. al. (2017).


Анализ воды первоначально показал высокий уровень фекальных колиформных бактерий, из-за чего Флинт, штат Мичиган, выпустил рекомендации по кипячению и увеличил количество хлора, используемого для обработки воды. Это, в свою очередь, увеличило производство тригалометанов. Тригалометаны образуются во время реакции дезинфицирующих средств на основе хлора в воде с присутствующими органическими веществами, такими как те, которые образуются водорослями, присутствующими в реке Флинт.Тригалометаны связаны со многими проблемами со здоровьем, включая проблемы с печенью, почками и легкими, а также создают неприятный запах и привкус воды. Они также опасны при вдыхании, делая душ в горячей загрязненной воде серьезным риском для здоровья.

Таким образом, в попытке уменьшить образование побочных продуктов тригалогенметана, город Флинт начал добавлять в воду больше FeCl 3 , чтобы помочь удалить дополнительные органические материалы из этого источника воды.Однако они не смогли добавить никаких молекул, контролирующих коррозию, таких как ортофосфат. Многие водоочистные сооружения используют низкие концентрации ортофосфатов для взаимодействия со свинцом в трубах и образования нерастворимого фосфата свинца, который не проникает в водопровод (рис. 7.18). Отсутствие контроля над коррозией со стороны города Флинт в сочетании с повышенным количеством FeCl 3 привело к резкому увеличению количества присутствующих ионов Cl . Результатом было общее увеличение потенциала коррозии, измеренное по массовому отношению хлорида к сульфату, от 0.45 для системы водоснабжения Детройта до 1,60 для новой системы водоснабжения реки Флинт. Имея такой потенциал коррозии, молекулы кислорода в воде начали окисляться и выделять растворимые формы свинца в водную систему (рис. 7.18). В дополнение к окисленным побочным продуктам свинца выделялись окисленные формы железа, вызывающие большее обесцвечивание воды.

Рис. 7.18. Процесс коррозии во время водного кризиса во Флинте, штат Мичиган.


Чтобы получить интерактивную анимацию этого химического процесса, посмотрите этот

Видео журнала Scientific American – Коррозионная химия: как свинец попал в питьевую воду Флинта


Из-за протеста общественности и отказа города Флинта принимать меры в связи с плохим качеством воды компания Virgina Tech начала программу тестирования воды и обнаружила чрезвычайно высокие уровни свинца во многих домах во Флинте, штат Мичиган.CDC заявляет, что не существует безопасных уровней свинца, которые можно было бы употреблять в пищу, а стандарты EPA ограничивают содержание свинца в питьевой воде до 15 частей на миллиард. Самый высокий образец, зарегистрированный Технологическим институтом штата Вирджиния, составил 13 000 частей на миллиард из образца в доме Ли-Энн Уолтерс (рис. 7.17). Город Флинт вернулся к использованию системы водоснабжения Детройта в октябре 2015 года. Однако риск воздействия свинца на детей, находящихся в этом районе, превышающий установленные CDC предельные уровни в крови, за это время увеличился вдвое (рис. 7.19). Несколько судебных исков, находящихся на рассмотрении, в настоящее время находятся в стадии рассмотрения из-за халатности властей города Флинт и органов, регулирующих качество воды в регионе.

Рисунок 7.19. Сравнение уровней свинца в крови во Флинте, штат Мичиган, до и после переключения на источник воды реки Флинт. Верхняя диаграмма показывает, что качество воды в 1 из 6 домов во Флинте, штат Мичиган, по результатам испытаний, превышающих пределы безопасности EPA для свинца, после перехода на источник воды в реке Флинт. Нижняя панель показывает уровни свинца в крови у детей, регулярно проверяемые на уровни свинца в крови в районе как до, так и после перехода на новый источник воды. Источник: Flint Water Study

.

Предлагаемое задание: Учителя могут загрузить дискуссионное задание на тему «Экологическая несправедливость и влияние токсичного загрязнения воды во Флинте, штат Мичиган,

».

Flint Water Crisis Environmental Justice Assignment


7.11 Резюме

Чтобы убедиться, что вы понимаете материал этой главы, вам следует проанализировать значения терминов, выделенных жирным шрифтом в следующем резюме, и спросить себя, как они соотносятся с темами в главе.

Раствор – гомогенная смесь. Основным компонентом является растворитель , а второстепенным компонентом – растворенное вещество . Решения могут иметь любую фазу; например, сплав представляет собой твердый раствор.Растворенные вещества представляют собой растворимых или нерастворимых , что означает, что они растворяются или не растворяются в конкретном растворителе. Термины смешивающийся и несмешивающийся вместо «растворимый и нерастворимый» используются для жидких растворенных веществ и растворителей. Утверждение « как растворяется как » является полезным руководством для прогнозирования того, будет ли растворенное вещество растворяться в данном растворителе.

Растворение происходит путем сольватации , процесса, в котором частицы растворителя окружают отдельные частицы растворенного вещества, разделяя их с образованием раствора.Для водных растворов используется слово гидратация . Если растворенное вещество является молекулярным, оно растворяется на отдельные молекулы. Если растворенное вещество является ионным, отдельные ионы отделяются друг от друга, образуя раствор, который проводит электричество. Такие растворы называются электролитами . Если диссоциация ионов завершена, раствор представляет собой сильный электролит . Если диссоциация только частичная, раствор представляет собой слабый электролит . Растворы молекул не проводят электричество и называются неэлектролитами .

Количество растворенного вещества в растворе представлено концентрацией раствора. Максимальное количество растворенного вещества, которое будет растворяться в данном количестве растворителя, называется растворимостью растворенного вещества. Такими решениями являются насыщенных . Растворы, у которых количество меньше максимального, – это ненасыщенных . Большинство растворов являются ненасыщенными, и их концентрацию можно указать разными способами. Массовый / массовый процент , объемный / объемный процент и массовый / объемный процент указывают процент растворенного вещества в общем растворе. частей на миллион (ppm) и частей на миллиард (ppb) используются для описания очень малых концентраций растворенного вещества. Молярность , определяемая как количество молей растворенного вещества на литр раствора, является стандартной единицей концентрации в химической лаборатории. Эквиваленты выражают концентрации в молях заряда ионов. Когда раствор разбавляется, мы используем тот факт, что количество растворенного вещества остается постоянным, чтобы можно было определить объем или концентрацию конечного разбавленного раствора.Растворы известной концентрации могут быть приготовлены либо путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе и разбавления до желаемого конечного объема, либо путем разбавления соответствующего объема более концентрированного раствора (маточный раствор ) до желаемого конечного объема.

Ключевые вынос

  • Концентрации раствора обычно выражаются в виде молярности и могут быть получены путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе или разбавления исходного раствора.

Концептуальные проблемы

  1. Какое из представлений лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.

    1. NH 3
    2. HF
    3. Канал 3 Канал 2 Канал 2 ОН
    4. Na 2 SO 4

  2. Какое из представлений, показанных в задаче 1, лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.

    1. CH 3 CO 2 H
    2. NaCl
    3. Na 2 S
    4. Na 3 PO 4
    5. ацетальдегид
  3. Можно ли ожидать, что 1,0 М раствор CaCl 2 будет лучше проводить электричество, чем 1,0 М раствор NaCl? Почему или почему нет?

  4. Альтернативный способ определения концентрации раствора – моляльность , сокращенно м .Моляльность определяется как количество молей растворенного вещества в 1 кг растворителя . Чем это отличается от молярности? Ожидаете ли вы, что 1 M раствор сахарозы будет более или менее концентрированным, чем 1 m раствор сахарозы? Поясните свой ответ.

  5. Каковы преимущества использования решений для количественных расчетов?

Ответ

  1. a) Nh4 является слабым основанием, что означает, что некоторые молекулы будут принимать протон от молекул воды, заставляя их диссоциировать на ионы H + и -OH.Ион H + будет ассоциироваться с Nh4 с образованием Nh5 +. Таким образом, это будет больше всего похоже на стакан №2. б) HF – слабая кислота, хотя F сильно электроотрицателен. Это связано с тем, что молекула H-F может образовывать прочные водородные связи с молекулами воды и оставаться в ковалентной связи, которую труднее диссоциировать. Таким образом, стакан № 2 также является хорошим выбором для этой молекулы, так как только часть H-F будет диссоциировать на ионы h4O + и F-. c) CH 3 CH 2 CH 2 OH является ковалентным соединением и не будет диссоциировать в какой-либо заметной степени, поэтому стакан № 3 является правильным выбором.г) Na 2 SO 4 – это растворимое ионное соединение, которое полностью диссоциирует на ионы, больше всего похоже на химический стакан № 1.

  2. Да, потому что когда CaCl 2 диссоциирует, он образует 3 иона (1 Ca 2+ и 2 иона Cl ), тогда как NaCl будет диссоциировать только на 2 иона (Na + и Cl ) для каждой молекулы. Таким образом, CaCl 2 будет генерировать больше ионов на моль, чем 1 моль NaCl, и будет лучше проводить электричество.

  3. Если количество вещества, необходимое для реакции, слишком мало для точного взвешивания, использование раствора вещества, в котором растворенное вещество диспергировано в гораздо большей массе растворителя, позволяет химикам измерить количество вещества. вещество, точнее.

Числовые задачи

  1. Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1.000 л каждого раствора.

    1. 0,2593 M NaBrO 3
    2. 1.592 М КНО 3
    3. 1,559 М уксусная кислота
    4. 0,943 M йодат калия
  2. Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1.000 л каждого раствора.

    1. 0,1065 млн Бай 2
    2. 1,135 M Na 2 SO 4
    3. 1,428 M NH 4 Br
    4. 0,889 М ацетат натрия
  3. Если все растворы содержат одно и то же растворенное вещество, какой раствор содержит большую массу растворенного вещества?

    1. 1.40 л 0,334 М раствора или 1,10 л 0,420 М раствора
    2. 25,0 мл 0,134 М раствора или 10,0 мл 0,295 М раствора
    3. 250 мл 0,489 М раствора или 150 мл 0,769 М раствора
  4. Заполните следующую таблицу для 500 мл раствора.

    Соединение Масса (г) Родинки Концентрация (М)
    сульфат кальция 4,86 ​​
    уксусная кислота 3.62
    дигидрат иодистого водорода 1,273
    бромид бария 3,92
    глюкоза 0,983
    ацетат натрия 2,42
  5. Какая концентрация каждого вида присутствует в следующих водных растворах?

    1. 0,489 моль NiSO 4 в 600 мл раствора
    2. 1.045 моль бромида магния в 500 мл раствора
    3. 0,146 моль глюкозы в 800 мл раствора
    4. 0,479 моль CeCl 3 в 700 мл раствора
  6. Какая концентрация каждого вида присутствует в следующих водных растворах?

    1. 0,324 моль K 2 MoO 4 в 250 мл раствора
    2. 0,528 моль формиата калия в 300 мл раствора
    3. 0,477 моль KClO 3 в 900 мл раствора
    4. 0.378 моль йодида калия в 750 мл раствора
  7. Какова молярная концентрация каждого раствора?

    1. 8,7 г бромида кальция в 250 мл раствора
    2. 9,8 г сульфата лития в 300 мл раствора
    3. 12,4 г сахарозы (C 12 H 22 O 11 ) в 750 мл раствора
    4. 14,2 г гексагидрата нитрата железа (III) в 300 мл раствора
  8. Какова молярная концентрация каждого раствора?

    1. 12.8 г гидросульфата натрия в 400 мл раствора
    2. 7,5 г гидрофосфата калия в 250 мл раствора
    3. 11,4 г хлорида бария в 350 мл раствора
    4. 4,3 г винной кислоты (C 4 H 6 O 6 ) в 250 мл раствора
  9. Укажите концентрацию каждого реагента в следующих уравнениях, принимая 20,0 г каждого и объем раствора 250 мл для каждого реагента.

    1. BaCl 2 (водн.) + Na 2 SO 4 (водн.) →
    2. Ca (OH) 2 (водн.) + H 3 PO 4 (водн.) →
    3. Al (NO 3 ) 3 (водн.) + H 2 SO 4 (водн.) →
    4. Pb (NO 3 ) 2 (водн.) + CuSO 4 (водн.) →
    5. Al (CH 3 CO 2 ) 3 (водн.) + NaOH (водн.) →
  10. На эксперимент потребовалось 200.0 мл 0,330 М раствора Na 2 CrO 4 . Для приготовления этого раствора использовали исходный раствор Na 2 CrO 4 , содержащий 20,0% растворенного вещества по массе с плотностью 1,19 г / см 3 . Опишите, как приготовить 200,0 мл 0,330 М раствора Na 2 CrO 4 с использованием исходного раствора.

  11. Гипохлорит кальция [Ca (OCl) 2 ] – эффективное дезинфицирующее средство для одежды и постельного белья. Если в растворе концентрация Ca (OCl) 2 равна 3.4 г на 100 мл раствора, какова молярность гипохлорита?

  12. Фенол (C 6 H 5 OH) часто используется в качестве антисептика в жидкостях для полоскания рта и пастилках для горла. Если в жидкости для полоскания рта концентрация фенола составляет 1,5 г на 100 мл раствора, какова молярность фенола?

  13. Если таблетка, содержащая 100 мг кофеина (C 8 H 10 N 4 O 2 ), растворяется в воде с получением 10,0 унций раствора, какова молярная концентрация кофеина в растворе?

  14. На этикетке определенного лекарства есть инструкция по добавлению 10.0 мл стерильной воды, заявив, что каждый миллилитр полученного раствора будет содержать 0,500 г лекарства. Если пациенту назначена доза 900,0 мг, сколько миллилитров раствора следует ввести?

ответов

  1. а. 39,13 г б. 161,0 г c. 93,57 г г. 201,8 г

  2. а. 1,40 л 0,334 М раствора, б. 25,0 мл 0,134 М раствора, c. 150 мл 0,769 М раствора

  3. а.0.815 М, г. 2.09 М, c. 0.182 М, д. 0,684 M

  4. а. 0.174 М, г. 0.297 М, c. 0,048 М, д. 0,135 М

  5. а. BaCl 2 = 0,384 M, Na 2 SO 4 = 0,563 M, б. Ca (OH) 2 = 1.08 M, h4PO4 = 0.816 M, c. Al (NO 3 ) 3 = 0,376 M, H 2 SO 4 = 0,816 M, d. Pb (NO 3 ) 2 = 0,242 M, CuSO 4 = 0,501 M, т.е. Al (CH 3 CO 2 ) = 0.392 M, NaOH = 2,00 M

  6. 1,74 × 10 −3 M кофеин

(Вернуться к началу)

7.12 Ссылки
  • Chung (Peter) Chieh (2016) Неорганическая химия. Либретексты . Доступно по адресу: https://chem.libretexts.org/Core/Inorganic_Chemistry/Chemical_Reactions/Chemical_Reactions_1/Solutions
  • Болл, Д.У., Хилл, Дж. У. и Скотт, Р. Дж. (2016) MAP: Основы общей, органической и биологической химии . Свободные тексты. Доступно по адресу: https://chem.libretexts.org/Textbook_Maps/Introductory_Chemistry_Textbook_Maps/Map%3A_The_Basics_of_GOB_Chemistry_(Ball_et_al.)
  • Аверилл Б.А., Элдридж П. (2012) Принципы химии . Свободные тексты. Доступно по адресу: https://2012books.lardbucket.org/books/principles-of-general-chemistry-v1.0/index.html
  • Гидрат. (2017, 30 августа).В Википедия, Бесплатная энциклопедия . Получено 16:20, 26 сентября 2017 г., с https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Hydrate&oldid=798015169
  • .
  • Лоуэр, С. (2010). Растворы 1: Растворы и их концентрации. В онлайн-учебнике «Виртуальный учебник Chem1». Доступно по адресу: http://www.chem1.com/acad/webtext/solut/solut-1.html
  • Мичиганская сеть по охране окружающей среды детей (2013 г.) Здоровье окружающей среды детей в Мичигане.Вики по гигиене окружающей среды. Проверено 6 сентября 2018 г. по адресу: http://wiki.mnceh.org/index.php/Neurotoxicity:_Lead
  • .
  • участников Википедии. (2018, 5 сентября). Отравление свинцом. В Википедия, Бесплатная энциклопедия . Получено 2:05, 7 сентября 2018 г., с https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Lead_poisoning&oldid=858177302
  • .
  • Ladapo, J.A., Mohammed, A.K., and Nwosu, V.C. (2017) Загрязнение свинцом во Флинте, Мичиган, США и других городах. Международный журнал экологического и научного образования, 11 (5): 1341-1351.Открытый доступ. Доступно по адресу: www.ijese.net/makale_indir/1899

раствор | Определение и примеры

Раствор , в химии, гомогенная смесь двух или более веществ в относительных количествах, которые могут непрерывно изменяться до так называемого предела растворимости. Термин «раствор» обычно применяется к жидкому состоянию вещества, но возможны и растворы газов и твердых тел. Например, воздух – это раствор, состоящий в основном из кислорода и азота с небольшими количествами нескольких других газов, а латунь – это раствор, состоящий из меди и цинка.

Ниже приводится краткое описание решений. Для полной обработки, см. жидкость: Растворы и растворимости.

Подробнее по этой теме

жидкость: Растворы и растворимости

Способность жидкостей растворять твердые тела, другие жидкости или газы давно признана одним из фундаментальных явлений природы …

Жизненные процессы во многом зависят от решений.Кислород из легких переходит в раствор в плазме крови, химически соединяется с гемоглобином в красных кровяных тельцах и попадает в ткани организма. Продукты пищеварения также разносятся в растворе к различным частям тела. Способность жидкостей растворять другие жидкости или твердые вещества имеет множество практических применений. Химики используют разницу в растворимости для разделения и очистки материалов, а также для проведения химического анализа. Большинство химических реакций происходит в растворе и зависит от растворимости реагентов.Материалы для химического производственного оборудования выбираются так, чтобы противостоять действию растворителей, которые их содержимое.

Жидкость в растворе обычно называется растворителем, а добавляемое вещество называется растворенным веществом. Если оба компонента являются жидкостями, различие теряет значение; тот, который присутствует в меньшей концентрации, вероятно, будет называться растворенным веществом. Концентрация любого компонента в растворе может быть выражена в единицах веса или объема или в молях. Они могут быть смешаны – e.г., моль на литр и моль на килограмм.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Кристаллы некоторых солей содержат решетки ионов, то есть атомы или группы атомов с чередующимися положительными и отрицательными зарядами. Когда такой кристалл должен быть растворен, притяжение противоположно заряженных ионов, которые в значительной степени ответственны за сцепление в кристалле, должно преодолеваться электрическими зарядами в растворителе. Они могут быть обеспечены ионами конденсированной соли или электрическими диполями в молекулах растворителя.Такие растворители включают воду, метиловый спирт, жидкий аммиак и фтороводород. Ионы растворенного вещества, окруженные диполярными молекулами растворителя, отделяются друг от друга и могут свободно перемещаться к заряженным электродам. Такой раствор может проводить электричество, а растворенное вещество называется электролитом.

Потенциальная энергия притяжения между простыми неполярными молекулами (неэлектролитами) имеет очень малый диапазон; оно уменьшается примерно как седьмая степень расстояния между ними.Для электролитов энергия притяжения и отталкивания заряженных ионов падает только как первая степень расстояния. Соответственно, их растворы имеют свойства, сильно отличающиеся от свойств неэлектролитов.

Обычно предполагается, что все газы полностью смешиваются (взаимно растворяются во всех пропорциях), но это верно только при нормальном давлении. При высоких давлениях пары химически разнородных газов вполне могут проявлять лишь ограниченную смешиваемость. Многие разные металлы смешиваются в жидком состоянии, иногда образуя узнаваемые соединения.Некоторые из них достаточно похожи, чтобы образовывать твердые растворы ( см. Сплав ).

Плавление и растворение

Эта основная идея исследована через:

Противопоставление студенческих и научных взглядов

Ежедневный опыт студентов

Для многих учеников на этом уровне таяние и растворение неразличимы. Хотя для процесса растворения требуются два материала, студенты, как правило, сосредотачиваются только на твердом веществе и считают этот процесс похожим на «плавление».

Поскольку учащиеся имеют ограниченный опыт затвердевания материалов при более высоких температурах, они часто считают, что замораживание всех материалов происходит только при низких температурах, например, в холодильнике или морозильной камере.

Ученики считают, что сахар тает при растворении в воде. Часто таянием считается превращение веществ в воду. Это еще больше усиливается, потому что дети видят, что тепло участвует в обоих процессах – они знают, что если вы хотите растворить больше сахара, вы разогреваете воду.

Поскольку во многих случаях растворенное вещество больше невозможно увидеть после растворения (например, соль или сахар, растворенные в воде), студенты часто считают, что соль / сахар только что исчезли.

Часто студенты будут придерживаться таких представлений, как:

  • растворенное вещество (растворенное вещество) в раствор не занимает места
  • при растворении остается только вкус и / или цвет, а не само вещество.
  • вещества превращаются в новые вещества при растворении.

Научная точка зрения

Плавление и замерзание материалов зависит от их температуры. Когда что-то плавится, жидкость – это то же самое вещество, что и твердое вещество. Не все твердые вещества плавятся при нагревании (они могут гореть или разлагаться).

Когда что-то растворяет дополнительное вещество ( растворитель). Растворение может включать химические изменения (например, смешивание таблеток антацида с водой или растворение металла в кислоте).

Критические идеи обучения

  • Плавление и растворение – это не одно и то же.
  • В плавлении участвует только одно вещество, а жидкость и твердое вещество являются одним и тем же материалом. Для того, чтобы произошло таяние, необходимо тепло.
  • В растворении участвуют два материала; полученный раствор представляет собой смесь обоих.
  • Растворенное вещество все еще присутствует в растворе, хотя его не видно.

Изучите отношения между идеями о материи в Карты развития концепции – состояния вещества

Цель – прояснить различия между плавлением и растворением.Это знакомые учащимся концепции, основанные на повседневном опыте. Обучение должно быть направлено на то, чтобы их зачастую ненаучные объяснения перешли в более научные.

Это можно сделать, предоставив детям много практических занятий и, если их идеи основаны на узком диапазоне доказательств, предоставив больше доказательств.

Плавление и растворение ряда материалов, с которыми студенты знакомы, таких как шоколад, кулинарный жир и воск для свечей, а также использование обычных растворителей, таких как скипидар, эвкалиптовое масло и ацетон, вероятно, будут полезными.

Было показано, что идеи учащихся трудно изменить, и обучение должно включать в себя процесс, состоящий из нескольких этапов. Студентам нужно время, чтобы сформулировать свои предубеждения относительно таяния и растворения в таких упражнениях, как «Прогнозировать-Наблюдать-Объяснять». Должны быть предоставлены возможности для изучения их собственных и чужих идей – это может включать групповую работу и ролевые игры.

Затем учащихся можно побудить задуматься и согласовать эти идеи с новыми объяснениями.

Преподавательская деятельность

Начать обсуждение посредством обмена опытом и способствовать размышлению и разъяснению существующих идей

Позвольте учащимся испытать вещества, отличные от таяния воды и льда.Поместите жир, масло, воск, шоколад в четыре точки в яичной браконьерке. Аккуратно согрейте браконьера и обратите внимание, когда каждое вещество тает. Студентов можно попросить предсказать, какое вещество расплавится первым. Позже поместите браконьера в ледяную воду, чтобы она остыла, и снова попросите учащихся предсказать и понаблюдать за порядком затвердевания веществ.

Используйте аналогии для объяснения плавления; например, поговорите о строительстве дома с помощью Lego и о том, как разобрать кирпичи, чтобы образовать лужу из рыхлых кирпичей.

Студенты должны иметь возможность наблюдать за растворением и отличать его от плавления.Растворите в воде цветные материалы, такие как сульфат меди (можно приобрести в садовых питомниках) и кристаллы Конди (перманганат калия). Оба они дают яркий цвет, который помогает студентам отслеживать изменения, когда они наблюдают за растворением этих веществ. Студенты должны провести некоторое сравнение того, чем этот процесс отличался от их наблюдения плавления выше. Затем студенты могут растворять вещества в растворителях, отличных от воды, таких как эвкалиптовое масло и ацетон (жидкость для снятия лака).Это может быть связано с использованием в доме чистящих средств, предназначенных для растворения жиров и масел. Чтобы избежать растворения, налейте небольшое количество концентрированных растворов, таких как сульфат меди, соленая вода или шеллак в метилированном спирте, в блюдца и дайте им испариться. Студенты могут наблюдать за изменениями с течением времени.

Используя технику «прогнозировать-наблюдать-объяснять», попросите учащихся предсказать, что произойдет с весом воды, когда сахар растворится.Запишите изменения веса при добавлении сахара в воду и перемешивании до растворения. (Вы можете показать, что полученный раствор имеет такой же вес, как сахар и вода по отдельности).

Разъяснение и обобщение идей для / путем общения с другими

Учащиеся могут создавать плакаты / слайды PowerPoint, чтобы определить примеры изменений таяния, затвердевания и растворения, которые они наблюдали в своем доме.

Чтобы рассмотреть обратное действие растворения, студенты могут предпринять исследовательский проект, чтобы выяснить, как поваренная соль производится в коммерческих целях.Это поможет им определить некоторые различия между плавлением и растворением. Некоторые другие проекты, которые студенты могли бы изучить, включают выдувание стекла и производство серебряных украшений.

Смеси и растворы | CPD

Как знание химических смесей предотвратило крупный инцидент в лондонском метро?

Когда случайная утечка влажного быстросохнущего бетона затопила диспетчерскую лондонской подземной станции Victoria, сообразительность и химические знания инженеров предотвратили полную катастрофу.Они смешали большое количество сахара с бетоном, замедляя процесс схватывания и давая им время, чтобы убрать разлив. (Читать всю историю: rsc.li/EiC-concrete)

Смеси и растворы – обычное явление в нашей повседневной жизни. Это воздух, которым мы дышим, еда и напитки, которые мы потребляем, и ткани, которые мы носим. Изучая, как химики различают чистые вещества от смесей и растворов, студенты начнут понимать, как материя организована на атомном уровне.Обладая этими знаниями, мы можем управлять материей, чтобы улучшить свое здоровье и качество жизни.

Что студентам нужно знать о смесях и растворах?

  • Смеси – это материалы, которые содержат два или более химических вещества, распределенных между собой (смешанных вместе).
  • Если при смешивании двух материалов не происходит химической реакции, они образуют смесь. Химические свойства компонентов не меняются.
  • Смеси можно разделять физическими методами.
  • Есть два основных типа смесей: гомогенные и гетерогенные.
  • Гомогенные смеси: частицы веществ перемешиваются (частицы не слипаются) – например, воздух.
  • Растворы представляют собой гомогенные смеси: частицы одного вещества (растворенного вещества) смешиваются с частицами другого вещества (растворителя), например, соленой воды.
  • Гетерогенные смеси: большие скопления (сгустки) веществ смешиваются вместе – например, эмульсии, такие как масло в воде.

Когда учащиеся учатся правильно использовать технический язык, количество новых слов, которые нужно выучить, и требуемая точность их использования могут отпугнуть их. Слово «материал» – полезная отправная точка: хотя это не общепринятый научный термин, оно имеет осязаемое значение для большинства студентов и является полезной лингвистической ступенькой.

Студенты понимают, что мир состоит из вещей, и разные вещи обладают разными свойствами. Наша задача – помочь им выйти за рамки своего представления о мире, основанного на их чувствах, в субмикроскопический мир, где различные химические вещества расположены по-разному.Пакет «Материал и содержание» программы Gatsby Science Enhancement Program предлагает множество простых действий и анимаций.

Студенты понимают, что мир состоит из вещей, и разные вещи обладают разными свойствами. Наша задача – помочь им выйти за рамки своего представления о мире, основанного на их чувствах, в субмикроскопический мир, где различные химические вещества расположены по-разному. Пакет “Материал и содержание” программы Gatsby Science Enhancement Program предлагает множество простых действий и анимаций (bit.ly / 2DoV2o1).

Идеи для занятий

Использование физических моделей дает учащимся ловушку для развития их понимания. Например, подарите им набор горшков, содержащих одинаковые простые бусины, бусинки одинакового размера, но разного цвета, а также бусины одного цвета, но разных размеров.

После того, как у них будет пара минут, чтобы посмотреть на них и обсудить, задайте вопросы…

В каких горшках содержатся смеси? Как вы можете сказать? Какие свойства содержимого вы используете, чтобы принять это решение?

Ученики должны идентифицировать последние два как смеси, так как они содержат бусинки разного размера или цвета.Попросите студентов представить классу свои рассуждения и попросите других согласиться или не согласиться и объяснить, почему. Предложите представителям сложных аргументов расширить свои рассуждения. Например, для третьего горшка: «Достаточно ли сказать, что бусины разные, потому что они разных размеров? Вы бы привели тот же аргумент в пользу яблок разного размера? »Этот тип вопросов может помочь студентам выйти за рамки свойств поверхности и подумать, есть ли другие более важные свойства предметов и веществ.

Повторите и расширите упражнение на большее количество «химических» примеров, предоставив учащимся запечатанные пробирки с солью, песком, солью и песком, а также кусочки цинка и медную стружку.

Хотите попробовать это занятие со своим классом? Загрузите слайды PowerPoint, чтобы получить пошаговое руководство в классе (ppt или pdf).

Хотите попробовать это занятие со своим классом? Загрузите слайды PowerPoint, чтобы получить пошаговое руководство в классе (rsc.li/2Gnctsm).

Когда учащиеся научатся определять и объяснять смеси, переходите к свойствам смесей.Студенты должны понимать, что вещества в смесях сохраняют свои свойства, а свойства смеси представляют собой комбинацию этих свойств. Примеры из реальной жизни могут помочь учащимся освоить эти концепции. Например, сахар сладкий, вода влажная, а раствор сахара сладкий и влажный. Упражнение «Разделение смесей» в курсе «Изучение химии» представляет собой полезный прием для понимания учащимися.

Когда учащиеся научатся определять и объяснять смеси, переходите к свойствам смесей.Студенты должны понимать, что вещества в смесях сохраняют свои свойства, а свойства смеси представляют собой комбинацию этих свойств. Примеры из реальной жизни могут помочь учащимся освоить эти концепции. Например, сахар сладкий, вода влажная, а раствор сахара сладкий и влажный. Упражнение «Разделение смесей» в курсе «Изучение химии» является полезным приемом для понимания учащимися (rsc.li/2tIg0yJ).

Продемонстрируйте приготовление растворов путем растворения сахара в воде и наоборот, осторожно нагревая небольшие объемы раствора в чашках для выпаривания.Покажите смешивающиеся жидкости (жидкости, которые смешиваются) и несмешивающиеся жидкости (жидкости, которые не смешиваются) путем смешивания спирта и воды, а также масла и воды соответственно. Продемонстрируйте другие типы смесей, такие как суспензии, гели и пены, с мукой в ​​воде, желе и взбитыми сливками.

Студенты будут сталкиваться с множеством примеров смесей на протяжении своих занятий по химии, что дает им возможность регулярно укреплять свое понимание смесей и растворов.

Например:

  • Воздух – однородная смесь, содержащая кислород, азот, аргон и другие газы;
  • Опилки железа
  • с порошком серы – обычно используемая гетерогенная смесь;
  • соленая вода – это раствор, содержащий частицы соли, смешанные с частицами воды.

Поощряйте студентов находить собственные примеры из дома.

Вам нужно вдохновение для планирования урока? Загрузите этот пример плана урока, который включает эти идеи (MS Word или pdf).

Вам нужно вдохновение для планирования урока? Загрузите этот пример плана урока, который включает эти идеи (rsc.li/2Gnctsm).

Распространенные заблуждения

Большинство «чистых» материалов, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, на самом деле представляют собой смеси нескольких химических веществ.Разница между повседневной чистотой (например, «100% чистый апельсиновый сок») и химической чистотой (например, материалы, содержащие частицы только одного химического вещества) вызывает значительную путаницу. Полезно подчеркнуть, что изучение науки – это не только изучение нового языка, но и изучение концепций и навыков.

Когда образуются растворы, многие студенты думают, что масса растворенного вещества теряется, когда оно растворяется в растворе, хотя они с готовностью описывают сладкую воду как сладкую на вкус.Они могут редко осознавать, что свойства смеси зависят от ее точного состава.

Наконец, студенты редко распознают воду (очень распространенный растворитель) как частицы. Нарисованные студентами изображения растворения сахара в воде часто показывают частицы сахара на сплошном фоне воды.

Химические заблуждения содержит много полезных идей и рабочих листов, которые помогут диагностировать мышление учащихся. «Элементы, соединения и смеси» (rsc.li / 1pXL7iV) и «Масса и растворение» (rsc.li/2HuAT2F) особенно полезны.

Пример диагностического вопроса

У вас есть стакан с водой весом 200 г. Вы добавляете 10 г медного купороса в стакан с водой. Первоначально твердый сульфат меди можно увидеть в воде, но через 10 минут твердое вещество не видно, и вода станет синей.

Какова масса стакана и его содержимого при первом добавлении сульфата меди? Какова масса, когда все это окончательно растворилось в воде? Объясни свои ответы.

Формирующее оценивание

Студенты не получат глубокого понимания смесей и растворов, когда впервые столкнутся с этими идеями. Регулярная формирующая оценка поможет им развить понимание. Например, попросите учащихся:

  • написать объяснение описания материала как смеси или раствора;
  • нарисовать диаграмму частиц вещества, четко различая различные компоненты;
  • пройти короткую викторину по определениям ключевых слов.

Затем предоставьте им обратную связь и попросите их повторно выполнить задачу.

Переход на 14–16

Природа химических веществ – фундаментальное понятие в химии, лежащее в основе большей части 14–16 химии. Понятия элементов, соединений, атомов и молекул дополнят понимание смесей и растворов, наряду с методами разделения. Эти концепции будут усилены и контекстуализированы в 14–16 лет, когда студенты изучают такие материалы, как сырая нефть и горные породы.Студентам также необходимо понимать природу химических моделей. Попробуйте освежить свои знания в этой области с помощью бесплатного онлайн-курса «Разработка и использование моделей».

Природа химических веществ – фундаментальное понятие в химии, лежащее в основе большей части 14–16 химии. Понятия элементов, соединений, атомов и молекул дополнят понимание смесей и растворов, наряду с методами разделения. Эти концепции будут усилены и контекстуализированы в 14–16 лет, когда студенты изучают такие материалы, как сырая нефть и горные породы.Студентам также необходимо понимать природу химических моделей. Попробуйте освежить свои знания в этой области с помощью бесплатного онлайн-курса «Разработка и использование моделей» (rsc.li/CPD-models).

Пунктов приема на дом