Самым распространенным растворителем на нашей планете является вода. Тело среднего человека мас–сой 70 кг содержит примерно 40 кг воды. При этом около 25 кг воды приходится на жидкость внутри клеток, а 15 кг составляет внеклеточная жидкость, в которую входят плазма крови, межклеточная жидкость, спинно-моз-говая жидкость, внутриглазная жидкость и жидкое содержимое желудочно-кишечного тракта. У животных и растительных организмов вода составляет обычно бо–лее 50%, а в ряде случаев содержание воды достигает 90-95%.
Вследствие своих аномальных свойств вода – уни–кальный растворитель, прекрасно приспособленный для жизнедеятельности.
Прежде всего вода хорошо растворяет ионные и мно–гие полярные соединения. Такое свойство воды связа–но в значительной мере с ее высокой диэлектрической проницаемостью (78,5).
Другой многочисленный класс веществ, хорошо раст–воримых в воде, включает такие полярные органиче–ские соединения, как сахара, альдегиды, кетоны, спир–ты. Их растворимость в воде объясняется склонностью молекул воды к образованию полярных связей с поляр–ными функциональными группами этих веществ, на–пример с гидроксильными группами спиртов и сахаров или с атомом кислорода карбонильной группы альдеги–дов и кетонов. Ниже приведены примеры водородных связей, важных для растворимости веществ в биологи–ческих системах. Вследствие высокой полярности во–да вызывает гидролиз веществ.
Так как вода составляет основную часть внутренней среды организма, то она обеспечивает процессы всасывания, передвижения питательных веществ и продуктов обмена в организме.
Необходимо отметить, что вода является конечным продуктом биологического окисления веществ, в частно–сти глюкозы. Образование воды в результате этих про–цессов сопровождается выделением большого коли–чества энергии – приблизительно 29 кДж/моль.
Важны и другие аномальные свойства воды: высо–кое поверхностное натяжение, низкая вязкость, высо–кие температуры плавления и кипения и более высокая плотность в жидком состоянии, чем в твердом.
Для воды характерно наличие ассоциатов – групп молекул, соединенных водородными связями.
В зависимости от сродства к воде функциональные группы растворяемых частиц подразделяются на гид–рофильные (притягивающие воду), легко сольватируе-мые водой, гидрофобные (отталкивающие воду) и ди-фильные.
К гидрофильным группам относятся полярные функ–циональные группы: гидроксильная -ОН, амино -NH 2 , тиольная -SH, карбоксильная -СООН. К гидрофоб–ным – неполярные группы, например углеводородные радикалы: СНз-(СН 2) п -, С 6 Н 5 -. К дифильным отно–сят вещества (аминокислоты, белки), молекулы кото–рых содержат как гидрофильные группы (-ОН, -NH 2 , -SH, -СООН), так и гидрофобные группы: (СН 3 – (СН 2) п,- С 6 Н 5 -).
При растворении дифильных веществ происходит изменение структуры воды как результат взаимодей–ствия с гидрофобными группами. Степень упорядо–чения молекул воды, близко расположенных к гидро–фобным группам, увеличивается, и контакт молекул воды с гидрофобными группами сводится к миниму–му. Гидрофобные группы, ассоциируясь, выталки–вают молекулы воды из области своего расположения.
| 1. Строение молекулы воды. | ||
|
Вода имеет полярную молекулу. Кислород как более
электроотрицательный атом оттягивает на себя общую с атомом
водорода электронную плотность к себе и потому несет частичный
отрицательный заряд; атомы водорода, от которых электронная
плотность смещена, несут частичный положительный заряд. Таким
образом, молекула воды представляет собой
диполь
,
т.е. имеет положительно и отрицательно заряженные участки. (Модель справа объемная, ее можно вращать при помощи нажатой левой кнопки мыши.) |
|
2. Водородные связи.
3. Вода как растворитель. |
alt="Your browser understands the |
По отношению к воде все практически вещества можно разделить на две группы:
1. Гидрофильные
(от греч. "филео" - любить,
имеющие положительное сродство к
воде
). Эти вещества
имеют полярную молекулу, включающую
электроотрицательные атомы (кислород,
азот, фосфор и др.). В результате
отдельные атомы таких молекул также
обретают частичные заряды и образуют
водородные связи с молекулами воды.
Примеры: сахара, аминокислоты,
органические кислоты
.
2. Гидрофобные
(от греч. "фобос" - страх,
имеющие отрицательное сродство к
воде
). Молекулы таких
веществ неполярны и не смешиваются с
полярным растворителем, каковым
является вода, но хорошо растворимы
в органических растворителях,
например, в эфире, и в жирах.
Примером могут служить линейные и
циклические углеводороды
. в т.ч.
бензол
.
|
Вопрос 2. Рассмотрите внимательно две молекулы справа. Как Вы думаете, какая из этих молекул гидрофильная, а какая - гидрофобная? Почему Вы так думаете? Не узнали ли Вы - что это за вещества? Среди органических веществ встречаются также соединения, одна часть молекулы которых неполярна и проявляет гидрофобные свойства, а другая - полярна и, следовательно, гидрофильна. |
alt="Your browser understands the | alt="Your browser understands the | ||
| Такие вещества
называются амфипатическими
. Молекула фосфотидилсерина (одного из фосфолипидов плазматической мембраны клеток, справа) может служить примером амфипатических соединений. Вопрос 3.
Рассмотрите
внимательно эту молекулу. Как Вы думаете, какая из ее частей
гидрофильная, а какая - гидрофобная? Расположите молекулу так,
чтобы это было максимально наглядно, создайте графический файл и
в нем обозначьте гидрофильный и гидрофобный участки молекулы.
4. Вода как растворитель в живых организмах.
|
alt="Your browser understands the |
Кроме того, со свойством воды как растворителя прямо связана транспортная функция внутренних жидкостей как у многоклеточных животных (кровь, лимфа, гемолимфа, целомическая жидкость), так и у многоклеточных растений.
5. Вода как реагент.
Важное значение воды связано также с ее химическими свойствами - как
обычного вещества, вступающего в химические реакции с другими
веществами. Наиболее важными являются расщепление воды под действием
света (фотолиз
) в световой фазе
фотосинтеза
, участие воды как необходимого реагента в
реакциях расщепления сложных биополимеров (такие реакции не случайно
называются реакциями гидролиза
).
И, наоборот, при реакциях образования биополимеров, полимеризации,
происходит выделение воды.
Вопрос 4.
Какую неточность в
последней фразе исправил бы химик?
Назад
Вперёд
Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.
Цель урока: изучение свойств воды.
Задачи урока: дать представление о воде как растворителе, о растворимых и нерастворимых веществах; познакомить с понятием «фильтр», с простейшими способами определения растворимых и нерастворимых веществ; подготовить доклад на тему «Вода – растворитель».
Оборудование и наглядные пособия: учебники, хрестоматии, тетради для самостоятельной работы; наборы: стаканы пустые и с кипяченой водой; коробочки с поваренной солью, сахаром, речным песком, глиной; чайные ложки, воронки, фильтры из бумажных салфеток; гуашь (акварельные краски), кисти и листы для рефлексии; презентация, выполненная в Power Point, мультимедийный проектор, экран.
ХОД УРОКА
I. Организационный момент
У.
Всем доброе утро! (Слайд 1)
Приглашаю вас на третье заседание школьного
научного клуба «Мы и окружающий мир».
II. Сообщение темы и цели урока
Учитель. Сегодня у нас гости, учителя из других школ, которые пришли на заседание клуба. Предлагаю председателю клуба, Порошиной Анастасии, открыть заседание.
Председатель. Мы сегодня собрались на заседание клуба по теме «Вода – растворитель». Задание всем присутствующим: подготовить доклад на тему «Вода – растворитель». На этом уроке вам вновь предстоит стать исследователями свойств воды. Изучать эти свойства вы будете в своих лабораториях, с помощью «консультантов» – Макаренкова Михаила, Старковой Олеси и Стениной Юлии. Каждая лаборатория должна будет выполнить следующее задание: провести опыты и наблюдения, а в конце заседания обсудить план сообщения «Вода – растворитель».
III. Изучение нового материала
У.
С разрешения председателя я хочу
сделать первое сообщение. (Слайд 2) Такое же
заседание по теме «Вода – растворитель» 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.
У.
Предлагаю вам на заседании клуба
определить растворимость в воде таких веществ,
как поваренная соль, сахар, речной песок и глина.
Давайте предположим, какое вещество, по вашему
мнению, растворится в воде, а какое не
растворится. Выскажите свои предположения,
догадки и продолжите высказывание: (Слайд 3)
У.
Подумаем вместе, какие гипотезы
будем подтверждать. (Слайд 3)
Предположим … (соль растворится в воде)
Допустим … (сахар растворится в воде)
Возможно … (песок не растворится в воде)
Что, если … (глина не растворится в воде)
У.
Давайте, и мы проведем опыты, которые
помогут нам в этом разобраться.
Перед работой председатель напомнит вам правила
при проведении опытов и раздаст карточки, на
которых эти правила напечатаны. (Слайд 4)
П.
Посмотрите на экран, где записаны
правила.
«Правила при проведении опытов»
- Необходимо бережно относиться ко всем приборам. Их можно не только разбить, ими можно и пораниться.
- Во время работы можно не только сидеть, но и стоять.
- Опыт проводит один из учеников (докладчик), остальные молча наблюдают или по просьбе докладчика помогают ему.
- Обмен мнениями по результатам проведенного опыта начинается только после того, как докладчик разрешает его начать.
- Переговариваться друг с другом нужно тихо, не мешая остальным.
- Подходить к столу и проводить замену лабораторного оборудования можно только по разрешению председателя.
IV. Практическая работа
У. Предлагаю председателю выбрать «консультанта», который прочитает вслух из учебника (с.85) порядок действий при проведении первого опыта. (Слайд 5)
1)
П.
Проведите опыт с
поваренной солью
. Проверьте, растворяется
ли в воде поваренная соль.
«Консультант» из каждой лаборатории берет
один из подготовленных наборов, и проводит опыт с
поваренной солью. В прозрачный стакан наливает
кипяченую воду. Всыпает в воду небольшое
количество поваренной соли. Группа наблюдает,
что происходит с кристалликами соли, и исследует
воду на вкус.
Председатель (как в игре КВН) зачитывает один и
тот же вопрос каждой группе, а представители от
лабораторий отвечают на них.
П.
(Слайд 6) Изменилась ли прозрачность
воды? (Прозрачность не изменилась)
Изменился ли цвет воды? (Цвет не изменился)
Изменился ли вкус воды? (Вода стала соленой)
Можно ли сказать, что соль исчезла? (Да, она
растворилась, исчезла, ее не видно)
У.
Сделайте вывод. (Соль растворилась)
(Слайд
6)
П.
Прошу всех приступить к выполнению
второго опыта, для которого необходимо
использовать фильтры.
У.
Что такое фильтр? (Прибор,
устройство или сооружение для очищения
жидкостей, газов от твёрдых частиц, примесей.)
(Слайд 7)
У.
Прочитайте вслух порядок действий
при выполнении опыта с фильтром. (Слайд 8)
Учащиеся пропускают воду с солью через фильтр,
наблюдают и исследуют воду на вкус.
П.
(Слайд 9) Осталась ли соль на фильтре? (На
фильтре пищевая соль не осталась)
Изменился ли вкус воды? (Вкус воды не изменился)
Удалось ли очистить воду от соли? (Пищевая соль
прошла с водой через фильтр)
У.
Сделайте вывод из своих наблюдений. (Соль
растворилась в воде)
(Слайд 9)
У.
Подтвердилась ли ваша гипотеза?
У.
Все правильно! Молодцы!
У.
Результаты опыта оформите письменно
в Тетради для самостоятельной работы (с. 30). (Слайд
10)
2)
П.
(Слайд 11) Проделаем такой
же опыт
еще раз, только вместо соли
положим чайную ложку сахарного песка
.
«Консультант» из каждой лаборатории берет
второй набор и проводит опыт с сахаром. В
прозрачный стакан наливает кипяченую воду.
Всыпает в воду небольшое количество сахара.
Группа наблюдает, что происходит и исследует
воду на вкус.
П.
(Слайд 12) Изменилась ли прозрачность
воды? (Прозрачность воды не изменилась)
Изменился ли цвет воды? (Цвет воды не изменился)
Изменился ли вкус воды? (Вода стала сладкой)
Можно ли сказать, что сахар исчез? (Сахар стал
невидимым в воде, вода его растворила)
У.
Сделайте вывод. (Сахар растворился)
(Слайд
12)
У.
Пропустите воду с сахаром через
бумажный фильтр. (Слайд 13)
Учащиеся пропускают воду с сахаром через
фильтр, наблюдают и исследуют воду на вкус.
П.
(Слайд 14) Остался ли сахар на фильтре? (На
фильтре сахара не видно)
Изменился ли вкус воды? (Вкус воды не изменился)
Удалось ли очистить воду от сахара? (Воду от
сахара очистить не удалось, вместе с водой он
прошел через фильтр)
У.
Сделайте вывод. (Сахар растворился
в воде)
(Слайд 14)
У.
Подтвердилась ли гипотеза?
У.
Верно. Молодцы!
У.
Результаты опыта оформите письменно
в Тетради для самостоятельной работы. (Слайд 15)
3) П.
(Слайд 16)Проверим
утверждения и проведем опыт с речным песком
.
У.
Прочитайте в учебнике порядок
действий при проведении опыта.
Проводят опыт с речным песком. Размешивают в
стакане с водой чайную ложку речного песка. Дают
смеси отстояться. Наблюдают, что происходит с
песчинками и водой.
П.
(Слайд 17) Изменилась ли прозрачность
воды? (Вода стала мутной, грязной)
Изменился ли цвет воды? (Цвет воды изменился)
Исчезли ли песчинки? (Более тяжелые песчинки
опускаются на дно, а мелкие плавают в воде, делая
ее мутной)
У.
Сделайте вывод. (Песок не
растворился)
(Слайд 17)
У.
(Слайд 18) Пропустите содержимое
стакана через бумажный фильтр.
Учащиеся пропускают воду с сахаром через
фильтр, наблюдают.
П.
(Слайд 19) Что проходит через фильтр, а
что остается на нем? (Вода проходит через
фильтр, а речной песок остался на фильтре и
песчинки хорошо видны)
Очистилась ли вода от песка? (Фильтр помогает
очистить воду от частиц, которые в ней не
растворяются)
У.
Сделайте вывод. (Речной песок в воде
не растворился)
(Слайд 19)
У.
Верным ли было ваше предположение о
растворимости песка в воде?
У.
Отлично! Молодцы!
У.
Результаты опыта оформите письменно
в Тетради для самостоятельной работы. (Слайд 20)
4) П.
(Слайд 21) Проделайте такой же опыт
с кусочком глины.
Проводят опыт с глиной. Размешивают в стакане с
водой кусочек глины. Дают смеси отстояться.
Наблюдают, что происходит с глиной и водой.
П.
(Слайд 22) Изменилась ли прозрачность
воды? (Вода стала мутной)
Изменился ли цвет воды? (Да)
Исчезли ли частицы глины? (Более тяжелые
частицы опускаются на дно, а мелкие плавают в
воде, делая ее мутной)
У.
Сделайте вывод. (Глина не
растворилась в воде)
(Слайд 22)
У.
(Слайд 23) Пропустите содержимое
стакана через бумажный фильтр.
П.
(Слайд 24)Что проходит через
фильтр, а что остается на нем? (Вода проходит
через фильтр, а не растворившиеся частицы
остаются на фильтре.)
Очистилась ли вода от глины? (Фильтр помог
очистить воду от частиц, которые не растворились
в воде)
У.
Сделайте вывод. (Глина не
растворяется в воде)
(Слайд 24)
У.
Гипотеза подтвердилась?
У.
Молодцы! Все правильно!
У.
Прошу одного из членов группы
зачитать выводы, записанные в тетради, всем
присутствующим.
У.
Есть ли у кого-нибудь дополнения,
уточнения?
У.
Сделаем выводы из опытов. (Слайд 25)
Все ли вещества растворяются в воде? (Соль,
сахарный песок растворились в воде, а песок и
глина не растворились.)
Всегда ли с помощью фильтра можно выявить,
растворяется вещество в воде или нет? (Растворившиеся
в воде вещества проходят через фильтр вместе с
водой, а не растворившиеся частицы остаются на
фильтре)
У. Прочитайте о растворимости веществ в воде в учебнике (с.87).
У. Сделайте вывод о свойстве воды как растворителя. (Вода – растворитель, но не все вещества в ней растворяются) (Слайд 25)
У.
Советую членам клуба прочитать
рассказ в хрестоматии «Вода – растворитель»
(с.46). (Слайд 26)
Почему же ученым пока не удалось получить
абсолютно чистую воду? (Потому что в воде
растворены сотни, а может и тысячи разных
веществ)
У.
Как люди используют свойство воды
растворять некоторые вещества?
(Слайд 27) Безвкусная вода становится сладкой или
соленой благодаря сахару или соли, так как вода
растворяет и приобретает их вкус. Это свойство
человек использует, когда готовит пищу:
заваривает чай, варит компот, супы, солит и
консервирует овощи, заготавливает варенье.
(Слайд 28) Когда мы моем руки, умываемся или
купаемся, когда стираем одежду, то используем
жидкую воду и ее свойство – растворителя.
(Слайд 29) В воде также растворяются газы, в
частности кислород. Благодаря этому в реках,
озерах, морях живут рыбы и другие. Соприкасаясь с
воздухом, вода растворяет кислород, углекислый
газ и другие газы, которые находятся в нем. Для
живых организмов, обитающих в воде, например, рыб,
очень важен кислород, растворенный в воде. Он им
нужен для дыхания. Если бы кислород не
растворялся в воде, то водоемы были бы
безжизненными. Зная это, люди не забывают
насыщать кислородом воду в аквариуме, где живут
рыбки, или прорубают зимой проруби в водоемах для
улучшения жизни подо льдом.
(Слайд 30) Когда рисуем акварельными красками
или гуашью.
У.
Обратите внимание на задание,
записанное на доске. (Слайд 31) Предлагаю
составить коллективный план выступления на тему
«Вода – растворитель». Обсудите его в своих
лабораториях.
Заслушивание планов по теме «Вода –
растворитель», составленных учащимися.
У.
Давайте все вместе сформулируем план
выступления. (Слайд 31)
Примерный план выступления по теме «Вода – растворитель»
- Введение.
- Растворение веществ в воде.
- Выводы.
- Использование людьми свойства воды растворять некоторые вещества.
Экскурсия в «Выставочный зал». (Слайд 32)
У. При подготовке сообщения вы можете использовать дополнительную литературу, подобранную ребятами, помощниками докладчиков по теме нашего заседания. (Обратить внимание учащихся на выставку книг, интернет – страничек)
V. Итог урока
Какое свойство воды исследовали на заседании
клуба? (Свойство воды как растворителя)
К какому выводу мы пришли, исследовав это
свойство воды? (Вода – хороший растворитель
для некоторых веществ.)
Как вы думаете, трудно быть исследователями?
Что показалось наиболее сложным, интересным?
Пригодятся ли вам знания, приобретенные в ходе
исследования этого свойства воды в дальнейшей
жизни? (Слайд 33) (Очень важно помнить о том, что
вода – растворитель. Вода растворяет соли, среди
которых есть как полезные для человека, так и
вредные. Поэтому пить воду из источника, если вы
не знаете, чист ли он, нельзя. Не зря в народе есть
пословица: «Не всякая водица для питья годится».)
VI. Рефлексия
Как мы используем свойство воды растворять
некоторые вещества на уроках изобразительного
искусства? (Когда рисуем акварельными красками
или гуашью)
Предлагаю вам, используя это свойство воды,
раскрасить воду в стакане в такой цвет, который
наиболее полно соответствует вашему настроению.
(Слайд 34)
«Желтый цвет» – радостное, светлое, хорошее
настроение.
«Зеленый цвет» – спокойное, уравновешенное.
«Синий цвет» – грустное, печальное, тоскливое
настроение.
Покажите свои листы с раскрашенной водой в
стакане.
VII. Оценивание
Благодарю председателя, «консультантов» и всех участников заседания за активную работу.
VIII. Домашнее задание
Вода - наиболее распространенное на Земле вещество, она покрывает приблизительно четыре пятых земной поверхности. Это единственное химическое соединение, которое в природных условиях существует в виде жидкости, твердого вещества (лед) и газа (пары воды). Вода играет жизненно важную роль в промышленности, быту и в лабораторной практике; она совершенно необходима для поддержания жизни. Приблизительно две трети человеческого тела приходятся на долю воды, и многие пищевые продукты состоят преимущественно из воды.
Структура и физические свойства воды. В 1860-х годах итальянский химик Станислав Канниццаро, исследуя органические соединения, содержащие группы -ОН, названные им гидроксильными , окончательно установил, что вода имеет формулу Н 2 0.
Вода - ковалентное молекулярное соединение. Связь О-Н ковалентная полярная; угол--104,5°. Кислород как более электроотрицательный атом (электроотрицательность - это способность притягивать к себе общую электронную плотность при образовании связи) оттягивает на себя общую с атомом водорода электронную плотность к себе и потому несет частичный отрицательный заряд; атомы водорода, от которых электронная плотность смещена, несут частичный положительный заряд. Таким образом, молекула воды представляет собой диполь, т.е. имеет положительно и отрицательно заряженные участки. Вода представляет собой прозрачную бесцветную жидкость, обладающую целым рядом аномальных физических свойств. Например, она имеет аномально высокие температуры замерзания и кипения, а также поверхностное натяжение. Редкой особенностью воды является то, что ее плотность в жидком состоянии при 4 °С больше плотности льда. Поэтому лед плавает на поверхности воды. Эти аномальные свойства воды объясняются существованием в ней водородных связей, которые связывают между собой молекулы как в жидком, так и в твердом состоянии. Вода плохо проводит электрический ток, но становится хорошим проводником, если в ней растворены даже небольшие количества ионных веществ.
Химические свойства воды
1. Кислотно-основные реакции. Вода обладает амфотерными свойствами. Это означает, что она может выступать как в роли кислоты, так и в роли основания. Ее амфотерные свойства обусловлены способностью воды к самоионизации:
Это позволяет воде быть, с одной стороны, акцептором протона: а с другой стороны - донором протона:
2. Окислительно-восстановительные реакции. Вода обладает способностью выступать как в роли окислителя, так и в роли восстановителя. Она окисляет металлы, расположенные в электрохимическом ряду напряжений выше олова. Например, в реакции между натрием и водой
происходит следующий окислительный процесс:
В этой реакции вода играет роль восстановителя:
Другим примером подобной реакции является взаимодействие между магнием и водяным паром:
Вода действует как окислитель в процессах коррозии. Например, один из процессов, протекающих при ржавлении железа, заключается в следующем:
Вода является важным восстановителем в биохимических процессах. Например, некоторые стадии цикла лимонной кислоты включают восстановление воды:
Этот процесс электронного переноса имеет также большое значение в восстановлении органических фосфатных соединений при фотосинтезе. Цикл лимонной кислоты и фотосинтез представляют собой сложные процессы, включающие ряд последовательно протекающих химических реакций. В обоих случаях процессы электронного переноса, происходящие в них, еще не полностью выяснены.
- 3. Гидратация. Молекулы воды способны сольватировать как катионы, так и анионы. Этот процесс называется гидратацией. Гидрат- ная вода в кристаллах солей называется кристаллизационной водой. Молекулы воды обычно связаны с сольватируемым ими катионом координационными связями. Обозначают содержание гидратной воды в формуле вещества: CuS0 4 4Н 2 0.
- 4. Гидролиз. Гидролиз представляет собой реакцию какого-либо иона или молекулы с водой. Примером реакций этого типа может быть реакция между хлороводородом и водой с образованием соляной кислоты. Другой пример-гидролиз хлорида железа(Ш):
5. Взаимодействие с оксидами активных металлов: СаО + Н 2 0 =
6. Взаимодействие с оксидами неметаллов: Р 2 0 5 + Н 2 0 = 2НР0 3 .
Вода широко используется в качестве растворителя в химической
технологии, а также в лабораторной практике. Она представляет собой универсальный растворитель, необходимый для протекания биохимических реакций. Дело в том, что вода прекрасно растворяет ионные соединения, а также многие ковалентные соединения. Способность воды хорошо растворять многие вещества обусловлена полярностью ее молекул, которые при растворении в воде ионных веществ ориентируются вокруг ионов, т.е. сольватируют их. Водные растворы ионных веществ являются электролитами. Растворимость ковалентных соединений в воде зависит от их способности образовывать водородные связи с молекулами воды. Простые ковалентные соединения, как, например, диоксид серы, аммиак и хлороводород, растворяются в воде. Кислород, азот и диоксид углерода плохо растворяются в воде. Многие органические соединения, содержащие атомы электроотрицательных элементов, как, например, кислорода или азота, растворимы в воде. В качестве примера укажем этанол С 2 Н 5 ОН, уксусную кислоту СНзСООН, сахар Ci 2 H 22 0 6 . Присутствие в воде нелетучих растворенных веществ, например хлорида натрия или сахара, понижает давление пара и температуру замерзания воды, но повышает ее температуру кипения. Присутствие в воде растворимых солей кальция и магния (жесткость воды) затрудняет ее использование в технологических процессах.
Жесткость воды подразделяется на временную (карбонатную, обусловленную присутствием гидрокарбонатов кальция Са(НС0 3) 2
и магния Mg (НСОЗ) 2) и постоянную (некарбонатную) жесткость. По ГОСТ Р 52029-2003 жесткость выражается в градусах жесткости (°Ж), что соответствует концентрации щелочноземельного элемента, численно равной "/2 его моля, выраженной в мг/дм 3 (г/м 3). По величине общей жесткости различают воду мягкую (до 2 мг-экв/л), средней жесткости (2-10 мг-экв/л) и жесткую (более 10 мг-экв/л).
Жесткость воды поверхностных источников существенно колеблется в течение года; она максимальна в конце зимы, минимальна - в период паводка (например, жесткость волжской воды в марте - 4,3 мг- экв/л, в мае - 0,5 мг-экв/л). В подземных водах жесткость обычно выше (до 80-100 мг-экв/л) и меньше изменяется в течение года.
Растворимость газов в воде зависит от температуры и парциального давления газа над водой: чем ниже температура и выше парциальное давление газа над водой, тем выше концентрация газа в жидкости.
Растворимость большинства твердых веществ повышается при увеличении температуры. При растворении твердого вещества протекают два процесса:
- 1) процесс разрушения кристаллической решетки. Этот процесс требует затраты энергии, поэтому является эндотермическим",
- 2) процесс образования гидратов (сольватов) протекает с выделением энергии.
Общая теплота растворения складывается из теплот этих двух процессов, поэтому растворение может проходить как с повышением, так и с понижением температуры.
Раствором называется гомогенная (однородная) система, состоящая из двух или более компонентов. Необходимыми компонентами раствора являются растворитель и растворенное вещество, например, растворенный в воде сахар. В одном растворителе может находиться несколько растворенных веществ. Например, при приготовлении маринада в воде растворены сахар, соль и уксусная кислота. Растворенными веществами при одинаковом агрегатном состоянии компонентов обычно считаются компоненты, находящиеся в недостатке, в то время как компонент, находящийся в избытке, считается растворителем. При разных агрегатных состояниях компонентов раствора растворителем обычно считается компонент, агрегатное состояние которого совпадает с агрегатным состоянием раствора. Например, в случае жидких растворов твердых и газообразных веществ растворителем всегда считается жидкий компонент, независимо от концентрации растворенных веществ. Если при приготовлении раствора используют две жидкости, растворителем является та, которая находится в избытке. Если при приготовлении раствора используют воду, то растворителем является вода.
Маргарита Халисова
Конспект занятия «Вода - растворитель. Очищение воды»
Тема : Вода – растворитель . Очищение воды .
Цель : закрепить понимание того, что вещества в воде не исчезают, а растворяются .
Задачи :
1. Выявить вещества, которые растворяются в воде и которые не растворяются в воде .
2. Познакомить со способом очистки воды – фильтрованием .
3. Создать условия для выявления и проверки различных способов очистки воды .
4. Закрепить знания о правилах безопасного поведения при работе с различными веществами.
5. Развивать логическое мышление путем моделирования проблемных ситуаций и их решения.
6. Воспитывать аккуратность и безопасное поведение при работе с различными веществами.
7. Воспитывать интерес к познавательной деятельности, экспериментированию.
Образовательные области :
Познавательное развитие
Социально – коммуникативное развитие
Физическое развитие
Словарная работа :
обогащение : фильтр, фильтрование
активизация : воронка
Предварительная работа : беседы о воде, её роли в жизни человека; проводили наблюдения за водой в детском саду, дома; опыты с водой; рассматривали иллюстрации на тему «Вода » ; знакомились с правилами безопасности во время исследования и экспериментирования; загадывание загадок о воде; чтение художественной литературы, экологические сказки; игры о воде.
Демонстрационно-наглядный материал : кукла в синем костюме «Капелька» .
Раздаточный материал : стаканы пустые, с водой; растворители : сахар, соль, мука, песок, пищевой краситель, растительное масло ; пластмассовые ложечки, воронки, марлевые салфетки, ватные диски, фартуки клеёнчатые, кружки с чаем, лимон, варенье, одноразовые тарелки, клеёнка на столы.
Ход НОД
Воспитатель : - Ребята, прежде чем начать с вами беседу, я хочу загадать вам загадку :
В морях и реках обитает
Но часто по небу летает.
А как наскучит ей летать
На землю падает опять. (вода )
Догадались, о чём будет беседа? Правильно, о воде. Мы уже знаем, что вода – это жидкость .
Давайте вспомним какие свойства воды мы с вами установили с помощью опытов на других занятиях . Перечислите.
Дети :
1. У воды нет запаха .
2. Нет вкуса.
3. Она прозрачная.
4. Бесцветная.
5. Вода принимает форму того сосуда, в который её наливают.
6. Имеет вес.
Воспитатель : - Правильно. А хотите опять поэкспериментировать с водой. Для этого нужно нам ненадолго превратиться в учёных и заглянуть в нашу лабораторию экспериментирования :
Вправо, влево повернись,
В лаборатории окажись.
(дети подходят к мини-лаборатории) .
Воспитатель : - Ребята, посмотрите, кто опять у нас в гостях? И что нового появилось в лаборатории?
Дети : - «Капелька» , внучка деда Зная и красивая коробка.
Хотите узнать что лежит в этой коробке? Отгадайте загадки :
1. Отдельно – я не так вкусна,
Но в пище – каждому нужна (соль)
2. Я бел как снег,
В чести у всех.
В рот попал –
Там и пропал. (сахар)
3. Из меня пекут ватрушки,
И оладьи, и блины.
Если делаете тесто,
Положить меня должны (мука)
4. Жёлтое, а не солнце,
Льётся, а не вода ,
На сковороде пенится,
Брызгается и шипит (масло)
Пищевой краситель – применяется в кулинарии для украшения тортов, покраски яиц.
Песок – для строительства, играть с ним в песочнице.
Дети рассматривают пробирки с веществами.
Воспитатель : - Все эти вещества принесла «Капелька» для того, чтобы мы помогли ей разобраться в том, что произойдёт с водой при взаимодействии с ними.
Воспитатель : - Что нам нужно для того, чтобы начать нашу работу с водой?
Дети : - Фартуки.
(дети надевают клеёнчатые фартуки и подходят к столу, где на подносе стоят стаканы с чистой водой).
Воспитатель : - Давайте вспомним правила, перед тем как начать работу с этими веществами :
Дети :
1. Нельзя пробовать вещества на вкус – есть возможность отравиться.
2. Нюхать надо осторожно, так как вещества могут быть очень едкими и можно обжечь дыхательные пути.
Воспитатель : - Данил покажет, как правильно это делать (направляя запах от стакана ладошкой) .
I. Исследовательская работа :
Воспитатель : - Ребята, как вы думаете, что изменится, если растворить эти вещества в воде ?
Выслушиваю предполагаемый результат детей до смешивания веществ с водой.
Воспитатель : - Давайте проверим.
Предлагаю детям взять каждому стакан с водой.
Воспитатель : - Посмотрите и определите, какая там вода ?
Дети : - Вода прозрачная , бесцветная, без запаха, холодная.
Воспитатель : - Возьмите пробирку с веществом, которое вы выбрали и растворите в стакане с водой , помешивая ложечкой.
Рассматриваем. Выслушиваю ответы детей. Правильно ли они предполагали.
Воспитатель : - Что произошло с сахаром, солью?
Соль и сахар быстро растворяются в воде , вода остаётся прозрачной , бесцветной.
Мука тоже растворяются в воде , но вода становится мутной .
Но после того как вода немного постоит , мука оседает на дно, но раствор продолжает оставаться мутным.
Вода с песком стала грязной, мутной, если больше не мешать, то песок опустился на дно стакана, его видно, т. е. он не растворился .
Порошок пищевого растворителя быстро изменил цвет воды , значит, растворяется хорошо .
Масло не растворяется в воде : оно либо растекается по её поверхности тонкой плёнкой, либо плавает в воде в виде жёлтых капелек.
Вода – растворитель ! Но не все вещества растворяются в ней .
Воспитатель : - Ребята, мы с вами поработали и «Капелька» предлагает нам отдохнуть.
(Дети садятся за другой стол и проводится игра.
Игра : «Угадай напиток на вкус (чай) ».
Чаепитие с разными вкусами : сахаром, вареньем, лимоном.
II Экспериментальная работа.
Подходим к 1 столу.
Воспитатель : - Ребята, а можно ли воду очистить от этих веществ, которые мы растворяли ? Вернуть ей прежнее состояние прозрачности, без осадка. Как это сделать?
Предлагаю взять свои стаканы с растворами и подойти ко 2 столу.
Воспитатель : - Можно её профильтровать. Для этого нужен фильтр. Из чего можно сделать фильтр? Мы сделаем его с помощью марлевой салфетки и ватного диска. Показываю (в воронку вкладываю марлевую салфетку, сложенную в несколько слоёв, ватный диск и ставлю её в пустой стакан).
Делаем фильтры с детьми.
Показываю способ фильтрования, а затем дети сами фильтруют воду с веществом, который они выбрали.
Напоминаю, чтобы дети не торопились, вливали маленькой струйкой раствор в воронку с фильтром. Говорю пословицу : «Поспешишь – людей насмешишь» .
Рассматриваем, что же произошло после фильтрования воды с разными веществами.
Масло удалось отфильтровать быстро, потому что оно не растворилось в воде , на фильтре хорошо видны следы масла. Так же произошло с песком. Практически не отфильтровались вещества, которые хорошо растворились в воде : сахар, соль.
Вода с мукой после фильтрования стала более прозрачной. Большая часть муки осела на фильтре, только совсем маленькие частицы проскользнули сквозь фильтр и оказались в стакане, поэтому вода не совсем прозрачная.
После фильтрования красителя цвет фильтра изменился, но отфильтрованный раствор тоже остался цветным.
Итог НОД :
1. Какие вещества растворяются в воде ? – сахар, соль, краситель, мука.
2. Какие вещества не растворяются в воде – песок , масло.
3. С каким способом очистки воды мы познакомились ? – фильтрование.
4. С помощью чего? – фильтра.
5. Все ли соблюдали правила безопасности? (один пример) .
6. Что интересного (нового) вы сегодня узнали?
Воспитатель : - Вы сегодня узнали что вода – растворитель , проверили какие вещества растворяются в воде и как можно очистить воду от разных веществ.
«Капелька» благодарит вас за оказанную помощь и дарит вам альбом для зарисовки опытов. На этом наши исследования закончены, возвращаемся из лаборатории в группу :
Вправо, влево повернись.
В группе снова очутись.
Литература :
1. А. И. Иванова Экологические наблюдения и эксперименты в детском саду
2. Г. П. Тугушева, А. Е. Чистякова Экспериментальная деятельность детей среднего и старшего дошкольного возраста СПб : Детство-Пресс 2010.
3. Познавательно исследовательская деятельность старших дошкольников - Ребёнок в детском саду №3,4,5 2003год.
4. Исследовательская деятельность дошкольника - Д/в №7 2001год.
5. Экспериментирование с водой и воздухом – Д/В №6 2008год.
6. Экспериментальная деятельность в детском саду – Воспитатель ДОУ №9 2009год.
7. Игры – экспериментирования младшего дошкольника – Дошкольная педагогика №5 2010год.
