§ 26. Как определять массовую долю веществ в растворе?

Естествознание, 5 класс. Учебник: Верховцева Л. А. и др. (Алматыкітап баспасы, 2023). Глава 3: Вещества и материалы. Страницы 139–142.

Чему научишься

• Понимать, что при растворении масса не пропадает.
• Находить массу раствора: складывать массы всех его частей.
• Вычислять массовую долю вещества в процентах.
• Решать обратную задачу: сколько соли и воды взять для нужного раствора.
• Объяснять, как очищают загрязнённую соль.

Разминка

• Сколько граммов весит 1 литр воды? 1000 г, то есть 1 кг. А 100 мл воды — 100 г.
• Что такое 1 %? Одна сотая часть: $1% = \frac{1}{100}$.
• Сколько будет 10 % от 200? $200 : 100 \cdot 10 = 20$.
• Какую часть числа составляет 25 от 100? $\frac{25}{100} = 25%$.

💡 Проценты — это «сколько частей из ста». Именно этим языком описывают, насколько крепкий раствор.

Разбираемся

Куда девается масса сахара

Ты размешал сахар в чае, и он пропал из виду. Стал ли чай легче? Нет! Сахар распался на мельчайшие частицы, но все они остались в стакане. Весы это подтверждают.

📌 Масса раствора равна сумме масс растворителя и всех растворённых веществ. При растворении масса не исчезает и не прибавляется.

Раствор по рецепту

Чтобы точно знать, какой раствор получится, все части взвешивают заранее. Возьмём 5 г растворимого кофе, 10 г сахара и 100 г воды. Воду можно не взвешивать: налей в мерный стакан 100 мл, это и есть 100 г.

Взвешивать готовый напиток не нужно, массу считаем:

$m(\text{раствора}) = 5 + 10 + 100 = 115$ г.

Массовая доля — сколько вещества «в каждой сотне»

Насколько этот кофе сладкий? Сравним массу сахара с массой всего раствора. Это и есть массовая доля.

📌 Массовая доля вещества показывает, какую часть массы раствора составляет это вещество. Её записывают в процентах: $\omega = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})} \cdot 100%$

Буква $\omega$ читается «омега». Считаем для нашего кофе:

• сахар: $\frac{10}{115} \cdot 100% \approx 8{,}7%$;
• кофе: $\frac{5}{115} \cdot 100% \approx 4{,}3%$;
• вода: $\frac{100}{115} \cdot 100% \approx 87%$.

Вместе почти 100 %, как и должно быть.

⚠️ Частая ошибка. Делят массу вещества на массу воды, а не всего раствора. Запомни: в знаменателе всегда весь раствор — вода плюс то, что в ней растворили.

Что значит «30 %» на этикетке

На рисунке этикетка: «Уксусная кислота, 30 %». Это значит, что в каждых 100 г такого раствора 30 г кислоты и 70 г воды. Растворитель здесь — вода, растворённое вещество — уксусная кислота. Знак «%» показывает массовую долю, то есть крепость раствора.

⚠️ Крепкий уксус обжигает рот и кожу. Столовый уксус — около 9 %, а 70-процентную уксусную эссенцию дома разводят водой и держат подальше от детей.

Проверь, как понял

Проверь себя

• Меняется ли масса вещества при растворении? Нет. Масса раствора равна сумме масс всех его частей.
• Что такое массовая доля? Часть массы раствора, которую составляет растворённое вещество; выражается в процентах.
• Как найти массовую долю? Массу вещества разделить на массу раствора и умножить на 100 %.
• Как найти массу вещества, если известна доля? Массу раствора умножить на долю: $m(\text{вещества}) = m(\text{раствора}) \cdot \omega : 100%$.

Решаем упражнения

№ 1

Меняется ли вес чая, когда в него кладут сахар? Меняется ли масса вещества при растворении? Обсуди с одноклассником и докажи свою точку зрения.

Как думать. Представь: чай на весах, потом добавили сахар. Куда могли деться граммы сахара?

Пример ответа.

• Чай с сахаром тяжелее, чем без него: к массе чая прибавилась масса сахара.
• Сахар не исчез, он распался на мельчайшие частицы, которых не видно. Доказательство: чай стал сладким.
• Сам сахар при растворении не теряет и не набирает массу. Это можно проверить на весах.

Ответ: вес чая увеличивается на массу сахара; масса вещества при растворении не меняется.

№ 2

Исследование «Определение массы веществ в растворе». Взвесь стакан с водой, отдельно — соль. Раствори соль в воде и взвесь раствор. Изменился ли вес? Какую закономерность видно? Сделай вывод.

🧪 Опыт. Понадобятся: мерный стакан, вода, поваренная соль, электронные весы.

Как думать. Сравни число на весах в конце с суммой двух первых взвешиваний.

Решение.

1. Вес раствора стал больше, чем вес воды, ровно на массу соли.
2. Закономерность: масса раствора = масса растворителя + масса растворённого вещества.
3. Вывод: при растворении в воде масса вещества сохраняется.

Ответ: вес вырос на массу соли; масса вещества при растворении не меняется.

👨‍👩‍👧 Родителю. Подойдут кухонные весы. Включите их с пустой тарелкой и нажмите «тара» (обнуление): ребёнку будет проще сравнивать числа.

№ 3

Рассмотри этикетку «Уксусная кислота 30 %». Что значит это число? Что показывает знак «%»?

Решение. Знак «%» показывает массовую долю кислоты в растворе. 30 % значит, что в каждых 100 г раствора 30 г уксусной кислоты, а остальные 70 г — вода.

Ответ: в 100 г раствора 30 г кислоты; «%» показывает массовую долю (крепость) раствора.

№ 4

Зачем уметь находить массовую долю вещества? Где это пригодится в жизни?

Пример ответа.

• Чтобы правильно развести лекарство: слишком крепкий раствор опасен, слишком слабый не поможет.
• На кухне: рассол для огурцов, сироп для варенья, разведение уксуса.
• В саду: удобрение нужной крепости не сожжёт корни.
• Чтобы читать этикетки: сколько сахара в соке, какой процент жирности у молока.

Ответ: чтобы готовить растворы нужной крепости и безопасно ими пользоваться.

№ 5

Уксусная кислота 30 %. Что в этом растворе растворитель, а что растворённое вещество?

Ответ: растворитель — вода, растворённое вещество — уксусная кислота.

№ 6

Для клубничного варенья варят сироп: 1,5 кг сахара растворяют в 1 л воды. Найди массовую долю сахара. Плотность воды 1 г/мл.

Как думать. Оформляем по правилу: «Дано» слева, «Решение» справа. 1 л воды = 1000 мл = 1000 г = 1 кг.

Решение.

Дано: $m(\text{сахара}) = 1{,}5$ кг; $V(\text{воды}) = 1$ л, то есть $m(\text{воды}) = 1$ кг. Найти: $\omega(\text{сахара})$.

1. $m(\text{раствора}) = 1{,}5 + 1 = 2{,}5$ кг.
2. $\omega = \frac{1{,}5}{2{,}5} \cdot 100% = 60%$.

Ответ: 60 %.

№ 7

Саша положил в стакан чая 2 ложки сахара, Марина — 1,5 ложки. Воды в стакане 250 г, в чайной ложке 5 г сахара. Какова массовая доля сахара у каждого?

Как думать. Сначала переводим ложки в граммы, потом прибавляем сахар к воде.

Решение.

Саша:

1. $m(\text{сахара}) = 2 \cdot 5 = 10$ г.
2. $m(\text{раствора}) = 250 + 10 = 260$ г.
3. $\omega = \frac{10}{260} \cdot 100% \approx 3{,}8%$.

Марина:

1. $m(\text{сахара}) = 1{,}5 \cdot 5 = 7{,}5$ г.
2. $m(\text{раствора}) = 250 + 7{,}5 = 257{,}5$ г.
3. $\omega = \frac{7{,}5}{257{,}5} \cdot 100% \approx 2{,}9%$.

Ответ: у Саши ≈ 3,8 %, у Марины ≈ 2,9 %. У Саши чай слаще.

№ 8

Йодная настойка — 10-процентный раствор йода в спирте. Сколько йода в 20 г настойки?

Как думать. Теперь известны доля и масса раствора, а ищем массу вещества.

Решение.

Дано: $m(\text{раствора}) = 20$ г; $\omega = 10%$. Найти: $m(\text{йода})$.

$m(\text{йода}) = \frac{20 \cdot 10%}{100%} = 2$ г.

Ответ: 2 г йода.

№ 9

Для засолки огурцов нужен раствор с 2 % соли. Сколько соли и воды взять, чтобы получить 3 кг такого раствора?

Как думать. Сначала находим массу соли, а воды — всё остальное.

Решение.

Дано: $m(\text{раствора}) = 3$ кг $= 3000$ г; $\omega = 2%$. Найти: $m(\text{соли})$, $m(\text{воды})$.

1. $m(\text{соли}) = \frac{3000 \cdot 2}{100} = 60$ г.
2. $m(\text{воды}) = 3000 - 60 = 2940$ г, то есть 2,94 кг (2 л 940 мл).

Ответ: 60 г соли и 2940 г воды.

⚠️ Частая ошибка. Берут 3 кг воды и 60 г соли. Тогда раствора будет 3060 г, а не 3000 г. Воду находим вычитанием.

№ 10

Назови природные растворы и растворы, которые создал человек.

Пример ответа. Природные: морская вода, вода солёных озёр, минеральная вода источников, берёзовый сок, речная вода с растворённым кислородом. Созданные человеком: газировка, чай, сироп, рассол, йодная настойка, уксус, раствор удобрения.

Ответ: примеры выше.

№ 11

Какое утверждение верно: масса раствора больше суммы масс растворителя и вещества — или равна ей?

Ответ: верно второе: масса раствора равна сумме масс растворителя и растворённого вещества.

№ 12

При испарении морской воды можно получить два очень важных для человека вещества. Назови их.

Как думать. Что остаётся в сосуде после испарения? И что улетает паром, а потом снова становится жидкостью?

Решение. В сосуде остаётся соль. Пар — это чистая пресная вода: если его охладить, получится вода без соли.

Ответ: поваренная соль и пресная вода.

№ 13

Объясни по шагам, как очистить загрязнённую соль (например, соль с песком).

🧪 Опыт. Понадобятся: столовая ложка соли, немного песка, стакан горячей воды, воронка с фильтром (бумажная салфетка), фарфоровая чашка или металлическая ложка, источник тепла.

Ответ: растворить в воде → отфильтровать песок → выпарить воду.

⚠️ Горячей водой и огнём пользуйся только вместе со взрослым. Посуду после выпаривания не трогай руками, пока не остынет.

👨‍👩‍👧 Родителю. Дома вместо огня можно оставить блюдце с раствором на подоконнике на несколько дней. Вода испарится сама, а на дне появятся кристаллики соли.

№ 14

Какие способы разделения смесей ты применил при очистке соли?

Ответ: растворение в воде, фильтрование и выпаривание.

№ 15

Прочитай текст о том, как добывают соль из морской воды, и придумай ему заголовок.

Как думать. О чём главная мысль? Морскую воду гонят через пруды, солнце и ветер испаряют её, а оставшуюся соль собирают машинами в белые холмы до 20 м.

Пример ответа. «Соляной урожай», «Как солнце и ветер добывают соль», «Белые холмы из моря».

Ответ: например, «Соляной урожай».

№ 16

(задание без номера в учебнике: «Используя различные дополнительные источники, выясни…»)

Узнай: 1) почему обмелело Аральское море; 2) чем вредна морская соль, оказавшаяся на суше.

Как думать. На фото — ржавый корабль посреди потрескавшейся сухой земли. Раньше здесь было море.

Пример ответа.

1. Арал питали две реки — Амударья и Сырдарья. С 1960-х годов их воду стали массово забирать в каналы для полива хлопка и риса. До моря доходило всё меньше воды, оно испарялось, и площадь его сильно сократилась.
2. На бывшем дне осталась соль вместе с удобрениями и ядохимикатами с полей. Ветер поднимает её пыльными бурями и разносит на сотни километров. Люди вдыхают эту пыль и болеют, земля становится солёной, и на ней хуже растут растения.

🌟 В 2005 году в Казахстане построили Кокаральскую плотину. Она отделила Малый Арал, вода в нём поднялась, и туда вернулась рыба.

Где искать: энциклопедии, сайты о Приаралье, научно-популярные фильмы об Арале.

Ответ: реки разобрали на полив; соль с бывшего дна разносит ветер, она вредит здоровью людей, почве и растениям.

№ 17

(задание без номера в учебнике: «Придумай и сделай эмблему…»)

Придумай эмблему «Охрана водных объектов от нерационального использования человеком» и представь её в классе.

Пример ответа. План:

1. Форма — капля воды или круг.
2. В центре — рыба или волна, внизу — ладони, которые бережно держат каплю.
3. Цвета: голубой (вода), зелёный (жизнь), белый (чистота).
4. Девиз по кругу: «Береги каждую каплю!»
5. На презентации объясни: ладони — забота людей, рыба — жизнь, которая зависит от чистой воды.

Образец рассказа: «Наша эмблема — голубая капля в ладонях. Капля означает воду, без которой нет жизни. Ладони показывают, что беречь воду должен каждый из нас. Внутри капли плывёт рыба: в чистой воде живут рыбы и растения. Пример Арала показывает, что будет, если забирать воду без меры. Наш девиз: „Береги каждую каплю!“»

Ответ: у каждого своя эмблема; образец выше.

№ 18

Заполни схему «рыбий скелет» на тему «Составление растворов с правильной массовой долей: необходимость или прихоть?». Записи краткие.

Как думать. Голова — тема, верхние кости — причины «за», нижние — факты-доказательства, хвост — вывод.

Пример ответа.

• Голова: «Правильная массовая доля — необходимость или прихоть?»
• Верхние кости: лекарства; еда и консервирование; удобрения для растений.
• Нижние кости: крепкий раствор лекарства опасен; в слабом рассоле огурцы портятся; избыток удобрения сжигает корни.
• Хвост (вывод): это необходимость — от точного состава зависят здоровье, урожай и вкус.

Ответ: вывод — необходимость.

Шпаргалка

• При растворении масса не исчезает.
• Массовую долю считают от массы всего раствора, а не от воды.
• 30 % — это 30 г вещества в каждых 100 г раствора.
• Масса воды = масса раствора − масса вещества.

Мини-тест