§ 28. Почему некоторые вещества не растворяются?

Естествознание, 5 класс. Учебник: Верховцева Л. А. и др. (Алматыкітап баспасы, 2023). Глава 3: Вещества и материалы. Страницы 145–149.

Чему научишься

• Объяснять, что такое растворимость и от чего она зависит.
• Делить вещества на растворимые, малорастворимые и нерастворимые.
• Отличать насыщенный, ненасыщенный и перенасыщенный растворы.
• Не путать растворимость с массовой долей.

Разминка

• Что такое раствор? Однородная смесь растворителя и растворённого вещества.
• Какие растворители ты знаешь? Вода, спирт, ацетон, бензин.
• Растворится ли песок в воде? Нет, он оседает на дно.
• Где сахар растворится быстрее — в горячем чае или в холодном компоте? В горячем чае.

Разбираемся

Почему сахар остался на дне

Бывает, что ты пьёшь чай, а на дне стакана лежит сахар. Причин две. Либо ты плохо размешал, либо положил так много сахара, что вода больше не может его растворить. У каждой воды есть предел: сколько вещества она способна «вместить».

📌 Растворимость — наибольшая масса вещества, которая может раствориться в 100 г растворителя при данной температуре.

Например, при 20 °C в 100 г воды растворяется около 36 г поваренной соли. Больше — уже нет: лишняя соль останется на дне.

⚠️ Частая ошибка. Путают растворимость и массовую долю. Растворимость — это предел: сколько граммов вещества может раствориться в 100 г воды. Массовая доля — сколько вещества уже есть в конкретном растворе.

Растворимые и нерастворимые

По тому, как вещества растворяются в воде, их делят на три группы:

• хорошо растворимые — сахар, поваренная соль, медный купорос, марганцовка;
• малорастворимые — гипс (растворяется совсем чуть-чуть);
• практически нерастворимые — песок, мел, глина, растительное масло.

🌟 «Совсем нерастворимых» веществ почти не бывает. Даже стекло и золото чуть-чуть растворяются в воде, просто так мало, что заметить это без приборов нельзя.

Растворимость зависит от растворителя

Одно и то же вещество в одном растворителе растворяется, а в другом — нет. Медный купорос (голубые кристаллы) хорошо растворяется в воде, а в спирте почти не растворяется. Зато пятно масла вода не берёт, а бензин отмывает.

Растворимость зависит от температуры

Твёрдые вещества в горячей воде обычно растворяются лучше и быстрее. Посмотри, как растёт растворимость сахара:

С газами наоборот: в тёплой воде их растворяется меньше. Поэтому тёплая газировка быстро выдыхается.

Насыщенный, ненасыщенный, перенасыщенный

Будем сыпать сахар в стакан воды по ложке. Первая ложка исчезает мгновенно — раствор ненасыщенный, он готов растворять ещё. С каждой ложкой растворение идёт всё медленнее, сироп густеет. Наконец новая порция уже не растворяется и лежит на дне — раствор стал насыщенным.

📌 Насыщенный раствор — в нём при данной температуре вещество больше не растворяется. Ненасыщенный — вещества в нём меньше, чем в насыщенном, и оно ещё может раствориться. Перенасыщенный — вещества в нём растворено больше, чем в насыщенном при тех же условиях. Он неустойчивый: брось кристаллик — и лишнее вещество сразу выпадет кристаллами.

💡 Как проверить, какой перед тобой раствор? Брось в него ещё щепотку вещества. Растворилась — ненасыщенный. Лежит на дне — насыщенный. Вдруг начали расти кристаллы — перенасыщенный.

👨‍👩‍👧 Родителю. Перенасыщенный раствор работает в солевых грелках многоразового использования: щёлкаете металлической пластинкой внутри — жидкость кристаллизуется и нагревается. Это удобный способ показать ребёнку тему вживую.

Проверь, как понял

Проверь себя

• Что такое растворимость? Наибольшая масса вещества, которая растворяется в 100 г растворителя при данной температуре.
• От чего она зависит? От самого вещества, от растворителя и от температуры.
• Чем насыщенный раствор отличается от ненасыщенного? В насыщенном вещество больше не растворяется, в ненасыщенном — ещё растворяется.
• Растворимость и массовая доля — одно и то же? Нет: растворимость — предел, массовая доля — сколько вещества в растворе сейчас.

Решаем упражнения

№ 1

Бывает, что сахар остаётся на дне стакана с чаем. Почему?

Пример ответа.

• Сахар плохо размешали, и он не успел раствориться.
• Чай остыл: в холодном сахар растворяется медленнее и хуже.
• Сахара положили больше, чем может раствориться, — раствор стал насыщенным.

Ответ: не размешали, чай холодный или сахара больше предела растворимости.

№ 2

Какие растворители ты знаешь? Все ли они одинаково растворяют вещества?

Пример ответа. Вода, спирт, ацетон, бензин, растительное масло. Нет, одинаково они не растворяют: соль и сахар хорошо растворяются в воде, а в бензине нет. Жирное пятно вода не смывает, а бензин или средство с растворителем — смывает. Зелёнка (бриллиантовый зелёный) — раствор красителя в спирте.

Ответ: растворители разные, и одно и то же вещество растворяется в них по-разному.

№ 3

Опыт 1. В первую пробирку с медным купоросом добавь 5 мл спирта, во вторую — 5 мл воды, встряхни. В каком растворителе купорос растворяется хорошо? Сделай вывод.

🧪 Опыт. Понадобятся: 2 пробирки, немного медного купороса, 5 мл спирта, 5 мл воды.

Как думать. Вещество одно и то же, количество одинаковое. Различается только растворитель — значит, дело в нём.

Решение. В первой пробирке (спирт) купорос не растворился. Во второй (вода) растворился, получился голубой раствор.

Ответ: хорошо растворяет вода. Вывод: растворимость вещества зависит от природы растворителя.

⚠️ Медный купорос ядовит: не бери его руками без перчаток, не пробуй, после опыта вымой руки. Спирт легко загорается — держи его подальше от огня. Этот опыт делают только в школьной лаборатории с учителем.

№ 4

Опыт 2. В две пробирки положи по 2–3 г сахара и налей воды на четверть. Первую нагрей. Где сахар растворяется быстрее? Сделай вывод о влиянии температуры.

🧪 Опыт. Понадобятся: 2 пробирки, сахар, вода, держатель для пробирок, спиртовка.

Как думать. На рисунке пробирку держат держателем наклонно над пламенем спиртовки. Сравниваем горячую и холодную пробирку с одинаковым количеством сахара.

Решение. В нагретой пробирке сахар растворяется гораздо быстрее, чем в холодной. Частицы горячей воды двигаются быстрее и быстрее «растаскивают» сахар.

Ответ: быстрее — в первой (нагретой). Растворимость твёрдых веществ в воде с повышением температуры, как правило, увеличивается.

⚠️ Пробирку греют, держа держателем, отверстием от себя и от соседей. Сначала прогревают всю пробирку, потом дно. Спиртовку гасят колпачком, а не дуют.

👨‍👩‍👧 Родителю. Дома этот опыт безопасно повторить без огня: два стакана — с тёплой водой из чайника и с холодной из-под крана, в каждый по чайной ложке сахара. Засеките, где сахар исчезнет раньше.

№ 5

Возьми две колбы с одинаковым количеством воды. В первую насыпь 1 чайную ложку сахара, во вторую — 4. Что видно? Сделай вывод.

Как думать. Воды одинаково, сахара — в 4 раза больше во второй. Смотрим, как быстро он растворяется и остаётся ли что-то на дне.

Решение. В первой колбе сахар растворяется почти сразу. Во второй — медленно, приходится долго размешивать, раствор становится густым и сладким. Если сахара положить ещё больше, часть останется на дне.

Ответ: вывод: вода может растворить вещество только до определённого предела; чем ближе к пределу, тем медленнее идёт растворение.

№ 6

К какой группе относятся растворы сахара из 1-й и 2-й колбы? Почему? Докажи.

Как думать. Чтобы доказать, брось в колбу ещё немного сахара и размешай.

Решение.

1. В 1-й колбе раствор ненасыщенный: добавленный сахар снова растворяется.
2. Во 2-й колбе раствор насыщенный, если сахар перестал растворяться и лежит на дне. Если же весь сахар всё-таки растворился, раствор пока ненасыщенный, просто более крепкий.

Ответ: 1-я колба — ненасыщенный раствор; 2-я — насыщенный, если на дне остался нерастворившийся сахар.

№ 7

Что будет с растворённым веществом, если охладить насыщенный раствор? Используй вывод о влиянии температуры.

Как думать. При нагревании растворимость растёт, значит, при охлаждении — падает. А вещества в растворе столько же.

Решение. При охлаждении вода может удержать меньше вещества. Лишнее вещество выпадает из раствора в виде кристаллов или осадка на дне.

Ответ: часть вещества выпадет в осадок (кристаллизуется).

🌟 Так делают леденцы и «сахарные кристаллы на палочке»: горячий густой сироп остывает, и сахар нарастает кристаллами на палочке или нитке.

№ 8

Что такое растворение?

Ответ: процесс, при котором вещество распределяется в растворителе мельчайшими частицами и образует с ним однородную смесь — раствор.

№ 9

От каких факторов зависит растворимость?

Ответ: от природы самого вещества, от природы растворителя и от температуры (для газов ещё и от давления).

№ 10

Что такое растворимость?

Ответ: наибольшая масса вещества, которую можно растворить в 100 г растворителя при данной температуре.

№ 11

Как делят растворы по растворимости?

Ответ: на ненасыщенные, насыщенные и перенасыщенные.

№ 12

К какому виду растворов относится вода Мёртвого моря? Аргументируй.

Как думать. На фотографиях — белые столбы и корки соли прямо в воде и на берегу, а человек лежит на воде, как на матрасе.

Пример ответа.

• Вода Мёртвого моря очень солёная: около трети её массы — соли.
• Соль на дне и берегах выпадает кристаллами — вода больше не может её растворить.
• Значит, это насыщенный раствор: соль в нём больше не растворяется, а лишняя оседает.

Ответ: насыщенный (или почти насыщенный) раствор солей.

🌟 В Мёртвом море почти никто не живёт, кроме некоторых микробов. Зато утонуть там очень трудно: солёная вода такая плотная, что выталкивает человека на поверхность.

№ 13

Составь не менее 3 «тонких» и 2 «толстых» вопросов по теме и задай их одноклассникам.

Пример ответа.

• Тонкие: «Что такое растворимость?»; «Как называется раствор, в котором вещество больше не растворяется?»; «Растворяется ли медный купорос в спирте?»
• Толстые: «Почему в горячем чае сахар растворяется быстрее?»; «Что будет, если насыщенный раствор соли поставить в холодильник?»

Ответ: примеры выше, свои вопросы тоже подходят.

№ 14

Прочитай текст о японском исследователе Масару Эмото и его опытах с «памятью воды». Озаглавь текст, раздели на части, озаглавь каждую. Что из текста оказалось полезным?

Как думать. Сначала найди, где меняется мысль: кто учёный → что он утверждает → как ставил опыт → какой вывод делает.

Пример ответа.

• Заголовок: «Помнит ли вода слова?»
• Часть 1. «Кто такой Эмото» — исследователь, фотографировал кристаллики замёрзшей воды.
• Часть 2. «Всё вокруг вибрирует» — его идея, что рисунки и слова имеют «вибрации».
• Часть 3. «Опыт с двумя бутылками» — надписи «Спасибо» и «Ты глухой», разные кристаллы.
• Часть 4. «Добрые слова сильнее злых» — вывод автора.
• Полезное: напоминание, что добрые слова важны для людей вокруг.

💡 Важно знать: учёные пробовали повторить опыты Эмото по строгим правилам, когда фотограф не знает, какая бутылка с какой надписью. Тогда «чудесная» разница пропадала. Поэтому наука не признаёт «память воды». Это хороший повод научиться проверять любое громкое открытие: можно ли повторить опыт и получится ли то же самое?

Ответ: например, «Помнит ли вода слова?»; четыре части выше.

№ 15

На какие мысли наводит этот текст? Подумай.

Пример ответа.

• Слова влияют на людей: от «спасибо» поднимается настроение, от грубости портится.
• Любое удивительное утверждение стоит проверять опытом: учёный должен уметь повторить результат.
• Вода — удивительное вещество, и её свойства исследуют до сих пор.

Ответ: у каждого свои мысли; главное — объяснить их.

№ 16

Напиши эссе на тему «Волшебство слова „спасибо“».

Как думать. Эссе — твои мысли о теме. Нужны вступление, 2–3 мысли с примерами и вывод.

Пример ответа. План:

1. Вступление: короткое слово, которое мы слышим каждый день.
2. Как «спасибо» меняет настроение — пример из твоей жизни.
3. «Спасибо» на разных языках: «рахмет» — по-казахски, thank you — по-английски.
4. Почему благодарить важно и тех, кого мы видим каждый день: маму, водителя автобуса, буфетчицу.
5. Вывод.

Образец: «Слово „спасибо“ очень короткое, но в нём прячется настоящее волшебство. Когда я говорю „рахмет“ продавцу в магазине, он улыбается мне в ответ. Однажды я поблагодарил дедушку, который помог мне донести портфель, и весь день у меня было хорошее настроение. Мы часто забываем говорить „спасибо“ самым близким — маме за ужин, папе за помощь с уроками. А им тоже приятно. Это слово ничего не стоит, но делает людей добрее. Давайте говорить его чаще!»

Ответ: эссе у каждого своё; образец выше.

Шпаргалка

• Растворимость зависит от вещества, растворителя и температуры.
• Растворимость — предел, массовая доля — сколько вещества уже в растворе.
• Охладили насыщенный раствор — лишнее вещество выпало кристаллами.
• Проверка: бросить ещё щепотку вещества.

Мини-тест