Лабораторная работа №5. Изучение процесса кипения воды
Химия, 7 класс. Учебник: Оспанова М.К. и др. (Мектеп, 2025). Глава 2: Изменения состояния веществ. Страницы 40–42.
Чему научишься
- Следить за температурой воды во время нагревания и строить кривую нагревания.
- Объяснять, почему при кипении температура перестаёт расти.
- Сравнивать, как кипят чистая вода и солёный раствор.
- Безопасно работать с нагревательным прибором и горячей водой.
Разминка
- При какой температуре обычно кипит вода? При 100 °C на уровне моря. В горах она закипает раньше.
- Что мы видим, когда вода закипает? Со дна и стенок поднимаются крупные пузыри пара, вода бурлит, над ней идёт пар.
- Это физическое или химическое явление? Физическое: вода остаётся водой, меняется только её состояние (жидкость становится паром).
💡 В этой работе нет сложных реакций. Зато есть главное умение учёного: измерять, записывать и строить по числам график.
Разбираемся
Что мы хотим узнать
Цель работы: проследить, как меняется температура воды при нагревании до кипения, и выяснить, влияет ли на кипение поваренная соль. Для этого нужны два опыта: с чистой водой и с раствором соли. Условия в обоих должны быть одинаковые, иначе сравнение не будет честным.
Реактивы и оборудование
| Что нужно | Для чего |
|---|---|
| Дистиллированная вода, 50 мл на опыт | основной объект исследования |
| Поваренная соль, одна столовая ложка | растворяем в воде во втором опыте |
| Термостойкая коническая колба | в ней греем воду |
| Спиртовка или электроплитка, спички | источник тепла |
| Термометр (или цифровой датчик Spark) | измеряем температуру |
| Секундомер | засекаем каждую минуту |
| Миллиметровая бумага | рисуем график |
⚠️ Техника безопасности. Спиртовку зажигай только спичкой и только с разрешения учителя, гасить её нужно колпачком, не задувая. Колбу держи за горлышко держателем: стекло и вода очень горячие. Пар обжигает не слабее кипятка, лицо держи подальше от горлышка. Термометр не должен касаться дна и стенок колбы, иначе покажет не температуру воды. Колбу не закрывай пробкой. Опыт проводи только в кабинете химии с учителем.
Что реально будет видно
Числа ниже типичные, у тебя они могут отличаться на несколько градусов (зависит от нагревателя, объёма и термометра). Важно сравнить форму кривых.
| Опыт | Что делаем | Что наблюдаем | Вывод |
|---|---|---|---|
| 1. Чистая вода | Греем 50 мл дистиллированной воды, измеряем температуру каждую минуту | Температура растёт почти ровно, затем у отметки около 100 °C вода бурлит, пузыри крупные, а столбик термометра останавливается | Пока вода кипит, температура не растёт. Тепло идёт не на нагрев, а на превращение воды в пар |
| 2. Вода с солью | Растворяем в воде ложку соли, греем так же | Раствор прозрачный, соль растворилась. Кипение начинается при более высокой температуре, чем у чистой воды (примерно на несколько градусов выше), и температура ещё немного растёт, пока вода испаряется | Растворённая соль повышает температуру кипения раствора |
Почему температура останавливается
Пока вода нагревается, её частицы разгоняются, и температура растёт. В момент кипения тепло идёт на другое: оно рвёт связи между частицами, и вода уходит в пар. Поэтому термометр стоит на месте, хотя нагреватель работает. Вот почему варить суп «на сильном огне» бессмысленно: выше температуры кипения воды он не нагреется, только быстрее выкипит.
🌟 В Алматы вода закипает чуть раньше 100 °C (воздух на высоте над уровнем моря разреженнее), а на Медеу ещё раньше. Поэтому в горах мясо варится дольше, а альпинисты берут с собой скороварки.
Почему соль «мешает» кипеть
В растворе между частицами воды «застряли» частицы соли. Им нужно больше энергии, чтобы выйти в пар, поэтому раствор закипает при более высокой температуре. Чем больше соли, тем выше температура кипения. Это пример того, как смесь отличается по свойствам от чистого вещества.
📌 Вывод работы. У чистой воды температура кипения постоянна и не растёт во время кипения. Растворённое вещество (поваренная соль) повышает температуру кипения раствора.
Что можно проверить дома (со взрослым)
Без огня и кипятка можно посмотреть на похожий эффект с «обратным знаком». Насыпь соль в стакан с кусочками льда и воды, поставь термометр. Температура опустится ниже 0 °C: соль понижает температуру замерзания. Опыт безопасный, но делай его со взрослым и не пробуй смесь на вкус.
⚠️ Кипятить воду, греть растворы и зажигать спиртовку дома без взрослых нельзя. Горячий пар и кипяток дают тяжёлые ожоги.
👨👩👧 Родителю. Попросите ребёнка рассказать, что именно измеряли и почему в двух опытах брали одинаковый объём воды. Если честно ответит «чтобы сравнение было честным», тема понята.
Проверь себя
- Почему температура воды не растёт во время кипения? Всё подводимое тепло тратится на превращение воды в пар, а не на нагрев жидкости.
- Почему термометр нельзя прижимать ко дну колбы? Дно горячее нагревателя и покажет завышенную температуру, а нужна температура воды.
- Чем кривая нагревания раствора соли отличается от кривой чистой воды? Раствор закипает при более высокой температуре, и его кривая заканчивается выше.
- Можно ли закрывать колбу пробкой при нагревании? Нельзя: пар создаст давление, и колбу может разорвать.
- Кипение воды — это физическое или химическое явление? Физическое: вода остаётся водой (H₂O), меняется только состояние.
Решаем упражнения
№ 1
Вопрос в конце работы. При какой температуре кипит чистая вода?
Как думать. Вспомни, что показывал термометр, когда колба бурлила и столбик останавливался.
Пример ответа. Чистая вода кипит при 100 °C при нормальном атмосферном давлении (на уровне моря). В горах давление ниже, поэтому вода закипает раньше: в Алматы примерно при 97 °C. В твоём опыте могло получиться 98–100 °C из-за точности термометра.
Ответ: 100 °C (при нормальном давлении).
№ 2
Вопрос в конце работы. Как изменяется температура кипения воды при добавлении в неё поваренной соли?
Как думать. Сравни, при какой температуре закипели вода и раствор в твоих двух опытах.
Пример ответа. Температура кипения повышается. Частицы соли в растворе мешают частицам воды уходить в пар, поэтому раствор нужно нагреть сильнее. Чем больше соли, тем выше температура кипения. На графике кривая раствора доходит до более высокой отметки, чем у чистой воды.
Ответ: температура кипения воды повышается при добавлении поваренной соли.
Шпаргалка
- Чистая вода: кипит при 100 °C (у моря), температура при кипении постоянна.
- Раствор поваренной соли: температура кипения выше, чем у воды.
- Условия опытов одинаковые, меняется только одно: соль.
- Опыты с нагревом проводят только в кабинете с учителем.