5-зертханалық жұмыс. Судың қайнау процесін зерттеу
Химия, 7 сынып. Оқулық: Оспанова М.Қ. және т.б. (Мектеп, 2025). 2 тарау: Заттардың агрегаттық күйінің өзгеруі. 40–42-беттер.
Нені үйренесің
- Қыздыру кезінде судың температурасын бақылап, қыздыру қисығын салуды.
- Қайнағанда температураның неге өспейтінін түсіндіруді.
- Таза су мен тұзды ерітіндінің қалай қайнайтынын салыстыруды.
- Қыздырғыш құралмен және ыстық сумен қауіпсіз жұмыс істеуді.
Ой қозғау
- Су әдетте қандай температурада қайнайды? Теңіз деңгейінде 100 °C-та. Таулы жерде ол ертерек қайнайды.
- Су қайнағанда не көреміз? Түбі мен қабырғасынан будың ірі көпіршіктері көтеріледі, су бұрқылдайды, үстінен бу шығады.
- Бұл физикалық құбылыс па, әлде химиялық құбылыс па? Физикалық: су су күйінде қалады, тек күйі өзгереді (сұйықтық бу болады).
💡 Бұл жұмыста күрделі реакциялар жоқ. Бірақ ғалымның басты біліктілігі бар: өлшеу, жазу және сандар бойынша график салу.
Тақырыпты талдаймыз
Нені білгіміз келеді
Жұмыстың мақсаты: су қайнағанға дейін қыздырғанда температурасы қалай өзгеретінін бақылап, ас тұзының қайнауға әсер ететін-етпейтінін анықтау. Ол үшін екі тәжірибе қажет: таза сумен және тұз ерітіндісімен. Екеуінде де жағдай бірдей болуы керек, әйтпесе салыстыру әділ болмайды.
Реактивтер мен жабдықтар
| Не қажет | Не үшін |
|---|---|
| Дистилденген су, әр тәжірибеге 50 мл | зерттеудің негізгі нысаны |
| Ас тұзы, бір асқасық | екінші тәжірибеде суда ерітеміз |
| Қызуға төзімді шыны құты | суды сонда қыздырамыз |
| Қыздырғыш құрал немесе спиртшам, сіріңке | жылу көзі |
| Термометр (немесе «Spark» сандық құрылғысы) | температураны өлшейміз |
| Секундомер | әр минутты белгілейміз |
| Миллиметрлік қағаз | график саламыз |
⚠️ Қауіпсіздік техникасы ережелері. Қыздырғыш құралдармен және қайнаған сумен жұмыс жасау ережелерін сақта. Спиртшамды тек сіріңкемен және тек мұғалімнің рұқсатымен жақ, қалпақшамен сөндір, үрлеп өшірме. Шыны құтыны мойнынан ұстағышпен ұста: шыны мен су өте ыстық. Бу қайнаған судан кем күйдірмейді, бетіңді құтының мойнынан алыс ұста. Термометр құтының түбі мен қабырғасына тимеуі керек, әйтпесе су температурасын көрсетпейді. Құтыны тығынмен жаппа. Тәжірибені тек химия кабинетінде мұғаліммен бірге жүргіз.
Шын мәнінде не көрінеді
Төмендегі сандар типтік, сенде бірнеше градусқа өзгеше болуы мүмкін (қыздырғышқа, көлемге және термометрге байланысты). Қисықтардың пішінін салыстыру маңызды.
| Тәжірибе | Не істейміз | Не байқаймыз | Қорытынды |
|---|---|---|---|
| 1. Таза су | 50 мл дистилденген суды қыздырамыз, температурасын әр минут сайын өлшейміз | Температура дерлік бірқалыпты өседі, содан соң шамамен 100 °C белгісінде су бұрқылдайды, көпіршіктер ірі, ал термометр бағанасы тоқтап қалады | Су қайнап жатқанда температура өспейді. Жылу қыздыруға емес, судың буға айналуына жұмсалады |
| 2. Тұзды су | Суда бір қасық тұзды ерітіп, дәл солай қыздырамыз | Ерітінді мөлдір, тұз еріді. Қайнау таза судан жоғарырақ температурада басталады (бірнеше градусқа жоғары), су буланып жатқанда температура әлі аздап өседі | Еріген тұз ерітіндінің қайнау температурасын жоғарылатады |
Температура неге тоқтап қалады
Су қыздырылғанда оның бөлшектері үдеп, температура өседі. Қайнау сәтінде жылу басқаға жұмсалады: ол бөлшектер арасындағы байланысты үзіп, су буға айналады. Сондықтан қыздырғыш жұмыс істеп тұрса да, термометр орнында тұрады. Сондықтан көже мен сорпаны «қатты отта» пісірудің мәні жоқ: ол судың қайнау температурасынан жоғары қызбайды, тек тезірек қайнап кетеді.
🌟 Алматыда су 100 °C-тан сәл ертерек қайнайды (теңіз деңгейінен биіктікте ауа сирегірек), ал Медеуде тіпті ертерек. Сондықтан таулы жерде ет ұзағырақ піседі, ал альпинистер өздерімен қысымды қазан алады.
Тұз неге қайнауға «кедергі» жасайды
Ерітіндіде су бөлшектерінің арасында тұз бөлшектері «қысылып» қалады. Оларға буға шығу үшін көбірек энергия қажет, сондықтан ерітінді жоғарырақ температурада қайнайды. Тұз неғұрлым көп болса, қайнау температурасы соғұрлым жоғары. Бұл қоспаның қасиеті таза заттан қалай өзгеше болатынына мысал.
📌 Жұмыс қорытындысы. Таза судың қайнау температурасы тұрақты және қайнау кезінде өспейді. Еріген зат (ас тұзы) ерітіндінің қайнау температурасын жоғарылатады.
Үйде не тексеруге болады (ересекпен бірге)
Отсыз және қайнаған сусыз «кері таңбалы» ұқсас әсерді көруге болады. Мұз кесектері мен суы бар стақанға тұз сеуіп, термометр қой. Температура 0 °C-тан төмен түседі: тұз қату температурасын төмендетеді. Тәжірибе қауіпсіз, бірақ оны ересекпен бірге жаса және қоспаның дәмін татпа.
⚠️ Ересектерсіз үйде суды қайнатуға, ерітінділерді қыздыруға және спиртшам жағуға болмайды. Ыстық бу мен қайнаған су ауыр күйік тудырады.
👨👩👧 Ата-анаға. Баладан нені өлшегенін және екі тәжірибеде неге бірдей көлемде су алғанын айтып беруін сұраңыз. Егер «салыстыру әділ болуы үшін» деп адал жауап берсе, тақырыпты түсінген.
Өзіңді тексер
- Су қайнап жатқанда оның температурасы неге өспейді? Берілетін жылудың бәрі сұйықты қыздыруға емес, судың буға айналуына жұмсалады.
- Термометрді құтының түбіне неге тақауға болмайды? Түбі қыздырғыштан ыстық болады да, температураны жоғары көрсетеді, ал бізге судың температурасы қажет.
- Тұз ерітіндісінің қыздыру қисығы таза судың қисығынан немен ерекшеленеді? Ерітінді жоғарырақ температурада қайнайды, оның қисығы жоғарырақ аяқталады.
- Қыздырғанда құтыны тығынмен жабуға бола ма? Болмайды: бу қысым туғызады да, құты жарылып кетуі мүмкін.
- Судың қайнауы — физикалық құбылыс па, әлде химиялық құбылыс па? Физикалық: су су күйінде қалады (H₂O), тек күйі өзгереді.
Жаттығуларды шығарамыз
№ 1
Жұмыс соңындағы сұрақ. Таза су қандай температурада қайнайды?
Қалай ойлаймыз. Құты бұрқылдап, термометр бағанасы тоқтағанда не көрсеткенін еске түсір.
Жауап үлгісі. Таза су қалыпты атмосфералық қысымда (теңіз деңгейінде) 100 °C-та қайнайды. Таулы жерде қысым төмен, сондықтан су ертерек қайнайды: Алматыда шамамен 97 °C-та. Сенің тәжірибеңде термометрдің дәлдігіне байланысты 98–100 °C шығуы мүмкін.
Жауабы: 100 °C (қалыпты қысымда).
№ 2
Жұмыс соңындағы сұрақ. Суға ас тұзын қосқанда қайнау температурасы қалай өзгереді?
Қалай ойлаймыз. Екі тәжірибеңде су мен ерітінді қандай температурада қайнағанын салыстыр.
Жауап үлгісі. Қайнау температурасы жоғарылайды. Ерітіндідегі тұз бөлшектері су бөлшектерінің буға шығуына кедергі жасайды, сондықтан ерітіндіні күштірек қыздыру керек. Тұз неғұрлым көп болса, қайнау температурасы соғұрлым жоғары. Графикте ерітіндінің қисығы таза судікінен жоғарырақ белгіге жетеді.
Жауабы: суға ас тұзын қосқанда қайнау температурасы жоғарылайды.
Жадынама
- Таза су: 100 °C-та (теңіз деңгейінде) қайнайды, қайнағанда температура тұрақты.
- Ас тұзының ерітіндісі: қайнау температурасы судікінен жоғары.
- Тәжірибелердің жағдайы бірдей, тек біреуі өзгереді: тұз.
- Қыздыру тәжірибелерін тек кабинетте мұғаліммен бірге жүргізеді.