ГДЗ · Хімія · 9 клас

Сторінка 30

Хімія, Григорович О. В., Недоруб О. Ю., 2026 · № 1 (с. 30)–9 · 9 завдань

Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».

§ 3. Водневий зв’язок ................................ 23 Навчальне дослідження 2 «Тепловий ефект розчинення»

Завдання 1 (с. 30)

Принцип теплового ефекту при розчиненні солей

Чи можна сформулювати принцип: під час розчинення яких солей теплота виділяється, а яких — поглинається?

Розв’язання

Розгляньте список використаних речовин і згадайте або перевірте факти про їхнє розчинення (наприклад, $CaCl_{2}$ — нагрівається, $NH_{4} NO_{3}$ — охолоджується).
Сформулюйте загальне правило: для екзотермічних процесів теплота виділяється, для ендотермічних — поглинається.

Відповідь:

Так, можна сформулювати принцип. При розчиненні деяких солей (наприклад, $CaCl_{2}$ , $NaOH$ ) теплота виділяється, і розчин нагрівається. При розчиненні інших (наприклад, $NH_{4} NO_{3}$ , $KNO_{3}$ ) теплота поглинається, і розчин охолоджується.

Завдання 2 (с. 30)

Обґрунтування використання маси розчину

Чому у формулі для обчислення теплоти використовують масу всього розчину ( $m$ ), а не лише води чи розчиненої речовини? Як це впливає на точність розрахунків?

Розв’язання

Поясніть, що зміна температури ( $Δ t$ ) є спільною для всієї суміші води та розчиненої речовини.
Обґрунтуйте, що питома теплоємність розчину ( $C$ ) близька до теплоємності води, тому масу беруть повну для коректного підрахунку енергії.

Відповідь:

У формулі використовується маса всього розчину, оскільки саме ця маса є тілом, яке змінило температуру та обмінялося теплом із середовищем. Використання лише маси води призвело б до помилки, адже розчинена речовина також має теплоємність і бере участь у теплообміні. Це забезпечує достатню точність розрахунків для розбавлених розчинів.

Завдання 3

Обладнання для експерименту

Уточніть необхідне обладнання, зважаючи на завдання експерименту (визначення теплового ефекту розчинення).

Розв’язання

Оскільки основна мета — виміряти зміну температури розчину, обов'язково потрібен термометр.
Щоб зменшити теплообмін із повітрям і оточенням, використовують калориметр або систему із двох склянок, ізолюваних пінопластом.
Для перемішування розчину та фіксації пробірки потрібен штатив із зажимами.

Відповідь:

Термометр, калориметр (або дві склянки з пінопластом), штатив із зажимами, мірна ложка або пипетка для додавання речовини.

Завдання 4

План експерименту

Складіть план експерименту для визначення кількості виділеної або поглинутої теплоти під час розчинення, зважаючи на мету дослідження та коментар щодо обчислення кількості теплоти.

Розв’язання

Підготувати калориметр (або систему склянок), термометр та відмірену кількість дистильованої води.
Встановити пробірку з водою у штатив, виміряти початкову температуру води ( $t_{1}$ ) і зафіксувати її.
Додати до води відмірену кількість твердої речовини (наприклад, солі).
Ретельно перемішати розчин, щоб забезпечити рівномірне нагрівання або охолодження.
Виміряти температуру розчину через 1–2 хвилини ( $t_{2}$ ) і записати зміну температури $Δ t = ∣ t_{2} - t_{1} ∣$ .
Повторити експеримент для інших речовин, заносити результати у таблицю.

Відповідь:

1. Підготовка обладнання та води; 2. Вимірювання початкової температури; 3. Додавання речовини; 4. Перемішування; 5. Вимірювання кінцевої температури; 6. Запис даних у таблицю.

Завдання 5

Виконання експерименту та оформлення результатів

Виконайте експеримент відповідно до складеного плану. Результати оформте у вигляді таблиці.

Розв’язання

Згідно з планом, додайте першу речовину (наприклад, амоній хлорид) до води у калориметрі.
Спостерігайте за зміною температури та виміряйте її значення термометром.
Запишіть отримані дані (масу води, масу речовини, початкову температуру, кінцеву температуру) у таблицю.
Повторіть процедуру для наступних речовин із списку (кальцій хлорид, натрій гідроксид тощо).
Оформіть отримані дані у вигляді таблиці з колонками: «Назва речовини», «Маса води (г)», «Маса речовини (г)», « $t_{початкова}$ (°С)», « $t_{кінець}$ (°С)».

Відповідь:

Експеримент виконується послідовно для кожної речовини; результати записуються у таблицю з вказанням мас та температур.

Завдання 6

Обчислення кількості теплоти

Знайти кількість теплоти $Q$ , що виділяється або поглинається під час розчинення, використовуючи формулу $Q = C \cdot m \cdot Δ t$ . Дано: питома теплоємність розчину $C$ (приймається як для води, $4, 18 Дж / (г \cdot К)$ ), маса розчину $m$ , зміна температури $Δ t$ .

Розв’язання

Запишіть формулу для обчислення кількості теплоти: $Q = C \cdot m \cdot Δ t$ .
Підставте у формулу числові значення маси розчину ( $m$ ), зміни температури ( $Δ t$ ) та питомої теплоємності ( $C = 4, 18 Дж / (г \cdot К)$ ).
Обчисліть добуток чисел, щоб отримати значення $Q$ .

Відповідь:

Кількість теплоти дорівнює добутку теплоємності, маси розчину та зміни температури ( $Q = 4, 18 \cdot m \cdot Δ t$ ).

Завдання 7

Обчислення молярного теплового ефекту

Знайти молярний тепловий ефект $Δ H$ за формулою $Δ H = \frac{- Q}{n ( розчиненої речовини )}$ . Дано: кількість теплоти $Q$ , отримана у завданні 6, та кількість речовини (в молях) $n$ , яка розчинилася.

Розв’язання

Визначте кількість молей ( $n$ ) розчиненої речовини, якщо відомо її маса та молярна маса ( $n = \frac{m _{речовини}}{M}$ ).
Використайте формулу $Δ H = \frac{- Q}{n}$ .
Поділіть значення $Q$ на знайдене значення $n$ і призначте знак відповідно до умови (зазвичай віднімаємо, щоб показати екзотермічність, якщо розчинення йшло з нагріванням).

Відповідь:

Молярний тепловий ефект дорівнює $Δ H = \frac{- Q}{n}$ (у Дж/моль або кДж/моль).

Завдання 8

Вибір типу діаграми для результатів

Запропонувати тип діаграми для ілюстрації результатів дослідження розчинення різних речовин (вашої групи та інших груп класу). Результати містять назви речовин, масу розчину, зміну температури та обчислений тепловий ефект.

Розв’язання

Оцініть тип даних: це порівняння дискретних величин для різних речовин.
Оберіть стовпчикову діаграму (бар chart), оскільки вона наочно показує відмінності між експериментами з різними солями.
На осі абсцис розмістіть назви досліджуваних речовин, а на осі ординат — значення теплового ефекту (у Дж або кДж).

Відповідь:

Найкраще використати стовпчикову діаграму для порівняння теплових ефектів різних речовин.

Завдання 9

Висновки дослідження

За результатами навчального дослідження «Тепловий ефект розчинення» сформулюйте висновки.

Розв’язання

Проаналізуйте таблицю результатів вимірювань температури для кожного дослідженого розчину.
Визначте знак теплового ефекту ( $Δ H$ ) для кожної речовини (виділення або поглинання теплоти).
Сформулюйте загальні висновки про те, як природа розчиненої речовини впливає на зміну температури розчину.

Відповідь:

Розчинення різних солей супроводжується або виділенням теплоти (екзотермічні процеси), або її поглинанням (ендотермічні процеси). Отримані дані дозволяють класифікувати речовини за характером теплового ефекту розчинення.