Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».
§ 4. Істинні розчини
Завдання 36
Газована вода та явища
Обговоріть процес розчинення вуглекислого газу під час виготовлення газованої води. Які ознаки фізичних і хімічних явищ можна спостерігати в цьому разі? Аргументуйте свою думку.
Розв’язання
Під час наповнення пляшки під тиском молекули CO2 займають проміжки між молекулами води, утворюючи насичений розчин. Це фізичний процес змішування.
При відкритті пляшки тиск різко падає до атмосферного, і розчинність газу зменшується (закон Генрі). Надлишок CO2 виділяється у вигляді бульбашок — це також фізичний процес зміни агрегатного стану.
Хімічних ознак (утворення нових речовин, зміна кольору, запаху) в цьому процесі не спостерігається, оскільки вода та вуглекислий газ залишаються тим же хімічним складом.
Відповідь:
Процес є фізичним; ознаки фізичних явищ — зміна агрегатного стану газу (розчинення/виділення), відсутність утворення нових речовин.
Завдання 37
Типи дисперсних систем
Висловіть гіпотезу, до якого типу дисперсних систем належать: збиті яєчні білки (меренга), майонез, кетчуп, сметана, вершки, вершкове масло, бульйон, хліб, томатний сік. У який спосіб можна довести або спростувати вашу гіпотезу?
Розв’язання
Меренга, вершки, мильна піна — це зависі (піни), оскільки повітря розподілене в рідинах/твердих тілах і не осідає швидко.
Майонез, кетчуп, сметана, вершкове масло, томатний сік — це колоїдні системи (емульсії або золі), оскільки вони прозорі або матові, але частинки не проходять через паперовий фільтр і розсіюють світло.
Бульйон та хліб (якщо мова про структуру тіста) можуть містити як колоїдні частинки (білки), так і зависі (осади). Для перевірки використайте ефект Тіндаля: освітіть промінь світла через рідину; якщо промінь видно збоку — це колоїд, якщо ні — істинний розчин.
Відповідь:
Меренга, вершки, піна — зависі (піни); майонез, кетчуп, сметана, масло, томатний сік — колоїдні розчини; бульйон — істинний розчин (або колоїд залежно від навару). Довести можна експериментально за допомогою ефекту Тіндаля.
Завдання 38
Фактори швидкості розчинення
Поясніть вплив на швидкість розчинення таких чинників: ступінь подрібнення розчинюваної речовини, перемішування під час розчинення та температура розчинника. На яку стадію процесу розчинення впливає кожний чинник?
Розв’язання
Ступінь подрібнення: Чим менші кристали, тим більша їхня поверхня контакту з розчинником. Це прискорює першу стадію (гідратацію) та другу (руйнування ґраток), оскільки молекулам води легше діяти на кристал.
Перемішування: Воно забезпечує постійний приплив свіжого розчинника до поверхні кристала і швидке відведення гідратованих частинок. Це прискорює всі стадії, особливо дифузію (третю стадію), запобігаючи насиченню навколо кристала.
Температура: Підвищення температури збільшує кінетичну енергію молекул. Це прискорює рух частинок, полегшує руйнування зв'язків у кристалі (друга стадія) та значно прискорює дифузію (третя стадія).
Відповідь:
Подрібнення впливає на гідратацію та руйнування ґраток; перемішування — на всі стадії, особливо дифузію; температура — прискорює рух частинок і руйнування зв'язків.
Завдання 39
Порівняння швидкості розчинення цукру
У якому разі відбувається швидше розчинення: під час використання кристалічного цукру чи цукрової пудри? Відповідь потрібно пояснити.
Розв’язання
Кристалічний цукр складається з великих окремих кристалів, тому його загальна площа поверхню контакту з водою невелика.
Цукрова пудра має дуже дрібні частинки, що значно збільшує сумарну площу поверхні контакту між цукром і водою.
Згідно із законом розчинення, більша площа контакту прискорює взаємодію молекул води з частинами цукру.
Відповідь:
Швидше розчиняється цукрова пудра, оскільки її дрібні частинки мають значно більшу площу поверхні контакту з водою порівняно з великими кристалами цукру.
Завдання 40
Пояснення ефекту Тіндаля на світлинах
Поясніть зображене на шести світлинах (промені світла, що проходять крізь південня в печері, лісі, хмарне небо, вулицю вдень, нічну дорогу та кімнату), враховуючи ефект Тіндаля.
Розв’язання
На світлинах зображено ситуації, де промінь світла добре помітний збоку (печера, ліс, небо, вулиця вдень, нічна дорога, кімната).
Це свідчить про те, що в повітрі або середовищі навколо є частинки (пил, краплі води в тумані/хмарах, дим), які розсіюють світло.
Такі системи належать до аерозолів (тверді чи рідкі частинки у повітрі) або зависей, що призводить до видимості променя.
Відповідь:
На всіх зображеннях видно промені світла, що проходять крізь середовище, оскільки в повітрі знаходяться дисперсні частинки (пил, краплі води хмар/туману), які розсіюють світло. Це прояв ефекту Тіндаля, характерний для аерозолів та інших зависей.
