ibrain.kz
RUKZ
Предыдущая тема|Следующая: Строение атома. Электроны, протоны, нейтроны, изотопы
Химия · 7 класс3 четвертьТема 6Лабораторная работаГОСО РК 2026Базовый

Вода и её свойства. Растворы и растворимость веществ

Вода и её свойства. Растворы и растворимость веществ

Время изучения~75 минтеория + практика
Разделы темы5 разд.пошаговый разбор
Тест темы2 вопр.с мгновенным ответом
СОР / СОЧ3 четвертьдескрипторы ГОСО
Раздел 1 из 5
1

Аномальные свойства воды и строение молекулы

Вода H₂O — самое распространенное и уникальное химическое соединение на Земле. Молекула воды имеет угловое строение с валентным углом 104.5°. Связи O–H сильно полярны, вследствие чего молекула воды является диполем.

Между атомом водорода одной молекулы воды и электроотрицательным атомом кислорода соседней молекулы возникают межмолекулярные водородные связи. Именно водородные связи обусловливают аномально высокие температуры плавления (0 °C) и кипения (+100 °C), огромную теплоемкость (4184 Дж/(кг·К)) и расширение воды при замерзании (плотность льда 0.92 г/см³ меньше плотности жидкой воды 1.00 г/см³, поэтому лед плавает на поверхности).

Схема: Молекула воды, гидратация и кривая растворимости

Векторная схема
Гидратация ионов в водеNa⁺O δ⁻O δ⁻O δ⁻O δ⁻Водная гидратная оболочкаКривая растворимостиt, °CS, гKNO₃NaClРастворимость солей растет с ростом tРастворение — физико-химический процесс: m(раствора) = m(в-ва) + m(растворителя)
Дипольная структура H₂O, образование водородных связей, гидратные оболочки ионов и зависимость растворимости солей от температуры.
Полярная структура

Диполь воды

Молекула с пространственным разделением положительного и отрицательного зарядов (угловая форма 104.5°).
Межмолекулярное взаимодействие

Водородная связь

Электростатическое притяжение между частично положительным H и неподеленной парой O.

Экологическая роль аномалии плотности

Благодаря тому, что вода максимальной плотности опускается на дно при +4 °C, водоемы не промерзают до дна, сохраняя жизнь водной фауне зимой.

Шаг 1
Геометрия молекулы
Изобразить атом кислорода с двумя неподеленными электронными парами и угол 104.5°.
Шаг 2
Распределение зарядов
Обозначить частичный отрицательный заряд δ⁻ на кислороде и δ⁺ на атомах водорода.
Шаг 3
Связывание в кластеры
Показать сетку межмолекулярных водородных мостиков между молекулами.
Формула плотности воды
ρ=mV;ρводы=1.00 г/мл=1000 кг/м3\rho = \frac{m}{V};\quad \rho_{\text{воды}} = 1.00\text{ г/мл} = 1000\text{ кг/м}^3
Максимальная плотность чистой воды достигается при температуре +3.98 °C.
Раздел 2 из 5
2

Растворимость веществ в воде. Насыщенные растворы

Раствор — это однородная (гомогенная) система переменного состава, состоящая из растворителя, растворенного вещества и продуктов их взаимодействия (гидратов). Вода — универсальный полярный растворитель.

По растворимости в воде при 20 °C вещества делят на:

• Хорошо растворимые (> 1 г на 100 г воды) — сахар, поваренная соль NaCl, спирт;

• Малорастворимые (от 0.01 до 1 г на 100 г воды) — гипс CaSO₄, гашеная известь Ca(OH)₂;

• Практически нерастворимые (< 0.01 г на 100 г воды) — сульфат бария BaSO₄, хлорид серебра AgCl, кварцевый песок SiO₂.

Раствор называют насыщенным при данной температуре, если в нем больше не растворяется исследуемое вещество. Если вещество еще способно растворяться — раствор ненасыщенный.

Термодинамический предел

Насыщенный раствор

Раствор, находящийся в динамическом равновесии с избытком нерастворившегося вещества.
Количественная мера

Коэффициент растворимости

Максимальная масса вещества (г), способная раствориться в 100 г воды при заданной температуре.

Кривые растворимости

График зависимости растворимости от температуры называют кривой растворимости; по нему рассчитывают кристаллизацию солей.

Шаг 1
Отмеривание растворителя
Взять точно 100 мл дистиллированной воды при постоянной температуре.
Шаг 2
Порционное добавление соли
Прибавлять кристаллы порциями при непрерывном перемешивании до прекращения растворения.
Шаг 3
Взвешивание остатка
Рассчитать растворенную массу вещества и найти коэффициент s.
Коэффициент растворимости s
s=mвещmводы⋅100s = \frac{m_{\text{вещ}}}{m_{\text{воды}}} \cdot 100
Растворимость большинства твердых солей растет с ростом температуры, а газов — падает.
Раздел 3 из 5
3

Химические свойства воды и среда растворов (pH)

Вода химически реакционноспособна:

1. Взаимодействие с активными щелочными металлами (бурная экзотермическая реакция с выделением водорода и образованием щелочи):

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑.

2. Взаимодействие с оксидами активных металлов (основными оксидами):

CaO + H₂O → Ca(OH)₂ (гашение извести).

3. Взаимодействие с кислотными оксидами (образование кислот):

SO₃ + H₂O → H₂SO₄, CO₂ + H₂O ⇄ H₂CO₃.

В водных растворах среда может быть нейтральной (pH = 7, чистая вода), кислой (pH < 7, избыток катионов H⁺/H₃O⁺) или щелочной (pH > 7, избыток гидроксид-анионов OH⁻). Кислотность определяют индикаторами: лакмус (в кислоте красный, в щелочи синий), метилоранж (в кислоте розово-красный, в щелочи желтый), фенолфталеин (в щелочи ярко-малиновый).

Ионное состояние

Водородный показатель pH

Логарифмическая мера концентрации ионов водорода в растворе: pH = -lg[H⁺].
Химический сенсор

Индикаторы

Сложные органические вещества, обратимо меняющие окраску в зависимости от кислотности среды.

Универсальная индикаторная бумага

Позволяет мгновенно оценить pH раствора по эталонной цветовой шкале от 1 (ярко-красный) до 14 (темно-фиолетовый).

Шаг 1
Подготовка раствора
Налить 2-3 мл исследуемого образца в фарфоровую ячейку или пробирку.
Шаг 2
Нанесение на индикаторную полоску
Стеклянной палочкой нанести каплю раствора на полоску универсального индикатора.
Шаг 3
Сопоставление со шкалой
Сравнить появившийся цвет с эталонной цветной шкалой pH от 0 до 14.
Взаимодействие воды с щелочными металлами
2Li+2H2O⟶2LiOH+H2↑+Q2\text{Li} + 2\text{H}_2\text{O} \longrightarrow 2\text{LiOH} + \text{H}_2\uparrow + Q
Реакция протекает бурно с выделением газа и резким повышением pH раствора до 12-14.
Раздел 4 из 5
4

Алгоритм приготовления раствора соли с заданной массовой долей

Практический расчет и приготовление:

Шаг 1
Расчет массы растворенного вещества
По формуле m(в-ва) = m(р-ра) · ω вычислить необходимую навеску сухой соли в граммах.
Шаг 2
Расчет массы и объема воды
Найти массу воды: m(H₂O) = m(р-ра) - m(в-ва). При плотности воды 1 г/мл объем воды в мл численно равен ее массе.
Шаг 3
Взвешивание и растворение
Взвесить соль на весах, высыпать в химический стакан, прилить отмеренный цилиндром объем воды и перемешать стеклянной палочкой до полного растворения.
Раздел 5 из 5
5

Ловушки ЕНТ: Растворимость солей и аномальная плотность воды при 4 °C

Ловушки ЕНТ по свойствам воды и растворам:

1. Плотность воды:

Вода имеет максимальную плотность (1.000 г/см³) при температуре +4 °C. При замерзании (0 °C) лед имеет меньшую плотность (0.917 г/см³) из-за ажурной кристаллической решетки с пустотами, поэтому плавает на поверхности, защищая водоемы от промерзания до дна.

2. Насыщенный раствор:

Раствор, в котором при данной температуре вещество больше не растворяется и находится в равновесии с осадком. При охлаждении горячего насыщенного раствора избыток соли выпадает в виде кристаллов (перекристаллизация).

Плотность воды и льда

Лед легче жидкой воды, поэтому вода расширяется при замерзании. Максимальная плотность воды достигается строго при +4 °C!

Ваш прогресс по теме25%
Оглавление урока
Шпаргалка формул7 класс
Массовая доля элемента в веществе:
w(X)=(n⋅Ar(X)/Mr)⋅100%w(X) = (n \cdot Ar(X) / Mr) \cdot 100\%[%]
Относительная молекулярная масса:
Mr(AxBy)=x⋅Ar(A)+y⋅Ar(B)Mr(A_x B_y) = x \cdot Ar(A) + y \cdot Ar(B)[а.е.м.]
Объемная доля газа в смеси:
ϕ(X)=(V(X)/Vсмеси)⋅100%\phi(X) = (V(X) / V_{смеси}) \cdot 100\%[%]
Массовая доля компонента в смеси:
w(X)=(m(X)/mсмеси)⋅100%w(X) = (m(X) / m_{смеси}) \cdot 100\%[%]
Следующая тема

Строение атома. Электроны, протоны, нейтроны, изотопы

Перейти к теме →