растворение сахара какое явление

Растворение сахара какое явление

§7.6. Растворы. Как происходит растворение. Насыщенные растворы

Растворы не отстаиваются и сохраняются все время однородными. Если раствор профильтровать через самый плотный фильтр, то ни соль, ни сахар, ни марганцовокислый калий не удается отделить от воды. Следовательно, эти вещества в воде раздроблены до наиболее мелких частиц – молекул или ионов.

Растворами называются гомогенные (т.е. однородные) смеси переменного состава из двух или более веществ. Наиболее распространенное агрегатное состояние растворов – жидкое.

Под переменным составом раствора понимают то простое обстоятельство, что соотношение смешанных друг с другом веществ может непрерывно изменяться в определенных пределах. Например, раствор соли можно разбавлять чистой водой или, наоборот, упаривать, но полученные при этом жидкости в любом случае будут называться растворами соли. Приведнное выше определение не охватывает всех свойств растворов, поэтому в конце параграфа мы его уточним.

Любой раствор состоит из растворителя и растворенного вещества:

Из двух или нескольких компонентов раствора растворителем является тот, который взят в большем количестве и имеет то же агрегатное состояние, что и раствор в целом.

Не всегда обязательно вода является растворителем – существуют и неводные растворы. Однако когда речь идет о водных растворах, воду считают растворителем и в тех случаях, когда ее меньше. Например, говорят о 96%-ном растворе этилового спирта в воде, а не о 4 %-ном растворе воды в спирте.

** Существуют растворы не только жидкие, но и твердые. В твердых растворах частицы одного вещества хаотично распределены среди частиц какого-нибудь другого, но обязательно твердого вещества. Например, водород охотно растворяется в некоторых металлах (платине, палладии), и это пример твердого раствора. Смеси газов (например, воздух) не называют растворами. Дело в том, что важным свойством растворов является заметное взаимодействие между частицами растворителя и растворенных веществ, а в газах такое взаимодействие практически отсутствует.

Давайте разберемся в том, как происходит растворение веществ. Для этого понаблюдаем, как растворяется добавленный в чай сахар. Если чай холодный, то сахар растворяется медленно. Наоборот, если чай горячий и размешивается ложечкой, то растворение происходит быстро.

Попадая в воду, молекулы сахара, находящиеся на поверхности кристаллов сахарного песка, образуют с молекулами воды межмолекулярные (водородные) связи. При этом с одной молекулой сахара связывается несколько молекул воды. Тепловое движение молекул воды заставляет связанные с ними молекулы сахара отрываться от кристалла и переходить в толщу молекул растворителя (рис. 7-2).

Рис. 7-2. Молекулы сахара (белые кружочки), находящиеся на поверхности кристалла сахара, окружены молекулами воды (темные кружочки). Между молекулами сахара и воды возникают межмолекулярные связи, благодаря которым молекулы сахара отрываются от поверхности кристалла. Молекулы воды, не связанные с молекулами сахара, на рисунке не показаны.

Растворение веществ можно сравнить с перетаскиванием мебели. Представьте, что на время ремонта школьные столы (или парты) составили в спортзале в строгом порядке аккуратным штабелем. Этот упорядоченный штабель является моделью кристаллического вещества, а каждый стол – как бы «молекулой» такого вещества. После окончания ремонта учеников попросили помочь перетащить столы. В спортзал вбежала ватага учеников (эта ватага не что иное, как растворитель, а каждый ученик – молекула растворителя), кто-то залез наверх, кто-то тянет столы снизу – короче, работа закипела. Очень скоро столы, каждый из которых несут где двое, а где четверо ребят, оказываются в разных концах школы, а от штабеля в спортзале не остается и следа.

Количество молекул, способных перейти в раствор, часто ограничено. Молекулы вещества не только покидают кристалл, но и вновь присоединяются к кристаллу из раствора. Пока кристаллов относительно немного, больше молекул переходит в раствор, чем возвращается из него – идет растворение. Но если растворитель находится в контакте с большим количеством кристаллов, то число уходящих и возвращающихся молекул становится одинаковым и для внешнего наблюдателя растворение прекращается.

Раствор, в котором данное вещество при данной температуре уже больше не растворяется, называется НАСЫЩЕННЫМ.

В насыщенном растворе при данной температуре содержится максимально возможное количество растворенного вещества.

** Если вернуться к примеру со школьными столами, то там тоже возможно образование «насыщенного раствора». Это может произойти в том случае, если столов окажется слишком много и для них в классах уже не будет хватать места. В этом случае часть учеников будет просто-напросто вынуждена вернуться и поставить столы в тот же штабель, откуда они были взяты. Таким образом, количество мебели в спортзале перестанет уменьшаться. Разумеется, ученики гораздо умнее молекул воды и не станут дальше делать бесполезную работу. В реальном растворе, где есть тепловое движение молекул, молекулы продолжают “трудиться”, транспортируя частицы растворенного вещества из кристалла в раствор и обратно.

Такая ситуация называется ДИНАМИЧЕСКИМ равновесием (равновесием в движении). В связи с этим можно дополнить определение насыщенного раствора:

Насыщенным называется такой раствор, который находится в динамическом равновесии с избытком растворенного вещества.

Следовательно, никакое самое сильное перемешивание не помогает растворить в насыщенном растворе дополнительные порции вещества. Однако, если повысить температуру, то раствор вновь может стать ненасыщенным и растворить еще определенную порцию кристаллов.

Мы говорим: «сахар растворяется в воде хорошо» или «мел плохо растворяется в воде». Но можно и количественно оценить способность того или иного вещества к растворению или, другими словами, растворимость вещества.

РАСТВОРИМОСТЬЮ называется способность вещества растворяться в том или ином растворителе. Мерой растворимости вещества при данных условиях является его содержание в насыщенном растворе.

В целом растворимость разных веществ определяется многими сложными причинами, некоторые из которых до сих пор не ясны. Поэтому трудно предсказать растворимость какого-либо вещества по его химической формуле или агрегатному состоянию.

В качестве примера приведем растворимость (в граммах вещества на 100 г воды при комнатной температуре) нескольких веществ: твердых, жидких и газообразных, среди которых многие имеют похожие химические формулы (таблица 7-2).

Таблица 7-2. Растворимость некоторых веществ в воде при комнатной температуре.

Источник

Опыты в воде с сахаром и песочными часами

Ежегодно на базе Кировского Центра дополнительного образования одарённых школьников проводятся турниры по физике для учащихся 7–9-х классов. Ниже описаны две задачи турниров 2018–2019 учебного года.

Растворение сахара

Оказывается, обычное чаепитие может стать весьма увлекательным мероприятием, если взять пару кусочков сахара-рафинада и немного физики!

Для проведения экспериментов вам понадобится 2 прозрачных стаканчика, 4 кусочка сахара-рафинада, подкрашенная жидкость и вода. В качестве подкрашенной жидкости лучше всего использовать чернила, но будьте аккуратны — не испачкайтесь и не пейте чернильную воду!

Наполните стаканчики почти доверху водой и проведите следующие эксперименты.

Первый эксперимент

Возьмите 2 кусочка сахара-рафинада и аккуратно отпустите их в первый стаканчик с водой так, чтобы они оба упали на дно. Когда кусочки практически полностью распадутся (

7 мин.), капните 20 капель подкрашенной жидкости на поверхность воды в стаканчике. Пронаблюдайте, что происходит (см. видео).

Объясните, почему жидкость в верхней части стаканчика окрашивается, а в нижней — нет.

Второй эксперимент

Возьмите 2 кусочка сахара-рафинада и капните на каждый из них по 10 капель подкрашенной жидкости, после чего аккуратно отпустите их во второй стаканчик с водой так, чтобы они оба упали на дно. Пронаблюдайте, что происходит (см. видео).

Объясните, почему жидкость в нижней части стаканчика окрашивается, а в верхней — нет.

Первый (слева) и второй эксперименты

Объяснение экспериментов

Сахар, растворяясь в воде, даёт сироп, более тяжёлый и вязкий, чем чистая вода. Поэтому сироп лежит прослойкой на дне, не смешиваясь с остальной водой, и чернила из сахара во втором эксперименте окрашивают только сироп, практически не попадая в воду. Соответственно, чернила в первом эксперименте, хоть и могут перемещаться с потоками воды, не проникают в сироп.

Режим зависания

Оказывается, песочные часы, погружённые в воду, с течением времени («песка») могут тонуть, а могут всплывать. Для наблюдения описанного эффекта возьмите цилиндрический сосуд с водой (например, мензурку) и поместите в него песочные часы (см. видео).

Первый эксперимент

Спустя некоторое время песочные часы начинают всплывать

Добейтесь того, чтобы песочные часы плавали, едва выступая над поверхностью воды. Затем плотно закройте сосуд ладонью и переверните. Пронаблюдайте, как после переворачивания сосуда с водой песочные часы, оказавшиеся внизу, побыв там, только через некоторое время достаточно быстро всплывут. Объясните наблюдаемый эффект.

Второй эксперимент

Вновь поместите песочные часы в открытый цилиндрический сосуд с водой. Добейтесь того, чтобы они плавали, едва касаясь дна сосуда. Пронаблюдайте, как после переворачивания сосуда песочные часы, оказавшиеся вверху, утонут, но не сразу, а спустя заметное время. Объясните наблюдаемый эффект.

В обоих опытах при погружении песочных часов в цилиндрический сосуд с водой весь песок должен находиться в нижнем резервуаре. Чтобы часы плавали, едва выступая над поверхностью воды (едва касаясь дна сосуда), их можно снабдить добавочными грузами (например пластилином) или поплавками.

Объяснение первого эксперимента

Сила тяжести, действующая на песок в слегка наклонённых часах, создаёт нескомпенсированный момент сил. Это приводит к тому, что часы наклоняются ещё сильнее, пока данный момент не уравновесится моментом, обусловленным силой реакции со стороны стенок сосуда. В результате этого появляется сила трения, действующая на песочные часы и направленная вертикально вниз. С течением времени момент силы тяжести песка уменьшается. Сила реакции, а как следствие, и сила трения также уменьшаются. Сумма сил тяжести и трения становится меньше силы Архимеда, и часы всплывают.

Источник

Физические и химические явления

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Описание презентации по отдельным слайдам:

Физические и химические явления Подготовил: Селиванов Сергей 5 А класс школа № 3

Вокруг нас, в природе постоянно происходят превращения: вода, нагреваясь, превращается в пар солёные огурцы приобретают совершенно другой вкус, запах и свойства при нагревании яйцо изменяет цвет, запах, становится твердым, упругим

Все изменения, происходящие в природе с телами и веществами, называются явлениями природы

Физическое явление – это изменение состояния вещества или его формы Изменение формы гвоздя при ударе молотком Растворение сахара в воде Плавление парафина

Вывод: Химические явления- это образование одного или нескольких новых веществ

Примеры: Физические явления

Примеры: Химические явления (реакции)

Признаки химических реакций выпадение осадка; растворение осадка; выделение тепла и света; образование газа изменение запаха, цвета;

Явления Физические – не сопровождаются образованием новых веществ. Изменяются форма, размеры, агрегатное состояние. Химические – сопровождаются образованием новых веществ примеры Засахаривание варенья, испарение воды, запах духов. Прокисание молока, горение дров, гниение листьев, ржавление железа. Итоги: Превращения веществ

Проверим себя: что вы думаете об этих явлениях? таяние снега горение спички кипение воды горение свечи превращение алюминиевой проволоки из круглой в плоскую при ударе молотком.

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс профессиональной переподготовки

Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

Номер материала: ДВ-441127

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами

Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно

Путин попросил привлекать родителей к капремонту школ на всех этапах

Время чтения: 1 минута

В Воронежской области ввели масочный режим в школах

Время чтения: 2 минуты

Российские школьники завоевали пять медалей на олимпиаде по физике

Время чтения: 1 минута

СК предложил обучать педагогов выявлять деструктивное поведение учащихся

Время чтения: 1 минута

Онлайн-конференция о дизайн-мышлении в современной дошкольной педагогике

Время чтения: 2 минуты

В Тюменской области продлили на неделю дистанционный режим для школьников

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Himi4ka

Урок 1

Химия принадлежит к числу естественных наук наряду с ботаникой, зоологией, минералогией и физикой. Области интересов химии и физики довольно близки, и поэтому данные науки имеют много общих черт. Однако желательно с самого начала разобраться в существенном различии между химическими и физическими процессами. Попробуем пояснить это различие, начав с рассмотрения свойств воды.

Как известно, вода существует не только в виде жидкости, но также в виде льда и пара. Другими словами, она может существовать в виде твердого вещества, жидкости или газа.

Более научное выражение этого факта заключается в том, что вода может существовать в трех различных состояниях, а именно в твердом, жидком или газообразном состоянии.

Теперь попытайтесь ответить на следующие вопросы:

Запишите свои ответы в виде полных предложений на отдельном листе бумаги, а затем проверьте их, обратившись к рубрике 8.

Вы совершенно правильно отнесли второй эксперимент к числу физических процессов (замерзание воды с образованием льда), потому что в данном случае происходит только изменение состояния.

Однако первый эксперимент (испарение воды) соответствует не химическому процессу, а физическому. Пар представляет собой не что иное, как другую форму воды, потому что при охлаждении он снова превращается в жидкую воду.

Вы недостаточно внимательны и работаете небрежно. По вашему ответу видно, что вы не полностью усвоили предыдущий материал. Поэтому рекомендуем вам начать снова с рубрики 1. Не позволяйте себе отвлекаться и читать поспешно, а внимательно вчитывайтесь в текст программы.

Вы правильно ответили, что при осторожном ударе двух стаканов друг о друга, вызывающем звон стекла, с самим стеклом как с веществом не происходит изменений. Однако второй эксперимент также включает физический процесс, потому что если стекло разбивается при сильном ударе, то с ним как с веществом тоже не происходит изменений. Даже кусочки стекла или тонко размолотый стеклянный порошок по-прежнему представляют собой то же самое вещество. Здесь не происходит подлинного изменения вещества, и поэтому рассматриваемый процесс (эксперимент 2) нельзя отнести к химическому.

Вы совершенно правы, что светло-серый порошок не является химическим соединением.

Однако растирание в ступке представляет собой физический процесс, поскольку при операциях размалывания и перемешивания сами вещества остаются неизмененными и изменяются только их состояния.

Жаль, что вы еще не можете уверенно отличить химический процесс от физического. Советуем вам как можно скорее проработать повторно эту программу!

А сейчас переходите к чтению рубрики 29.

Диоксид серы представляет собой химическое соединение, образованное из серы и кислорода. Химическое соединение – диоксид серы – образуется в результате химического процесса. При соединении серы с кислородом происходит горение. Образование химических соединений часто сопровождается горением или выделением тепла.

Итак, мы приходим к новому важному понятию – химическое соединение.

Вставьте пропущенные слова в это предложение, а затем переходите к рубрике 35.

Совершенно верно. Разумеется, замерзание и испарение воды представляют собой физические процессы, поскольку в них происходит только изменение состояния.

Вставьте в это предложение пропущенные слова и проверьте свой ответ в рубрике 17.

Вода в твердом состоянии представляет собой лед, а в газообразном состоянии – пар.

Однако вода не единственное вещество, способное существовать в указанных трех состояниях (твердом, жидком и газообразном).

Железо можно расплавить, т. е. превратить из твердого состояния в жидкое.

Бензин испаряется в карбюраторе автомашины. Это означает переход из . состояния в . состояние.

Вставьте пропущенные слова и проверьте ответ в рубрике 16.

По-видимому, вы не слишком внимательно прочли описание эксперимента. Иначе вы бы поняли, что смесь не была разогрета до свечения в пламени горелки, а свечение возникло самостоятельно после исходного нагревания смеси. Более того, свечение стало более интенсивным после того, как пламя удалили от смеси. Следовательно, большая часть тепла в рассматриваемом эксперименте выделилась в самой смеси.

Полученная серая масса, очевидно, представляет собой единое вещество. Поэтому под микроскопом в ней невозможно различить исходное железо или серу. Точно так же невозможно удалить из полученной массы при помощи магнита хоть сколько-нибудь свободного железа. Любая попытка извлечь серу из полученной массы при помощи дисульфида углерода также обречена на неудачу.

Рассмотрите примеры других изменений и процессов, с которыми вы знакомы из повседневной жизни, и решите, имеют ли они химическую или физическую природу.

Очень хорошо, что вы не гадали, а честно признались, что вам еще не все ясно.

Растворение сахара в воде представляет собой физический процесс.

В этом процессе сахар не подвергается химическому превращению, т. е. не происходит образования нового вещества с совершенно отличными свойствами. Посредством другого простого физического процесса (испарения воды) нетрудно снова получить исходный сахар.

Сравните эти наблюдения с определением, которое было дано для образования химического соединения, а затем снова возвращайтесь к рубрике 30.

Если два или несколько веществ соединяются с образованием вещества, имеющего совершенно другие свойства, то это новое вещество называется химическое соединение. (Исходные вещества, вообще говоря, тоже могут быть химическими соединениями, т. е. образованными в свою очередь из каких-либо других веществ.)

Чтобы разобраться в этом получше, рассмотрим описание следующего эксперимента:

4 г (грамма) серы и 7 г железных опилок растирают в ступке, т. е. размалывают и перемешивают. Из смеси желтой серы и серых железных опилок образуется светло-серый порошок. Если исследовать эту смесь под микроскопом, то можно увидеть в ней неизменившиеся частицы серы и железа, перемешанные друг с другом.

Какое из следующих утверждений правильно?

Да, в этом случае мы имеем дело с двумя физическими процессами. Когда стаканы осторожно сталкивают друг с другом, заставляя их звенеть, образующее их вещество никоим образом не изменяется. Даже если разбить стаканы, их вещество не изменится, потому что кусочки стекла или тонко размолотый стеклянный порошок по-прежнему остаются стеклом. В данном случае не происходит подлинного превращения вещества.

Рассмотрим еще третий пример:

Сера представляет собой желтое вещество, которое легко превратить в порошок благодаря ее хрупкости.

Процессы каких типов осуществляются в этих двух экспериментах?

Правильно! Испарение или замерзание воды изменяет только ее состояние. Вернитесь теперь к рубрике 15.

Физическими называются процессы, в которых вещество остается неизменным и происходят лишь изменения его состояния и связанных с состоянием свойств.

Процессы, в которых претерпевают превращения сами вещества, называются химические процессы (например, уголь → зола и дым).

Определение. Химическими называются процессы, в которых происходит превращение участвующих веществ в другие вещества. Постарайтесь хорошо запомнить это определение!

Примерами химических процессов являются все случаи горения.

Подумайте, например, о горении не только угля, но также природного газа, восковых свечей, сигарет, спичек и т. п.

Вообразите теперь, что проводятся следующие два эксперимента:

Какого типа процессы происходят в этих двух экспериментах?

Бензин испаряется в карбюраторе автомашины. Это означает переход из жидкого состояния в газообразное состояние.

При таком изменении состояния само вещество остается неизменным, поскольку оно просто переходит из одного состояния в другое. Изменение состояния легко обратить, т. е. провести изменение в обратном направлении.

Пример. При кипячении воды в накрытом часовым стеклом химическом стакане образуется пар (происходит превращение жидкости в газ). Через некоторое время при охлаждении пара на часовом стекле образуются капли воды (превращение газа в жидкость).

Взяв за основу этот пример, опишите последовательность изменений состояния, происходящих при переходе из жидкого состояния в твердое и затем снова в жидкое. Проверьте ответ в рубрике 24.

При химических процессах участвующие в них вещества превращаются в другие вещества.

Если вам удалось завершить это определение правильно, то это значит, что вы продвигаетесь вперед хорошо! Если же, наоборот, вы испытывали при этом трудности или сделали ошибки, то постарайтесь теперь получше запомнить это важное определение.

Запишите определение физического изменения и проверьте ответ, обратившись к рубрике 26.

Неправильно. Растворение сахара в воде представляет собой физический процесс, поскольку вода содержит сахар в растворенном виде. Ни с сахаром, ни с водой в данном случае не происходит истинного превращения вещества. Даже если сахар находится в растворе, его все равно можно определить по вкусу.

Очевидно, вы еще не полностью уяснили себе важное понятие «химическое соединение». Поэтому рекомендуем вам обратиться к рубрике 35.

Вспомните химический процесс, происходящий при горении серы. Если вы захотите выполнить этот эксперимент самостоятельно, купите кусочек серы в аптеке. Ее можно поджечь спичкой, нужно только позаботиться, чтобы этот эксперимент проводился на негорючей подставке, например на фарфоровой тарелке. Сера сгорает с образованием голубого пламени и выделением едкого газа.

В процессе горения сера соединяется с кислородом воздуха и образует новое вещество – диоксид серы, который появляется в виде едкого газа. Сера и кислород в диоксиде кислорода уже не являются свободными, а входят в него в связанной форме. В таком случае можно сказать, что произошло образование нового химического соединения.

Вставьте пропущенные слова в следующее предложение:

Хорошо, что вы не гадали при ответе на поставленный вопрос, а обратились к дальнейшим разъяснениям.

При описании данного эксперимента вас несомненно должны были поразить два факта, а именно:

Вернитесь снова к рубрике 38 и внимательно сопоставьте свойства серой массы со свойствами исходной смеси.

Вы правильно указали, что горение серы представляет собой химический процесс.

Однако плавление серы сводится только к изменению ее состояния (переход из твердого состояния в жидкое), а не включает превращение вещества. Следовательно, плавление серы представляет собой физический процесс.

Сера + Кислород → Диоксид серы

Диоксид серы является химическим соединением, которое образуется из серы и кислорода.

Что понимается под химическим соединением?

Завершите это определение и проверьте свою запись в рубрике 12.

Вы несомненно дали правильный ответ: Уголь не остался без изменений, а полностью превратился в другие вещества. Следовательно, такой процесс не может быть физическим по своей природе. Как же тогда должно выглядеть определение физического процесса?

Физическими называются процессы .

Завершите это предложение и проверьте его правильность в рубрике 15.

При охлаждении воды ниже 0°С образуется лед (переход из жидкого состояния в твердое). Если этот лед нагревать, из него снова получается вода (переход из твердого состояния в жидкое).

Изменения состояния представляют собой физические процессы и не имеют ничего общего с химией.

В физических процессах могут изменяться и такие свойства, как теплосодержание (горячее/холодное), магнетизм (магнитное/немагнитное), размеры частиц (большие/средние/малые) и степень растворения (растворенное вещество/нерастворенное вещество).

Отметим, что во всех упомянутых здесь изменениях само вещество остается неизменным. Это означает, что, если воспроизвести начальные условия эксперимента (температуру и т.д.), вещество должно снова перейти в исходное состояние. Такой подход может служить очень важным критерием для определения того, какие процессы являются физическими.

Теперь завершите следующее предложение:

Химическими являются процессы, в которых участвующие вещества превращаются в другие вещества.

Рассмотрим теперь такой вопрос: Превращается ли вода в другое вещество, когда она испаряется или замерзает?

Физическими называются процессы, в которых вещество остается неизменным и происходит лишь изменение ero состояния и связанных с этим свойств.

Рассмотрим второй пример.

Плавление серы представляет собой физический процесс, а сгорание серы – химический процесс.

Ваш ответ показывает, что вы полностью понимаете материал, пройденный до сих пор. Поэтому вы можете перейти к рубрике 19.

Но если у вас остаются какие-нибудь сомнения по отдельным вопросам, то можете проверить себя, обратившись к рубрике 37.

На оба вопроса следует ответить «нет», поскольку ни позвякивание стаканов, ни размалывание стекла не приводят к появлению нового вещества.

Вернитесь к рубрике 26 и ответьте на поставленный там вопрос.

Совершенно верно! Растирание в ступке железных опилок и порошка серы представляет собой физический процесс. Участвующие в нем вещества остаются неизменными, а меняется только их степень измельчения.

Смесь частиц железа и серы, т.е. светло-серый порошок, не является химическим соединением. В описанном эксперименте не образуется новое вещество, обладающее новыми свойствами. В этом можно убедиться, снова разделив полученную смесь.

Разделение нетрудно выполнить двумя способами:

Внимание! Дисульфид углерода чрезвычайно легко воспламеняется и очень ядовит!

Оба описанных метода разделения включают . (физический/химический) процессы.

Впишите недостающее слово и проверьте ответ в рубрике 38.

Правильно. Серый продукт представляет собой новое химическое соединение. Сильное свечение, ставшее еще более интенсивным после удаления пламени, указывает на протекание химического процесса и образование нового соединения. Полученное соединение серы и железа называется сульфид железа. Оно обладает свойствами, совершенно отличающимися от свойств смеси серы и железа.

В отличие от смеси химическое соединение нельзя разделить на исходные составляющие посредством какого-либо чисто физического процесса.

Рассмотрим теперь эксперимент, в котором немного сахара растворяют в воде. Вода приобретает сладкий вкус, хотя если не знать этого, то совсем не очевидно, что вода содержит растворенный в ней сахар. Если выпаривать воду, то в конце концов останется слой сахара.

Образуется ли новое химическое соединение, когда сахар растворяется в воде?

Вы совершенно правильно указали, что первый эксперимент (испарение воды) включает физический процесс, поскольку испарение представляет собой не что иное, как просто изменение состояния вещества.

Однако и второй эксперимент включает не химический, а тоже физический процесс, поскольку замерзание воды с образованием льда также представляет собой не что иное, как изменение состояния! В этом эксперименте не происходит настоящего изменения (превращения) вещества. При условии, что ко льду будет подведено достаточное количество тепла, он расплавится и снова образует воду.

Физическими процессами являются такие процессы, в которых вещество остается неизменным и изменяется только его состояние.

Сформулируем это важное утверждение несколько по-иному, чтобы получилось определение. (Определения даются, чтобы облегчить вам правильные ответы на вопросы, связанные с важными понятиями.)

Определение. Физическими называются процессы, в которых вещество не подвергается превращениям, а происходят лишь изменения его состояния и связанных с этим свойств.

Пожалуйста, убедитесь, что вы хорошо запомнили это определение!

При горении угля наблюдается не только выделение полезного тепла, но и образование золы и дыма. Как вы полагаете, что в действительности происходит при этом? Остается ли уголь неизменным, и изменяется ли при этом только его состояние?

Ответ на этот вопрос дается в рубрике 23, но, прежде чем обратиться к ней, подумайте над ним очень внимательно.

Нет! При испарении воды она не превращается в другое вещество, а происходит только изменение ее состояния. Образующийся пар можно снова превратить в жидкую воду, просто охлаждая его.

Аналогично, когда вода замерзает и образует лед, она не превращается в другое вещество, а изменяется лишь ее состояние. Если подвести ко льду достаточное количество тепла, он расплавится и снова превратится в воду. Повторите материал начиная с рубрики 16.

Вы совершенно правильно указали, что, когда стакан разбивается от сильного удара, само стекло, из которого он состоит, никоим образом не изменяется (не превращается в другое вещество).

Однако и первый эксперимент тоже включает физический процесс, потому что при осторожном ударе стеклянных стаканов друг о друга, вызывающем звенящий звук, со стеклом вообще не происходит никаких изменений. Поскольку в этом процессе не наблюдается превращения вещества, он не может быть химическим!

Для этого чрезвычайно важного понятия мы сейчас дадим общее определение, которое легко запомнить.

Определение. Если два или несколько веществ соединяются с образованием нового вещества, имеющего совершенно иные свойства, то это новое вещество называется химическое соединение.

Например, ржавчина – это химическое соединение, которое образуется при взаимодействии железа и кислорода. Она обладает совершенно иными свойствами, чем исходное вещество (железо).

Железо + Кислород → Ржавчина

А как образуется диоксид серы?

Завершите запись в предыдущей строке и проверьте свой ответ в рубрике 22.

Нет! Растирая в ступке какое-либо вещество, т. е. размалывая и перемешивая его, можно вызвать только изменение его состояния (от крупных кусков до тонкого порошка).

До тех пор пока частицы серы и железа остаются в смеси в неизмененном виде, нельзя говорить о превращении вещества.

Вернитесь к рубрике 12 и продумайте как следует свой ответ!

Для каждого из следующих экспериментов укажите – химический или физический процесс он включает:

Укажите, какой процесс происходит в каждом из этих экспериментов (1, 2, 3, 4а и 46), и проверьте ваши ответы в рубрике 10.

Оба метода разделения включают физические процессы. (Если вам это недостаточно ясно, прочтите дополнительный материал в рубрике 40. Там описан эксперимент, который вы можете при желании выполнить самостоятельно.)

Теперь предположим, что смесь 4 г серы и 7 г железных опилок, осторожно нагревают в пробирке. При этом пользуются лишь небольшим пламенем и подводят тепло только к одному участку смеси. Прежде чем нагреется вся смесь в пробирке, в месте нагрева начинает появляться свечение. Если теперь полностью удалить пламя от этого места, свечение продолжается и даже усиливается и постепенно распространяется на всю смесь. После охлаждения в пробирке находится однородная серая масса. Рассматривая ее под микроскопом, в ней уже нельзя обнаружить исходных частиц серы и железа. В этом случае из серой массы не удается извлечь ни железа (при помощи магнита), ни серы (из раствора в дисульфиде углерода).

Что представляет собой эта серая масса?

Вы совершенно правильно указали, что плавление серы представляет собой физический процесс, поскольку при этом изменяется только ее состояние (из твердого в жидкое).

Однако в процессе горения серы выделяется едкий газ. Этот газ не испаряющаяся сера, а новое вещество, поскольку при охлаждении газа, образующегося при сгорании серы, не происходит осаждения серы. Следовательно, горение серы представляет собой химический процесс.

Хотя и первый метод разделения (извлечение железа из смеси при помощи магнита), и второй метод (растворение смеси в дисульфиде углерода с последующим фильтрованием) основаны на физических процессах, по-видимому, это совершенно очевидно только в случае первого метода.

Ясно, что при извлечении железа при помощи магнита с ним не происходит никаких превращений, и то же самое относится и к сере, остающейся после разделения смеси.

При обработке смеси дисульфидом углерода происходит полное растворение серы, подобно тому как бывает при растворении соли в воде. Однако и при этом не происходит превращения вещества. Это доказывается тем, что после испарения дисульфида углерода остается осадок неизменившейся серы.

Если вам трудно представить себе мысленно, что происходит в описанном случае, попробуйте выполнить самостоятельно следующий эксперимент:

Нет! Ни в одном из этих двух экспериментов не происходят химические процессы.

Ответьте теперь на следующие вопросы:

Запишите ответы на эти вопросы и проверьте правильность в рубрике 28.

Совершенно верно. Растворение сахара в воде представляет собой физический процесс, потому что при этом не происходит образования нового химического соединения.

Разделить два вещества, сахар и воду, содержащиеся в растворе, очень просто: нужно выпарить воду, и после этого останется сухой сахар. образующийся в этом процессе, можно охладить в специальном аппарате и таким образом снова получить воду (сконденсировавшуюся).

Однако в некоторых случаях различия между физическим и химическим процессами или между химическим соединением и смесью не столь ясны, как в описанных выше примерах. Иногда для выяснения этого различия требуется сложное оборудование и проведение непростых экспериментов. Однако в любом случае очень важно, чтобы каждый проводимый эксперимент был тщательно подготовлен, выполнен с предельной обдуманностью и чтобы все события, произошедшие в ходе эксперимента, наблюдались внимательно и точно. Даже самые незначительные наблюдения в химических экспериментах могут иметь важнейшее значение!

А теперь подведем итоги:

Вы познакомились и, надеемся, запомнили три новых определения. Пользуясь этими определениями, вы сможете отличать друг от друга простые физические и химические процессы и устанавливать, произошло ли образование химического соединения.

Смеси и растворы могут быть разделены при помощи физических процессов, а химические соединения нельзя разделить таким способом.

Вы совершенно правильно поняли, что размалывание в ступке представляет собой физический процесс.

Однако светло-серый порошок, состоящий из смеси мелко размолотых частиц железа и серы, не является химическим соединением.

Это понятно из следующих рассуждений:

Источник