Зависимость растворимости поваренной соли от температуры

Факторы растворимости

Зависимость растворимости поваренной соли от температуры

Растворимость — это  свойство вещества образовывать с различными растворителями гомогенные смеси.

Как мы уже упоминали, количество растворяемого вещества, необходимое для получения насыщенного раствора и определяет растворимость этого вещества.

В связи с этим  растворимость имеет ту же меру, что и состав, например, массовая доля растворенного вещества в его насыщенном растворе или количество растворенного вещества в  его насыщенном  растворе.

Все вещества с точки зрения его растворимости можно классифицировать на:

  • Хорошо растворимые – в 100 г воды способно раствориться более 10 г. вещества.
  • Малорастворимые — в 100 г воды способно раствориться менее 1 г. вещества.
  • Нерастворимые — в 100 г воды способно раствориться менее 0,01 г. вещества.

Известно, что если полярность растворяемого вещества схожа с полярностью растворителя, то оно скорее всего растворится. Если же полярности разные, то с большой долей вероятности раствора не получится. Почему же так происходит?

Полярный растворитель– полярное растворяемое вещество.

Для примера опишем раствор поваренной соли в воде. Как мы уже знаем, молекулы воды имеют полярную природу с частичным положительным зарядом на каждом атоме водорода и частичным отрицательным – на атоме кислорода. А твердые ионные вещества, вроде хлорида натрия, содержат катионы и анионы.

Поэтому, когда  поваренную соль помещают в воду, частичный положительный заряд на атомах водорода молекул воды притягивается отрицательно заряженным ионом хлора в NaCl. Аналогично, частичный отрицательный заряд на атомах кислорода молекул воды притягивается положительно заряженным ионом натрия  в NaCl.

И, поскольку притяжение молекул воды для ионов натрия и хлора сильнее взаимодействия, удерживающего их вместе, соль растворяется.

растворение хлорида натрия

Неполярный растворитель– неполярное растворяемое вещество.

Попробуем растворить кусочек тетрабромида углерода в тетрахлориде углерода. В твердом состоянии молекулы тетрабромида углерода удерживаются вместе благодаря очень слабому дисперсионному взаимодействию. При помещению его в тетрахлорид углерода его молекулы будут располагаться более хаотично, т.е. увеличивается энтропия системы и соединение растворится.

Равновесия при растворении

Рассмотрим раствор малорастворимого соединения. Для того, чтобы между твердым веществом и его раствором установилось равновесие, раствор должен быть насыщенным и соприкасаться с нерастворившейся  частью твердого вещества.

Например, пусть равновесие установилось в насыщенном  растворе хлорида серебра:

AgCl(тв)=Ag+(водн.) + Cl—(водн.)

Рассматриваемое соединение является ионным и в растворенном виде присутствует в виде ионов. Нам уже известно, что в гетерогенных реакциях концентрация твердого вещества остается постоянной, что позволяет включить ее в константу равновесия. Поэтому выражение для константы равновесия будет выглядеть следующим образом:

K = [Ag+][ Cl—]

Такая константа называется произведением растворимости ПР, при условии, что концентрации выражаются в моль/л.

ПР = [Ag+][ Cl—]

Произведение растворимости равно произведению молярных концентраций ионов, участвующих в равновесии, в степенях, равных соответствующим стехиометрическим коэффициентам в уравнении равновесия.

Следует отличать понятие растворимости и произведения растворимости.  Растворимость вещества может меняться при добавлении в раствор еще какого-либо вещества, а произведение растворимости не зависит от присутствия в растворе дополнительных веществ.

Хотя эти две величины взаимосвязаны, что позволяет зная одну величину, вычислить другую.

Зависимость растворимости от температуры и давления

Вода играет важную роль в нашей жизни, она способна растворять большое количество веществ, что имеет большое значение для нас. Поэтому основное внимание уделим именно водным растворам.

Растворимость газов повышается при росте давления газа над растворителем, а растворимость твердых и жидких веществ зависит от давления несущественно.

Уильям Генри впервые пришел к выводу, что количество газа, которое растворяется  при постоянной температуре в заданном объеме жидкости, прямо пропорциональна его давлению. Данное утверждение известно как закон Генри и выражается оно следующим соотношением:

С = k·P,

где С – растворимость газа в жидкой фазе

Р – давление газа над раствором

k – постоянная Генри

На следующем рисунке приведены кривые зависимости растворимости некоторых газов в воде от температуры при постоянном давлении газа над раствором (1 атм)

растворимость газов в воде

Как видно, растворимость газов уменьшается с ростом температуры, в отличие от большинства ионных соединений, растворимость которых растет с увеличением температуры.

Влияние температуры на растворимость зависит от изменения энтальпии, которое происходит при процессе растворения. При протекании эндотермического процесса происходит увеличение растворимости с ростом температуры.

Это следует из уже известного нам принципа Ле – Шателье: если изменить одно из условий, при котором система находится в состоянии равновесия – концентрацию, давление или температуру, — то равновесие сместится в направлении той реакции, которая противодействует этому изменению.

Представим, что мы имеем дело с раствором, находящимся в равновесии с частично растворившимся веществом. И этот процесс является эндотермическим, т.е. идет с поглощением теплоты из вне, тогда:

Вещество + растворитель + теплота = раствор

Согласно принципу Ле – Шателье,  при эндотермическом процессе, равновесие смещается в направлении, способствующее уменьшению поступления теплоты, т.е. вправо. Таким образом, растворимость увеличивается. Если же процесс экзотермический, то повышение температуры приводит к уменьшению растворимости.

Далее на  рисунке показаны зависимости растворимости некоторых ионных соединений от температуры.

зависимость растворимости ионных соединеий от Температуры

Известно, что существуют растворы жидкостей в жидкостях. Некоторые из них могут растворяться друг в друге в неограниченных количествах, как вода и этиловый спирт, а другие — растворяются лишь частично.

Так, если попробовать растворить  четыреххлористый углерод в воде, то при этом образуются два слоя: верхний — насыщенный раствор воды в четыреххлористом углероде и нижний — насыщенный раствор четыреххлористого углерода в воде. При повышении температуры, в основном, взаимная растворимость таких жидкостей увеличивается.

Это происходит  до тех пор, пока не будет достигнута критическая температура, при которой обе жидкости смешиваются в любых пропорциях. От давления растворимость жидкостей практически не зависит.

При вводе в смесь, состоящую из двух несмешивающихся между собой жидкостей, вещества, которое может растворяться в любой из этих двух жидкостей, то его распределение между этими  жидкостями будет пропорционально растворимости в каждой из них. Т.е.

согласно закону распределения вещество, способное растворяться в двух несмешивающихся растворителях, распределяется между ними так, что отношение его концентраций в этих растворителях при постоянной температуре остается постоянным, независимо от общего количества растворенного вещества:

С1/С2 = К,

где С1 и С2 – концентрации вещества в двух жидкостях

К – коэффициент распределения.

7.2 Зависимость растворимости от природы растворенного вещества

Зависимость растворимости поваренной соли от температуры
Влияние соединений d-металлов на скорость диссоциации молекулы воды в биполярной мембране

Сравнение парциальных вольт-амперных характеристик биполярной области мембран показывает (рисунок 16), что природа гидроксида, введённого в биполярную область мембраны, слабо влияет на перенапряжение на ней. Так при плотности тока 2…

Изучение основных закономерностей протекания химических реакций

fЗависимость скорости реакции от температуры и от природы реагирующих веществ

Молекулярно-кинетическая теория газов и жидкостей дает возможность подсчитать число соударений между молекулами тех или иных веществ при определенных условиях. Если воспользоваться результатами таких подсчетов, то окажется…

Качественный и количественный анализ диметилсульфоксидов нефти

Глава III Кинетические закономерности окисления нефтяных сульфидов в присутствии растворенного кислорода

В присутствии пероксида водорода и растворенного кислорода (900С, 2 часа) углеводороды фракции дизельного топлива практически не окисляются, на что указывает отсутствие гидропероксидов (иодометрия) и карбоновых кислот (алкалиметрия)…

Концептуальные уровни в познании веществ и химические системы

Вещества простые и сложные соединения. Понятие о качественном и количественном составе вещества

Веществом называется отдельный вид материи, обладающий при данных условиях определенными физическими свойствами. Примеры вещества: кислород, вода, железо. Чистое вещество всегда однородно, смеси же могут быть однородными и неоднородными…

Равновесные состояния при фазовых переходах

1.1.1 Зависимость растворимости газов в жидкостях от природы газа и растворителя

Растворимость различных газов в одном и том же растворителе при одинаковых условиях изменяется в очень широких пределах. Растворимость газов повышается при химическом взаимодействии растворяемого газа с растворителем…

Равновесные состояния при фазовых переходах

1.1.2 Зависимость растворимости газов в жидкостях от давления

Если газ химически не взаимодействует с растворителем, то зависимость растворимости газа в жидкости от давления выражается законом Генри. Закон Генри справедлив только тогда…

Равновесные состояния при фазовых переходах

1.1.3 Зависимость растворимости газов в жидкостях от температуры

При небольших давлениях растворимость газов в жидкостях с повышением температуры обычно уменьшается. При высоких давлениях растворимость газов в жидкостях с ростом температуры может и увеличиваться. Так, например, растворимость водорода…

Растворимость солей в неводных растворителях

7.3 Зависимость растворимости от природы растворителя

Специфической особенностью неводных жидкостей является способность их молекул выступать в качестве доноров или акцепторов протонов и электронных пар. Протонные электролиты неводные содержат подвижный протон Н+ — это спирты, фтороводород и др…

Расчет физико-химических свойств полимеров

3.2.6 Критерий растворимости

По таблице 7.3. [1] выписываем пять растворителей, у которых др?10,6(кал/см3)1/2: · 1,2,3,-Трибромпропан д = 10,5 (кал/см3)1/2; · о-Нитротолуол д = 10,5 (кал/см3)1/2; · м-Нитротолуол д = 10,5 (кал/см3)1/2; · Акрилонитрил д = 10,7 (кал/см3)1/2; · н-Гексанол д = 10,4 (кал/см3)1/2. 3.2…

Синтетические ювелирные камни

fГлава 3. Синтетические ювелирные камни разной природы

В наше время синтезируется в лабораториях мира довольно большое количество ювелирных камней, и кроме ювелирных разновидностей корунда. Например в наше время получают синтетические шпинель, кварц, янтарь и другие камни…

3.1.1 Зависимость растворимости газов в жидкостях от природы газа и растворителя

Растворимость различных газов в одном и том же растворителе при одинаковых условиях изменяется в очень широких пределах. Растворимость газов повышается при химическом взаимодействии растворяемого газа с растворителем…

3.1.2 Зависимость растворимости газов в жидкостях от давления

Если газ химически не взаимодействует с растворителем, то зависимость растворимости газа в жидкости от давления выражается законом Генри. Закон Генри справедлив только тогда…

3.1.3 Зависимость растворимости газов в жидкостях от температуры

При небольших давлениях растворимость газов в жидкостях с повышением температуры обычно уменьшается. При высоких давлениях растворимость газов в жидкостях с ростом температуры может и увеличиваться. Так, например, растворимость водорода…

Физико-химические основы адсорбционной очистки воды от органических веществ

6.1 Влияние природы поверхности и пористости углеродных адсорбентов на молекулярную адсорбцию органических веществ из водных растворов

Распространенной примесью активных углей является кислород. Его содержание колеблется от 1 до 15% (в окисленных активных углях). По крайней мере 25% всего кислорода, содержащегося в активных окисленных углях, входит в состав поверхностных оксидов…

Электролиты, их свойства и применение

2.7 Произведение растворимости

При растворении твердого тела в воде растворение прекращается, когда получается насыщенный раствор, т.е. когда между растворяемым веществом и находящимися в растворе молекулами того же вещества установится равновесие…

Опыт 5. Зависимость растворимости солей от температуры. Получение пересыщенных растворов

Зависимость растворимости поваренной соли от температуры

Растворимостьтвердых веществ в жидкостях всегдаограничена и изменяется в очень широкихпределах. Различным изменениемрастворимости веществ с повышениемтемпературы часто пользуются на практикедля отделения друг от друга солей.

Растворимостьжидкостей в жидкостях различна.Большинство жидкостей имеют ограниченнуювзаимную растворимость. При повышениитемпературы их растворимость в однихслучаях увеличивается, а в других -уменьшается.

Растворимостьгазов также различна. Большая частьгазов лучше растворяется в менее полярныхрастворителях, чем вода. Растворимостьгазов уменьшается при нагревании ипонижении давления. Существует следующаязависимость: масса газа, растворяющаясяв данном объеме жидкости, прямопропорциональна давлению.

В зависимости отсодержания растворенного веществарастворы бывают: насыщенные, ненасыщенныеи пересыщенные.

Насыщенными называютрастворы, в которых нерастворенноевещество (в осадке) находится в равновесиис растворенным. Растворимость веществаопределяется концентрацией насыщенногораствора.

Эту концентрацию выражаюткоэффициентом растворимости, т.е.количеством граммов растворенноговещества, приходящихся на 100 г растворителя.

Раствор, концентрациякоторого меньше концентрации насыщенногопри данной температуре раствора, называютненасыщенным.

Если же концентрациябольше, чем концентрация насыщенногопри данной температуре раствора, растворназывают пересыщенным. Пересыщенныерастворы получаются при осторожномохлаждении растворов, полученных приповышенных температурах.

Они, какправило, неустойчивы и при понижениитемпературы или введении в них кристалларастворенного вещества кристаллизуются.

Выполнение опыта.Налить в пробирку воды и добавить немногохлорида натрия. Раствор перемешать,если вся соль растворилась, добавитьизбыток соли. Нагреть содержимоепробирки.

Если соль полностью растворится,добавить еще небольшое ее количестводо получения насыщенного раствора,находящегося в равновесии с осадком. Осторожно слить с нерастворившихсякристаллов горячий раствор в другуюпробирку и дать ему остыть. Получимпересыщенный раствор.

Отметитькристаллизацию раствора при охлаждении.Опыт повторить с нитратом натрия.

При сдаче лабораторной работы ответьте на следующие вопросы

  1. Какие процессы наблюдаются при образовании растворов?

  2. Укажите внешние признаки, сопровождающие процессы растворения.

  3. Перечислите факторы, влияющие на процесс растворения.

  4. Охарактеризуйте ненасыщенные, насыщенные и пересыщенные растворы.

Работа № 5 Приготовление растворов заданной концентрации

Способывыражения концентрации растворенноговещества в растворе.

Дляудобства изучения способов выражениясодержания растворенных веществ врастворах введем следующие обозначения:k- количество компонентов в растворе(k > 1);m0- масса растворителя, г; mi- масса i-гокомпонента, г; i- количество i-гокомпонента, моль; V- объем раствора, л; Vi- объем i-гокомпонента, л; Ni- количество i-гокомпонента, экв; Мi- мольнаямасса i-гокомпонента, г/моль; Эi- эквивалентная масса i-гокомпонента, г/экв; i- массовая доля i-гокомпонента; i- мольнаядоля i-гокомпонента; i- объемная доля i-гокомпонента.

Массовая доля ω– отношение массы растворенного веществак общей массе раствора (масса веществав 1г. раствора). ωвыражаетсяв относительных единицах

, илив процентах .

Массовая доля,выраженная в процентах, называетсяпроцентной концентрацией и обозначаетсяC%( массавещества в 100г. раствора).

Мольная доляα– отношение количества молей растворенноговещества к общему количеству молей врастворе:

.

Мольная доляаналогично массовой доле выражается вотносительных единицах или процентах.

Объемная доляφ– отношение объема растворенноговещества к общему объему раствора (длягазообразных систем):

.

МоляльностьCm– отношение количества растворенноговещества к массе растворителя (моль/кг)(количество молей вещества в 1кграстворителя):

.

Массоваяконцентрацияi– отношение массы растворенного веществак общему объему раствора (г/л) (массавещества в 1л. раствора):

.

В аналитическойхимии используется титрT– количество граммов растворенноговещества, содержащееся в 1 мл раствора(г/мл).

МолярнаяконцентрацияCM,или M– отношение количества молей растворенноговещества к общему объему раствора(моль/л) (количество молей вещества в1л. раствора):

.

Эквивалентнаяили нормальная концентрацияCН,H– отношение количества эквивалентов(эквивалент – это количество вещества,которое нацело реагирует с 1 молематомов водорода или вытесняет этоколичество водорода из его соединений)растворенного вещества к общему объемураствора (моль — экв/л) (количествомоль-эквивалентов вещества в 1л. раствора):

.

Эквивалентнаямасса соотносится с мольной массойследующим образом:

для кислот: ;

для оснований: ;

для солей и оксидов: ,

где nH+ – основностькислоты; nOH- – кислотностьоснования; nMe – числоатомов металла в молекуле соли илиоксида; BMe – валентностьметалла.

Например:

Отсюда следует,что для кислот CH = CM . nH+;для оснований CH = CM . nOH-;для солей и оксидов CH = CM . nMe . BMe.

Моляльность,мольная доля и массовая доля широкоприменяются в физико-химическихисследованиях, так как они не связаныс объемом раствора и не зависят оттемпературы. В аналитической химии дляколичественных определений частопользуются титрованными растворами(растворами с известным титром), а такжерастворами с известной эквивалентной(нормальной) концентрацией.

Метод приготовлениярастворазависит от способа выражения заданнойконцентрации. Общим для всех методовявляется то, что сухие веществавзвешиваются на технохимических илианалитических весах в зависимости отвеличины навески и точности, с которойдолжен быть приготовлен раствор.

Жидкиевещества отмеряются мерными сосудами:мензурками, цилиндрами, пипетками илибюретками.

При расчете объемажидкостей часто пользуются соотношениями

 = m / V; V = m / ,

где  – плотностьжидкости в г/мл или г/см3,m – массажидкости в г, V – объемжидкости в мл или см3;

Рис. Ареометр На практике плотность жидких веществ и растворов измеряется ареометром (рис.), шкала которого позволяет определять плотность обычно с точностью до 0,005 г/см3, что соответствует погрешности примерно в 1%.

Плотность водыпри нормальных условиях равна единице,поэтому масса и объем воды количественносовпадают.

Для приготовлениярастворов с определенной молярной илинормальной концентрацией используютсямерные колбы – плоскодонные,круглые колбы с узкими горлами ипришлифованными стеклянными пробками(рис.). Мерными колбами пользуются и втех случаях, когда необходимо разбавитьраствор в строго определенное числораз.

Рис. Мерные сосудыдля приготовления растворов:

а – колба,б – пипетка, в – бюретка

Учебная книга по химии

Зависимость растворимости поваренной соли от температуры

УЧЕБНИКЗАДАЧНИКЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМНАУЧНЫЕ РАССКАЗЫ ДЛЯ ЧТЕНИЯ

Продолжение. См. № 4–14, 16–28, 30–34, 37–44, 47, 48/2002;
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25-26, 27-28, 29, 30/2003

§ 6.1. Растворы, концентрация, растворимость

(продолжение)

Существуют вещества с неограниченной способностью растворяться друг в друге (например, серная кислота и вода или этиловый спирт и вода) и с ограниченной способностью.

Для количественной характеристики одного вещества ограниченно растворяться в другом пользуются понятием растворимость, которая выражается концентрацией насыщенного раствора.
Насыщенный раствор получается, когда дальнейшее растворение данного компонента в растворе прекращается.

В насыщенном растворе концентрация данного компонента максимальна при данных условиях. Насыщенный раствор всегда должен находиться в равновесии с кристаллическим компонентом (осадком). Концентрация этого компонента в растворе называется его растворимостью.

Раствор, в котором концентрация этого компонента ниже его растворимости, называется ненасыщенным.
Раствор, в котором концентрация растворенного вещества выше его растворимости, называется пересыщенным. Такие растворы обычно получают при переохлаждении раствора ниже температуры, при которой он становится насыщенным.

Иногда говорят о растворении металлов, например натрия в воде или цинка в серной кислоте. Но мы будем называть растворением только такой процесс, при котором растворенное вещество можно выделить из раствора в его исходном состоянии такими простыми операциями, как выпаривание растворителя, перекристаллизация и т. п.

Растворимость удобно выражать в моль/л, однако часто ее выражают в процентах по массе, т. е. числом граммов растворенного вещества в 100 г насыщенного раствора. Иногда растворимость выражают числом граммов растворенного вещества, приходящихся на 100 г растворителя.

Пример. Растворимость хлорида натрия (поваренная соль) NaCl в воде при обычной температуре (20 °С) составляет 31,6 г в 100 г воды.

Рассчитать содержание соли в 10 г насыщенного раствора хлорида натрия.

(Обратите внимание: «в насыщенном растворе», а не «на 100 г воды»! Растворимость выражается массой соли, которая может быть растворена в 100 г воды с образованием насыщенного раствора.)

Решение
Определим массу воды в 10 г насыщенного раствора NaCl. Примем массу хлорида натрия в этом растворе за х г, тогда масса воды будет равна (10 – х) г.
Составим соотношение:

Отсюда 100/(10 – х) = 31,6/х, и х = 2,4 г хлорида натрия. Масса воды в этом растворе: 10 – 2,4 = 7,6 г.

Для большинства веществ растворимость значительно зависит от температуры. Для определения растворимости при разных температурах используют справочные таблицы или кривые растворимости (рис. 6.1).

Если приготовить насыщенный раствор при температуре t2, содержащий m2 г вещества на 100 г воды, а затем охладить до температуры t1, при которой растворимость составляет m1 г, то выпадет осадок (при условии, что не произошло переохлаждения и не образовался пересыщенный раствор) массой (m2 – m1) г.

Сколько граммов нитрата калия выпадет в осадок при охлаждении насыщенного при температуре 60 °С раствора нитрата калия в воде до температуры 20 °С (см. рис. 6.1.)?

Проще всего растворимость достаточно растворимых веществ определяется выпариванием определенного количества раствора и взвешиванием массы сухого остатка.

Пример. Рассчитать растворимость нитрата калия в воде при обычной температуре (20 °С), если при выпаривании 50 г насыщенного раствора масса сухой соли оказалась равной 13,02 г.

Решение
Масса нитрата калия в 100 г раствора равна 13,02•100/50 = 26,04 г. Эта масса нитрата калия приходится на 100 – 26,04 = 73,96 г воды в насыщенном растворе. Составляем соотношение:

Откуда х = 26,04•100/73,96 = 35,2 г. Это и есть растворимость, т. е. масса растворенного вещества в насыщенном растворе, приходящаяся на 100 г воды.

На различной растворимости веществ основан один из способов их очистки – перекристаллизация. Очистка сводится к растворению загрязненного вещества в подходящем растворителе при повышенной температуре и последующему выделению кристаллов очищаемого вещества из пересыщенного раствора при более низкой температуре.

Посмотрите на рис. 6.1. Какие вещества можно очищать перекристаллизацией? Можно ли этим приемом очистить хлорид натрия?

Насыщенный раствор, который остается после отделения выпавших кристаллов, называется маточным. Некоторое количество примесей может удалиться с осадком. При повторной перекристаллизации чистота вещества повышается.

Растворимость вещества, по существу, есть константа равновесия гетерогенного процесса перехода вещества из кристаллической фазы в раствор.

В связи с этим по значениям растворимости при двух температурах легко рассчитать изменения энтальпии (тепловой эффект) и энтропии при растворении.

Пусть при температуре Т2 растворимость вещества равна Р2, а при температуре Т1 растворимость равна Р1. Составляем систему из двух уравнений c двумя неизвестными (Н и S):

Затем вычисляем Н и S.

Пример. Растворимость хлорида серебра в воде при температуре 10 °С равна 6,083•10–6 моль/л,
а при 25 °С – 1,249•10–5 моль/л. Рассчитать изменение энтальпии и энтропии при растворении хлорида серебра:

AgCl (кр.) = AgCl (р-р).

Решение
Составляем систему из двух уравнений:

Далее преобразуем:

Находим из первого уравнения:

Нраств = 27 997,048 + 298,2•Sраств,

и подставляем во второе уравнение:

28 282,968 = 27 997,048 + 298,2•Sраств – 283,2•Sраств.

Определяем Sраств:

15Sраств = 285,920;

Sраств = 19,06 Дж/(К•моль).

Итак, мы получили положительное значение изменения энтропии при растворении хлорида серебра, показывающее, что при переходе хлорида серебра из кристаллического состояния в раствор (в виде ионов серебра и хлорид-ионов) происходит увеличение степени беспорядка в системе.
Находим изменение энтальпии, подставив значение Sраств = 19,06 Дж/(К•моль) в одно из уравнений, например:

Нраств = 27 997,048 + 298,2•19,06 = 33 681 Дж/моль.

При растворении хлорида серебра в воде поглощается 33,68 кДж теплоты на 1 моль этого вещества.

Химический состав природных вод играет огромное значение в жизни человека. Для приготовления различных напитков необходима вода, имеющая строго определенные содержания растворенных веществ. Абсолютно нерастворимых веществ в природе не существует.

Даже самая чистая на Земле вода озера Байкал содержит соли, которые вымываются из горных пород и почв втекающими в озеро реками. Дождь и вода растаявшего снега – не совершенно чистая вода, а вода, содержащая 10–20 мг растворенных веществ на 1000 г воды.

Тем не менее такую воду вполне можно использовать в технических целях, когда требуется дистиллированная вода, например для приготовления раствора серной кислоты для автомобильного аккумулятора. Если воду некоторое время выдержать в серебряном сосуде, в воде погибают почти полностью бактерии.

Металлическое серебро растворяется в воде, а ионы серебра обладают сильным бактерицидным действием. В походных условиях полезно пить воду из серебряного (посеребренного) стакана. Использование серебряных столовых приборов при еде также очень полезно.

Обеззараживает воду и хлорид серебра, хотя он практически нерастворим в воде. Такими растворами можно обрабатывать небольшие раны. Природные воды отличаются составом и количеством растворенных веществ.

Концентрация органических веществ в речной воде составляет около 20 мг/л, в океанической – около 4 мг/л.

Перечислите источники органических веществ в природных водах.

Самая низкоминерализованная вода в мире – это вода озера Байкал, т. к. общее содержание неорганических солей в озере не превышает 100 мг/л.

Ни в коем случае не пытайтесь запомнить числовые данные, которые будут приводиться ниже. Постарайтесь сравнить состав некоторых вод.

Химический состав воды озера Байкал (мг/л):

Вода озера Байкал по вкусу похожа на дистиллированную. Обратите внимание, как мало хлорид-ионов, ионов железа в этой воде! Попытайтесь объяснить, почему в байкальской воде довольно много гидрокарбонат-ионов и ионов кальция.

Япония не раз предлагала покупать байкальскую воду и построить для этого трубопровод.
Некоторые сведения об озере Байкал. Возраст Байкала примерно 25 млн лет. Байкал – самый глубокий водоем на земном шаре, расположенный на континенте. Максимальная глубина – 1620 м. Объем озера – 23 000 км3. Воды Байкала прозрачны до 40 м. В Байкале содержится 1/5 мировых запасов пресной воды.

Озера, содержащие неорганические соли в количестве выше 35 г/л, относятся к минеральным. Насыщенный раствор этих озер называется рапой.

Из-за повышенной вязкости высокоминерализованных вод распространение тепла от поверхности в глубь воды затруднено, поэтому летом верхний слой воды может нагреваться до температуры 50 °С, зимой вода может не замерзать даже при –20 °С.

Озеру Байкал можно противопоставить другое всемирно известное озеро – Мертвое море (Израиль, Иордания) недалеко от Иерусалима. В составе солей преобладают хлорид магния (52%) и хлорид натрия (30%), присутствуют также хлорид калия и бромид магния.

Конечно, все эти вещества в водном растворе находятся в виде ионов, но когда говорят «хлорид магния», «хлорид натрия» и другие соли, то имеют в виду соли, образующиеся при выпаривании воды. Из-за высокой минерализации в водах Мертвого моря отсутствуют живые организмы, кроме некоторых бактерий (сохранившихся с древних эпох). Вода Мертвого моря и грязи побережья обладают высокими лечебными свойствами. Воздух моря насыщен парами брома и йода.

Вода Мертвого моря густая и маслянистая, как подсолнечное масло. Ходить по его дну без специальной обуви невозможно, т. к. оно усеяно острыми кристаллами солей.

Вода выталкивает человека, поэтому плавать на животе следует очень осторожно – выталкивающая сила воды столь велика, что переворачивает человека, и из-за этого можно сломать позвоночник. На берегу недавно были построены всемирно известные курортные городки и усиленно строят новые.

Говорят, что, работая ногами, человек плывет не вперед, а назад. Чтобы приготовить дома ванну с водой, состав которой близок к составу воды Мертвого моря, нужно в ванну бросить три мешка соли, залить водой и перемешать (говорят, что это невозможно).
Мертвое море расположено почти на 400 м ниже уровня моря.

Глубина озера достигает 356 м. Питание озера осуществляется водами реки Иордан и несколькими другими мелкими речками. Окрестности озера известны тем, что в 1947 г.

в пещерах пустынной местности Кумран на западном побережье Мертвого моря юноша кочевого племени бедуинов при поиске сбежавшей козы нашел глиняные сосуды с кожаными свитками древних рукописей, описывающих историческую обстановку (2000 лет назад) возникновения христианства. Эти рукописи названы кумранскими по месту их находки.

Представьте себе, что вы работаете в курортном агентстве. Вам требуется знать, на каких курортах лечат те или иные болезни. Это касается состава минеральных вод. Что вы скажете желающему поехать в Пятигорск или Кисловодск? Или, может быть, лучше далеко не ездить, а попить «московскую» минеральную воду?

Состав «московской» минеральной воды (г/л): 

Сравните состав «московской» минеральной воды с составом воды озера Байкал. Для этого найдите одинаковые ионы и выразите их концентрации в одних и тех же единицах измерения.

Кисловодск славится своими источниками нарзана. Ниже приведен химический состав нарзана (г/л) одного из источников Кисловодска:

Каково отличие воды «Нарзан» от «московской» минеральной?

Список новых и забытых понятий и слов

Раствор; фазы переменного состава; растворитель; растворенное вещество; массовая доля; процентная концентрация; мольная, молярная концентрация; нормальная концентрация; растворимость; насыщенный, ненасыщенный, пересыщенный растворы; перекристаллизация; маточный раствор;

пресные и соленые природные воды.

О.С.ЗАЙЦЕВ

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.