Растворы играют ключевую роль в природе, науке и технике. Вода – основа жизни, всегда содержит растворенные вещества. Пресная вода рек и озер содержит мало растворенных веществ, в то время как морская вода содержит около 3,5% растворенных солей.

Первичный океан (во время зарождения жизни на Земле), по предположениям, содержал всего 1% растворенных солей.

«Именно в этой среде впервые развивались живые организмы, из этого раствора они черпали ионы и молекулы, которые необходимы для их дальнейшего роста и развития… Со временем живые организмы развивались и преображались, поэтому они смогли оставить водную среду и перебраться на сушу и затем подняться в воздух. Они получили эти способности, сохранив в своих организмах водный раствор в виде жидкостей, которые содержат жизненно важный запас ионов и молекул» – именно такими словами описывает роль растворов в природе знаменитый американский химик, лауреат Нобелевской премии Лайнус Полинг. Внутри каждого из нас, в каждой клетке нашего организма – содержатся воспоминания о первичном океане, месте в котором зародилась жизнь, - водном растворе, обеспечивающем саму жизнь.

В любом живом организме постоянно течет по сосудам – артериям, венам и капиллярам – необычный раствор, который составляет основу крови, массовая доля солей в нем такая же, как в первичном океане, – 0,9%. Сложные физико-химические процессы, протекающие в организме человека и животного, также взаимодействуют в растворах. Процесс усвоения пищи связан с переводом высокопитательных веществ в раствор. Природные водные растворы напрямую связаны с процессами почвообразования, снабжением растений питательными веществами. Такие технологические процессы в химической и многих других отраслях промышленности, например производство удобрений, металлов, кислот, бумаги, происходят в растворах. Современная наука занимается изучением свойств растворов. Давайте выясним, что же такое раствор?

Растворы отличаются от других смесей тем, что частицы составных частей располагаются в них равномерно, и в любом микрообъеме подобной смеси состав будет одинаков.

Именно поэтому под растворами понимали однородные смеси, которые состоят из двух или более однородных частей. Такое представление исходило из физической теории растворов.

Приверженцы физической теории растворов, которой занимались Вант-Гофф, Аррениус и Оствальд, считали, что процесс растворения является результатом диффузии.

Д. И. Менделеев и сторонники химической теории считали, что растворение является результатом химического взаимодействия растворенного вещества с молекулами воды. Таким образом, будет точнее определить раствор как однородную систему, которая состоит из частиц растворенного вещества, растворителя, а также продуктов их взаимодействия.

Вследствие химического взаимодействия растворенного вещества с водой образуются соединения – гидраты. Химическое взаимодействие обычно сопровождается тепловыми явлениями. К примеру, растворение серной кислоты в воде проходит с выделением такого колоссального количества тепла, что раствор может закипеть, именно поэтому кислоту льют в воду, а не наоборот. Растворение таких веществ как хлорид натрия, нитрат аммония, сопровождается поглощением тепла.

М. В. Ломоносов доказал, что растворы превращаются в лед при более низкой температуре, чем растворитель.

сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

МОУ Манинская СОШ

Открытый урок по географии

V класс

Учитель:

2008 г .

Тема урока: «Вода – растворитель. Работа воды в природе».

Цели урока:

Познакомить учащихся с значением воды на Земле.

Дать понятие о растворах и взвесях, растворимых и нерастворимых в воде веществах

Показать работу воды в природе (созидательную и разрушительную)

Воспитывать бережное отношение к воде, любовь к прекрасному.

Оборудование: карта полушарий, глобус, высказывание о воде, таблицы «Морской прибой», «Пещера», «Океан», «Обитатели морей и океанов», «Выветривание», пробирки с водой, соль, песок, фильтр, магнитофон, телевизор, мультимедийный проектор.

Ход урока.

I. Организационный момент.

II. Изучение нового материала.

Урок начинается с просмотра фрагмента фильма о воде.

На фоне негромкой музыки, отражающей звуки воды.

Учитель :

Безбрежная ширь океана

И тихая заводь пруда,

И все это только вода,

Тема нашего урока «Вода – растворитель. Работа воды в природе».

О роли воды в природе ярко и точно сказал академик. «Разве вода – это только жидкость, что налили в стакан?

Океан, покрывающий почти всю планету, всю нашу чудесную Землю, в которой миллионы лет назад зародилась жизнь – это вода».

Тучи, облака, туман, несущие влагу всему живому на земной поверхности – это ведь тоже вода.

В кружева будто одеты

Деревья, кусты, провода,

И кажется сказкою это

А, в сущности, – только вода.

Безгранично многообразие жизни. Она всюду на нашей планете. Но жизнь есть только там, где есть вода. Нет живого существа, если нет воды. Да, речь у нас сегодня на уроке пойдет о воде, о Царице – Водице. Проведем небольшую разминку.

Отгадайте загадки.

1. Под землею ходит,

На небо смотрит. (родник )

2. Что видно, когда ничего не видно. (туман )

3. Вечером наземь слетает,

Ночь на земле пребывает,

Утром опять улетает. (роса )

4. Без крыльев летят,

Без ног бегут,

Без паруса плывут. (облака )

5. Не конь, а бежит,

Не лес, а шумит. (река, ручей ).

6. Приходил - стучал по крыше,

Уходил - никто не слышал. (дождь )

Давайте посмотрим на глобус. Наша планета названа Землёй по явному недоразумению: на сушу приходится ¼ часть её территории, а всё остальное - вода. Правильно было бы назвать её планета Вода! Воды на земле много, но абсолютно чистой воды в природе нет, в ней всегда присутствуют, какие - то примеси одни из них желательны, так как нужны организму человека. Другие могут быть опасными для здоровья, и делать воду непригодной для использования.

1. Вода - растворитель.

Нет таких веществ, которые, хотя бы в малой мере, не растворялись в воде. В воде незначительной степени растворяются даже золото, серебро, железо, стекло. Учёные подсчитали, что, например, когда мы выпиваем стакан горячего чая, вместе с ним поглощаем примерно 0,0001 г. растворённого стекла. Из-за способности воды растворять другие вещества её никогда нельзя назвать абсолютно чистой.

Демонстрация опыта: вода, как растворитель.

Насыпаем в стакан с водой соль и размешиваем её ложкой. Что происходит с кристаллами соли? Они становятся всё меньше и меньше и скоро совсем исчезают. Но исчезла ли соль?

Нет. Она растворилась в воде. Мы получили раствор соли.

Пропустим раствор соли сквозь фильтр. На фильтре ничего не осело. Раствор соли свободно прошёл через фильтр. Что же называется раствором?

Раствор - жидкость, содержащая посторонние вещества, которые равномерно в ней распределены .

Демонстрация опыта: опыт с глиной.

Проделаем такой же опыт с глиной. Частички глины плавают в воде. Пропустим воду сквозь фильтр. Вода прошла через него, а частицы глины остались на фильтре.

Из этого опыта можно сделать вывод, что глина не растворяется в воде.

Чем отличаются результаты двух опытов? (вода с растворенной солью прозрачная, а вода с глиной – нет)

Действительно в природной воде могут быть различные частицы, которые в ней не растворяются. Такие частицы делают её мутной. В этом случае говорят о взвеси . Постояв какое-то время мутная жидкость становится прозрачной. Нерастворимые частички вещества опускаются на дно. А в растворах, сколько бы они не стояли, вещества на дно не оседают.

Люди давно заметили, что вода, налитая в серебряные сосуды, долго не портится. Дело в том, что в ней содержится растворенное серебро, которое губительно действует на бактерии, находящиеся в воде. «Серебряная» вода используется космонавтами во время полётов.

Как можно в домашних условиях приготовить серебряную воду?

В воде растворяются не только твёрдые и жидкие вещества, но и газы: кислород, азот , углекислый газ.

Растворенным в воде кислородом дышат рыбы, растения и животные.

Получение газированной воды основано на растворение в воде углекислого газа.

Физкультминутка «Вода - не вода»

Игра на внимательность. Я называю слова. Если названное слово обозначает, то, что содержит воду (облако), то дети должны встать. Если предмет или явление имеет косвенное отношение к воде (корабль), дети поднимают руку. Если называется предмет или явления не имеющий никакой связи с водой (ветер), дети хлопают в ладоши.

Лужа, катер, дождь, песок, водопад, камень, водолаз , снег, дерево, пляж, тюлень, машина, туча.

2. Работа воды в природе.

Многие явления на поверхности Земли происходит с участием воды.

Так, ручейки талой воды, объединяясь, становятся грозными потоками, и могут принести большие разрушения. Так образуются овраги (демонстрация «барельефа », «образование оврага»).

Вода смывает верхний слой плодородной почвы.

Под действием воды медленно разрушаются горные породы (рассказ по таблице «Выветривание» ). В народе существует пословица «Вода камень точит».

Просачиваясь в землю, вода размывает и растворяет различные породы. Так под землёй образуются пустоты – пещеры (таблица «Пещеры»).

Хорошо известны страшные стихийные бедствия – наводнения и цунами.

Во время наводнений и цунами вода сносит мосты, разрушает берега и постройки, уничтожает посевы культурных растений, уносит человеческие жизни.

Сообщение учащегося «Наводнения».

Наводнение – это затопление местности, населенных пунктов, промышленных и сельскохозяйственных объектов, приносящее ущерб. Наводнения приводит к разрушению хозяйственных объектов, гибели посевов, лесов и вынужденной эвакуации населения из зоны затопления. Наводнения, которые приводят не только к разрушениям, но и к человеческим жертвам, называют катастрофическими.

Их причиной могут быть сильные ливни, дружное таяние снегов после многоснежной зимы.

Сообщение учащегося «Цунами»

Цунами – редкое, но очень грозное явление природы. Слово «цунами» в переводе с японского означает «большая волна, заливающая бухту ». Эти волны могут быть незначительными и даже незаметными, но могут быть и катастрофическими. Разрушительные цунами вызываются главным образом сильными подводными землетрясениями на больших глубинах морей и океанов, а также подводными извержениями вулканов. При этом в короткие промежутки времени приводится в движение миллиарды тонн воды. Возникают невысокие волны, бегущие по поверхности океана со скоростью реактивного самолета – 700-800 километров в час.

В открытом океане даже самые грозные цунами совсем не опасны. Трагедии разыгрываются при подходе волн цунами в район прибрежного мелководья. На берегу волны достигают 10-15 метров и выше.

Последствия цунами бывают катастрофическими: наносят огромные разрушения, уносят сотни тысяч человеческих жизней.

Самое большое количество цунами зарождается на побережье Тихого океана (примерно раз в год).

Учитель: какую работу совершает вода во всех этих примерах?

(разрушительную)

Но вода совершает не только разрушительную работу. Речная вода во время весеннего половодья наносит плодородный ил, на отдельные участки земли . На них очень хорошо развивается растительность.

Ни один процесс в живых организмах не проходит без участия воды. Растениям она необходима для поглощения веществ из почвы, продвижения их по стеблю, листочкам, в виде растворов, для прорастания семян.

Все живое и неживое: любые почвы, горные породы, все предметы, тела, организмы – состоят из воды.

Например, в человеческом теле на долю воды приходится 60 – 80% от всей массы.

Важную роль играет вода в жизни человеческого общества. Человек превратил водоемы в транспортные пути, речные потоки - источник дешевой электроэнергии.

Вода является средой обитания многих живых организмов, которых не встретишь на суше (фрагмент видео фильма «Обитатели морей и океанов»)

Водные ресурсы - национальное богатство нашей страны, которое требует бережного отношения: строгого учета, охраны от загрязнения, экономного использования.

Учитель: А всегда ли экономно мы используем воду?

Человек запомни навсегда:

Символ жизни на земле - вода!

Экономь ее и береги -

Мы ведь на планете не одни!

III . Закрепление

1. Вопросы:

а) Как называются все моря и океаны вместе взятые (мировой океан )

б) Не море, не земля - корабли не плавают и ходить нельзя (болото )

б) Кругом вода с питьем - беда (море )

г) Отгадайте, о каком веществе идет речь: Это вещество очень распространено в природе, но в чистом виде практически не встречается. Без этого вещества жизнь невозможна. У древних народов оно считалось символом бессмертия и плодородия. В общем - это самая необыкновенная жидкость на свете. Что это? (вода ).

2. Игра «Зачеркни лишнее» (на столах учащихся карточки с заданием)

Задание: вычеркнуть лишнее слово и объяснить почему?

а) Снег, лед, пар, град.

б) Дождь, снежинка, море, река.

в) Град, водяной пар, снег, дождь.

3. А теперь следующее задание. Заполните пропуски в тексте:

Вода … растворитель. В ней растворяются твердые вещества.

Например… : жидкие вещества, например… газообразные вещества,

например…

В связи с этим в природе нельзя обнаружить… воды.

4. Игра «Лишнее свойство»

Задание: зачеркните свойство, которое не относится к воде.

Свойство:

а) Имеет цвет, не имеет цвета.

б) Имеет вкус, не имеет вкуса.

в) Имеет запах, не имеет запаха.

г) Непрозрачна, прозрачна.

д) Обладает текучестью, не обладает текучестью.

е) Быстро нагревается и быстро остывает, медленно нагревается и медленно остывает.

ж) Растворяет песок и мел, растворяет соль и сахар.

з) Имеет форму, не имеет форму.

На фоне музыки

Учитель:

Вода - чудный дар природный,

Живой текучий и свободный,

Картины нашей жизни красит.

В своих трех важных ипостасях.

То ручейком, то речкой вьется,

То из стакана наземь льется.

То застывает тонкой льдинкой,

Красиво названной снежинкой.

То обретает легкость пара:

Была - и вдруг ее не стало.

Великий труженик водица,

Ну как же ей не восхититься.

Она плывет к нам облаками,

Поит снегами и дождями,

И разрушает и наносит,

И так заботы нашей просит.

IV . Задание на дом § 23, задание 77 рабочая тетрадь. стр. 45

Вода - одно из самых распространенных соединений на Земле. Она есть не только в реках и морях; во всех живых организмах тоже присутствует вода. Без нее невозможна жизнь. Вода - хороший растворитель (в ней легко растворяются разные вещества). животных и сок растений состоят преимущественно из воды. Вода существует вечно; она постоянно переходит из почвы в атмосферу и организмы и обратно. Более 70% земной поверхности покрыто водой.

Что такое вода

Круговорот воды

Вода рек, морей, озер постоянно испаряется, превращаясь в мельчайшие капли водяного пара. Капли собираются вместе, образуя , из которых вода проливается на землю в виде дождя. В этом состоит круговорот воды в природе. В облаках пар охлаждаемся и возвращается на землю в виде дождя, снега или града. Сточные воды из канализации и с заводов очищаются и затем сбрасываются в море.

Водонапорная станция

Речная вода обязательно содержит при­меси, поэтому ее необходимо очищать. Вода поступает в водохранилища, где отстаивается и твердые частицы оседают на дно. Затем вода проходит через фильтры, задерживающие оставшиеся твердые частицы. Вода просачивается через слои чистого гравия, песка или активированного угля, где она очищается от грязи и твердых примесей. После фильтрации воду обрабатывают хлором, чтобы убить болезнетворные бактерии, после чего закачивают ее в резервуары и по­дают в жилые дома и на заводы. Прежде чем сточная вода уйдет в море, ее нужно очистить. На водоочистной станции ее пропус­кают через фильтры, задерживающие грязь, затем перекачивают в отстой­ники, где твердые частицы должны осесть на дно. Бактерии уничтожают остатки органических веществ, разлагая их на без­вредные компоненты.

Очистка воды

Вода - хороший растворитель, поэтому она обычно содержит примеси. Очистить воду можно с помощью дистилляции (см. статью « »), но более эффективный метод очистки - деионизация (обессоливание). Ионы - это атомы или молекулы, утратившие или приобретшие электроны и в силу этого получившие положительный или отрицательный заряд. Для деионизации берется вещество, называемое ионитом . В нем есть положительно зараженные ионы водорода (Н +) и отрицательно заряженные ионы гидроксида (ОН —) Когда загрязненная вода проходит через ионит, ионы примесей заменяются ионами водорода и гидроксида из ионита. Ионы водорода и гидроксида соединяются, образуя новые молекулы воды. Вода, прошедшая через ионит, уже не содержит примесей.

Вода как растворитель

Вода - превосходный растворитель, очень многие вещества легко растворяют­ся в ней (см. так же статью « «). Именно поэтому в природе ред­ко встречается чистая вода. В молекуле воды электрические заряды слегка разделены, так как атомы водорода располагаются с одной стороны молекулы. Из-за этого ионные соединения (соединения, состоящие из ионов) так легко растворяются в ней. Ионы заряжены, и молекулы воды притягивают их.

Вода, как и все растворители, может растворить только ограниченное количество вещества. Раствор называется насыщенным, когда растворитель не может растворить дополнительную порцию вещества. Обычно количество вещества, которое способен растворить растворитель, возрастает при нагревании. В горячей коде сахар растворяется легче, чем в холодной. Шипучие напитки - это водные ра­споры углекислого газа. Чем выше , тем большее количество газа способен поглотить раствор. Поэтому когда мы открываем банку с напитком и тем самым, уменьшаем давление, из напитка вырывается углекислый газ. При нагревании растворимость газов уменьшается. В 1 литре речной и морской воды обычно растворено около 0,04 грамма кислорода. Этого хватит водорослям, рыбам и другим обитателям морей и рек.

Жесткая вода

В жесткой воде растворены минералы, по­павшие туда из горных пород, по которым текла вода. В такой воде мыло плохо мылится, потому что оно вступает в реакции с минералами и образует хлопья. Существует жесткая вода двух видов; разница между ними в типе растворенных минералов. Тип минералов, растворенных в воде, зависит от типа горных пород, по которым течет вода (см. рис.). Временная жесткость воды возникает при реакции известняка с дождевой водой. Известняк - это нерастворимый карбонат кальция, а дождевая вода - слабый ра­створ угольной кислоты. Кислота вступает в реакцию с карбонатом кальция и образует гидрокарбонат, который растворяется в воде и придаст ей жесткость.

При кипении или испарении воды с временной жесткостью часть минералов выпадает в осадок, образуя накипь на дне чайника или сталактиты и сталагмиты в пещере. Вода с постоянной жесткостью содержит другие кальциевые и магниевые со­единения, например гипс. Эти минералы при кипячении не выпадают в осадок.

Умягчение воды

Удалить минералы, делающие воду жест­кой, можно путем добавления в раствор стиральной соды или путем ионного обмена - процесса, аналогичного деионизации воды при очистке. Вещество, содержащее ионы натрии, которые обмениваются с находящимися в воде ионами кальция и магния. В ионообменнике жесткая вода проходит через цеолит - вещество, содержащие натрий. В цеолите ионы кальция и магния замешаются на ионы натрия, которые не придают воде жесткости. Стиральная сода - это карбонат натрия. В жесткой воде она вступает в реакцию с соединениями кальция и магния. В результате получаются нерастворимые со­единения, не образующие хлопьев.

Загрязнение воды

Когда неочищенная вода с заводов и из домов попадает в моря и реки, происходит загрязнение воды. Если в воде слишком много отходов, бактерии, разлагающие органические вещества, размножаются и поглощают почти весь кис­лород. В такой воде выживают только болезнетворные бактерии, способные жить в воде без кислорода. Когда уровень растворенного а воде кислорода снижается, рыбы и растения умирают. В воду также попадает мусор, пестициды и нитраты из удобрении, ядовитые - свинец, ртуть. Ядовитые вещества, в том числе металлы, попадают в организм рыб, а от них - в организмы других животных и даже человека. Пестициды убивают микроорганизмы и животных, нарушая тем самым природный баланс. Удобрения с полей и моющие средства, содержащие фосфаты, попадая в воду, вызывают усиленный рост растений. Растения и бактерии, питающиеся мертвыми растениями, поглощают кис­лород, снижая его содержание в воде.

Краткая характеристика роли воды для организмов

Вода - важнейшее неорганическое соединение, без которого невозможна жизнь на . Это вещество является и важнейшей частью , и играет большую роль как внешний фактор для всех живых существ.

На планете Земля вода встречается в трех агрегатных состояниях: газообразном (пары в , жидком (вода в и туманообразная в атмосфере) и твердом (вода в ледниках, айсбергах и т.д.). Формула парообразной воды - Н 2 О, жидкой (Н 2 О) 2 (при Т = 277 К) и (Н 2 O) n - для твердой воды (кристаллы льда), где n = 3, 4, … (зависит от температуры - чем ниже температура, тем больше величина n). Молекулы воды объединяются в частицы с формулой (Н 2 O) n в результате образования особых химических связей, называемых водородными; такие частицы называются ассоциатами; за счет образования ассоциатов возникают более рыхлые структуры, чем жидкая вода, поэтому при температуре ниже 277 К плотность воды, в отличие от других веществ, не увеличивается, а уменьшается, в результате лед плавает на поверхности жидкой воды и глубокие водоемы не промерзают до дна, тем более что вода имеет малую теплопроводность. Это имеет большое значение для организмов, живущих в воде, - они не погибают при сильных морозах и выживают во время зимних холодов до наступления более благоприятных температурных условий.

Наличие водородных связей обусловливает высокую теплоемкость воды, что делает возможным жизнь на поверхности Земли, так как наличие воды способствует уменьшению перепада температур днем и ночью, а также зимой и летом, ведь при охлаждении вода конденсируется и тепло выделяется, а при нагревании вода испаряется, на разрыв водородных связей затрачивается и поверхность Земли не перегревается.

Молекулы воды образуют водородные связи не только между собой, но и с молекулами других веществ (углеводов, белков, нуклеиновых кислот), что является одной из причин возникновения комплекса химических соединений, в результате образования которого и возможно существование особого вещества - живого вещества, образующего различные .

Экологическая роль воды огромна и имеет два аспекта: она является как внешним (первый аспект), так и внутренним (второй аспект) экологическим фактором. Как внешний экологический фактор вода входит в состав абиотических факторов (влажность, среда обитания, составная часть климата и микроклимата). Как внутренний фактор вода играет большую роль внутри клетки и внутри организма. Рассмотрим роль воды внутри клетки.

В клетке вода выполняет следующие функции:

1) среда, в которой располагаются все органоиды клетки;

2) растворитель как для неорганических, так и для органических веществ;

3) среда для протекания различных биохимических процессов;

4) катализатор для реакций обмена между неорганическими веществами;

5) реагент для процессов гидролиза, гидратации, фотолиза и т.д.;

6) создает определенное состояние клетки, например тургор, что делает клетку упругой и механически прочной;

7) выполняет строительную функцию, состоящую в том, что вода входит в состав различных клеточных структур, например мембран, и т. д.;

8) является одним из факторов, объединяющих все клеточные структуры в единое целое;

9) создает электрическую проводимость среды, переводя неорганические и органические соединения в растворенное состояние, вызывая электролитическую диссоциацию ионных и сильно полярных соединений.

В организме роль воды состоит в том, что она:

1) выполняет транспортную функцию, так как переводит вещества в растворимое состояние, а полученные растворы за счет различных сил (например, осмотического давления и др.) перемещаются от одного органа к другому;

2) осуществляет проводящую функцию за счет того, что в организме содержатся растворы электролитов, способные проводить электрохимические импульсы;

3) связывает воедино отдельные органы и системы органов за счет наличия в воде особых веществ (гормонов), осуществляя при этом гуморальную регуляцию;

4) является одним из веществ, которые регулируют температуру тела организма (вода в виде пота выделяется на поверхность тела, испаряется, за счет чего теплота поглощается и организм охлаждается);

5) входит в состав пищевых продуктов и т. д.

Значение воды вне организма охарактеризовано выше (среда для обитания, регулятор температуры внешней среды и т. д.).

Для организмов большую роль играет пресная вода (содержание солей менее 0,3%). В природе химически чистой воды практически не существует, наиболее чистой является дождевая вода сельской местности, удаленной от крупных населенных пунктов. Для организмов пригодна вода, содержащаяся в пресных водоемах - реках, прудах, пресных озерах.

Вода – самое важное химическое соединение на Земле. Вода главный компонент всех живых организмов и той среды, в которой живёт и существует человек. Физические свойства воды резко отличаются от свойств других веществ, и характер этих различий определяет природу физического и биологического мира.

С течением времени жи вые организмы эволюционировали, что позволило им покинуть водную среду и перейти на сушу и подняться в воздух. Они приобрели эту спо собность, сохранив в своих организмах водный раствор в виде жидкой, составляющей ткани, плазмы крови и межклеточных жидкостей, содер жащих необходимый запас ионов и молекул.

Вода в отличие от органических растворителей хорошо растворяет соли, так как она обладает очень высокой диэлектрической проницаемостью (примерно 81 при комнатной температуре) и ее молекулы имеют тенденцию соединяться с ионами с обра зованием гидратированных ионов . Оба эти свойства обусловлены боль шим электрическим дипольным моментом 1 молекулы воды. И это свойство воды играет большую роль в развитии жизни и обмене веществ.

В воде происходит следующий процесс. Сила притяжения или отталкивания электрических зарядов обратно пропорциональна диэлектрической проницаемости среды, окружаю щей данные заряды. Это значит, что два противоположных электриче ских заряда взаимно притягиваются в воде с силой, равной 1/80 силы их взаимного притяжения в воздухе (или в вакууме). Поэтому, если кристалл соли хлорида натрия находится в воде, то образующие его ионы отделяются от кристалла значительно легче, чем если бы кристалл на ходился на воздухе, поскольку электростатическая сила, притягивающая ион обратно к поверхности кристалла из водного раствора, составляет лишь 1/80 силы притяжения данного иона из воздуха. Поэтому не удивительно, что при комнатной температуре тепловое движение не может вызвать переход ионов из кристалла в воздух, но в то же время тепло вого движения ионов вполне достаточно для преодоления относительно-слабого притяжения, когда кристалл окружен водой, что и приводит к переходу большого числа ионов в водный раствор.

Гидратация иона

При растворении солей в воде образуются гидратированные ионы . Образование гидратированных ионов приводит к стабилизации ионов в растворах воды. Каждый отрицательный ион притягивает положительные концы нескольких ближайших молекул воды и стремится удержать их около себя.

Положительные ионы, которые обычно меньше анионов, притягивают воду еще сильнее; каждый катион притягивает отрицательные концы молекул воды и прочно связывает несколько молекул, удерживая их около себя; при этом образуется гидрат, кото рый может быть весьма устойчивым, особенно в случае катионов, несу щих двойной или тройной положительный заряд.

Число молекул воды, присоединенных к данному катиону, его лигандность, определяется размерами катиона. Лигандность атома равна числу атомов, связанных с ним или находящихся с ним в контакте. Лигандность также называется координационным числом .

В воде небольшой катион Ве 2 + образует тетрагидрат Be(OH 2) 4 2+ . Несколько большие ионы, например Mg 2+ или Аl 3+ , образуют гексагидраты Mg(OH 2) 6 2+ , Аl(ОН 2) 6 3+ (рисунок 1 ).

Рисунок 1. Структура гидратированных ионов Be ( OH 2 ) 4 2+ и А l (ОН 2 ) 6 3+ .

В гидратированных ионах силы взаимодействия между катионами и молекулами воды настолько велики, что ионы часто удерживают вокруг себя слой из молекул воды даже в кристаллах. Такая вода называется кристаллизацион но й. Этот эффект ярче проявляется в случае двухи трехзарядных катио нов, чем в случае однозарядных. Например, тетрагидратный комплекс Ве(ОН 2) 4 2+ встречается в различных солях, в том числе в ВеСО 3 . 4Н 2 О, ВеС1 2 . 4Н 2 О и BeSO 4 . 4H 2 O и несомненно присутствует в растворе.

MgCl 2 6 H 2 O А1С1 3 6Н 2 О

Mg(C1 О 3 ) 2 6H 2 O KA1(S0 4 ) 2 12H 2 O

Mg(C1 О 4 ) 2 6 Н 2 0 Fe(NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2 6H 2 O

MgSiF 6 6H 2 O Fe(NO 3 ) 2 6H 2 O

NiSnCl 3 6H 2 O FeCl 3 6H 2 O

В таком кристалле, как FeSO 4 . 7H 2 O, шесть молекул воды присоединены к иону железа в виде комплекса Fe(OH 2) 6 2+ , а седьмая зани мает в кристалле иное положение, располагаясь вблизи иона сульфата.

В квасцах KAl(SO 4) 2 . 12H 2 О шесть молекул воды из двенадцати связа ны с ионом алюминия, а остальные шесть расположены вокруг иона калия.

Существуют также кристаллы, в которых катионы лишены некото рой доли или всех молекул воды. Так, сульфат магния образует три кристаллических соединения: MgSO 4 . 7H 2 O, MgSO 4 . H 2 O и MgSO 4 .

Устойчивость ионов в водном растворе является результатом такого распределения электрического заряда между определенным числом атомов, при котором ни один атом не проявляет значительного откло нения от электронейтральности. Рассмотрим гидратированные катионы Ве(ОН 2) 4 2+ и А1(ОН 2) 6 3+ , представленные на рисунке 1. Как бериллий, так и алюминий имеют электроотрицательность 1,5, а электроотрицательность кислорода равна 3,5. Разность электроотрицательностей соответствует ионности, немного превышающей 50%, достаточной для перемещения половины электрического заряда каждой связи на центральный атом, оставляя его примерно нейтральным. Связи О-Н могут иметь на 25% ионный характер, при этом весь заряд ионов перей дет на восемь атомов водорода в Ве(ОН 2) 4 2+ и на двенадцать атомов водорода в А1(ОН 2) 6 3+ , каждый из которых будет иметь заряд ¼ + Кроме того, каждый из этих атомов водорода может участвовать в образовании слабой связи с другой молекулой воды таким образом, что его заряд будет нейтрализоваться взаимодействием с электронной па рой атома кислорода, и тогда общий заряд гидратированных катионов Ве(ОН 2) 4 (ОН 2) 8 2+ и Al(OH 2) 6 (OH 2) 12 3+ будет распределен между наи более отдаленными атомами водорода, каждый из которых будет иметь заряд 1/8 + . Фактически такая электрическая поляризация воды распро страняется на большие расстояния; это и обусловливает высокую ди электрическую проницаемость воды.

Известно, что при образовании в водных растворах водородных связей такими молекулами, как Н 3 РО 4 , все четыре атома кислорода могут стать почти эквивалентными, обеспечивая почти полный резонанс двой ной связи между четырьмя положениями. При таком резонансе каждый атом кислорода имеет валентность 1 1 /4, удовлетворяя по связям фосфор и оставляя 3 /4 на связь с водородом. Если каждая из трех групп ОН использует свой атом водорода на образование слабой связи (в ¼ свя зи) с атомом кислорода молекулы воды, то остальные ¾ связи ока жутся достаточными, чтобы сделать атомы кислорода фосфата электрически нейтральными. Точно так же фосфатный кислород без атома во дорода может образовать слабые (в ¼) связи с атомами водорода трех соседних молекул воды, что делает его тоже электрически нейтральным.

Каждый из четырех атомов кислорода жизненно-важного фосфат-иона РО 4 3 подобным же образом может образовать водородные связи с тремя молекула ми воды. Электрический заряд гидратированного иона PO 4 (HOH) 12 3 будет тогда распределен между двенадцатью внешними атомами кис лорода, каждый с зарядом ¼-. Аналогичные гидратированные струк туры образуются ионами (НО) 2 РО 2 - и НОРО 3 2- , которые присутствуют почти в равных количествах в живых организмах.

Клатратные соединения

Благородные газы (аргон и др.), простые углеводороды и многие другие вещества образуют с водой так называемые кристаллические гидраты; так, ксенон образует гидрат Хе. 5 3 /4 Н 2 О, устойчивый примерно при 2°С и парциальном давлении ксенона 1 атм; метан образует аналогичный гидрат CH 4 . 5 3 /4 Н 2 О.

Рентгеноскопические исследования показали, что эти кристаллы имеют структуру, в которой молекулы воды образуют благодаря водородным связям решетку, напоминающую решетку льда; в ней каждая молекула воды окружена четырьмя другими молекулами, расположенными в вершинах тетраэдра на расстоянии 276 пм, но с более открытым расположением молекул, что обусловливает образование полостей (в форме пентагональных додекаэдров или других многогранников с пентагональными или гексагональными гранями), достаточно больших, чтобы в них могли помещаться атомы газов или другие молекулы (рисунок 2 ). Кри сталлы такого типа называют клатратными кристаллами .

Структура гидрата ксенона и гидратов аргона, криптона, метана, хлора, брома, сероводорода и некоторых других веществ показана на рис. 2. Кубическая ячейка данной структуры имеет ребро около 1200 пм и содержит 46 молекул воды.

Рисунок 2. Структура клатратного кристалла гидрата ксенона.

Атомы ксенона занимают пустоты (восемь на кубическую ячейку) в трехмерной решетке, образо ванной молекулами воды с участием водородных связей (46 молекул на кубическую ячейку). Рас стояние О-Н О равно 276 пм, как в кристалле льда. Два атома ксенона при атомах кислорода О О О и ½ ½ ½ находятся в центрах почти правильных пентагональных додекаэдров. Остальные шесть атомов ксенона при О ¼ ½; O ¾ ½; ½ O ¼; 1/2 O ¾; ¼ ½ O находятся в центрах четырнадцатигранников. Каж дый четырнадцатигранник (один из них выделен в центре рисунка) имеет 24 вершины (молекулы воды), две шестиугольные грани и 12 пятиугольных граней.

Гидрат хлороформа СНС1 3 . 17Н 2 О имеет несколько более сложную структуру, в которой молекула хлороформа окружена 16-сторонним многогранником, образованным 28 мо лекулами воды. Можно получить также клатратные соединения, в которых кри сталлическая решетка с водородными связями образована органически ми молекулами, например молекулами мочевины (H 2 N) 2 CO.

Была предложена интересная интерпретация механизма действия химически инертных анестезирующих средств, например галотана F 3 CCBrClH и ксенона. Согласно этому механизму, анестезирующее вещество нарушает водную структуру межклеточной или внутриклеточ ной жидкости путем образования клатратных структур, воздействую щих на нормальные межклеточные системы связи. Местные анестези рующие средства отличаются по механизму своего действия. Их молекулы могут образовать водородные связи, и, вероятно, анестезирующее действие является результатом соединения молекул анестезиру ющего вещества с белковыми молекулами или другими молекулами, входящими в состав нервов.

Другие растворители электролитов

Помимо воды и некоторые другие жидкости могут служить ионизирующими растворителями электролитов с образованием растворов, проводящих электрический ток. К таким жидкостям относятся перекись водорода, фтористый водород, жидкий аммиак и цианистый водород. Подобно воде, все эти жидкости имеют большую диэлектрическую прони цаемость. Жидкости с малой диэлектрической проницаемостью, такие, как бензол или сероуглерод, не являются ионизирующими растворите лями.

Жидкости с большой диэлектрической проницаемостью иногда называют полярными жидкостями .

Высокая диэлектрическая проницаемость воды, обуславливающая поразительную способность воды растворять вещества ионного строе ния, отчасти является следствием того, что вода способна образовывать водородные связи. Благодаря этим связям молекулы воды располагаются так, чтобы частично нейтрализовать электрическое поле. Водород ные связи образуются также и в других жидкостях - в перекиси водо рода, фтористом водороде, аммиаке (температура кипения - 33,4 °С), цианистом водороде], которые способны растворять вещества, облада ющие ионным строением.

Растворимость

Изолированная система находится в равновесии, когда ее свойства, в частности распределение компонентов между фазами, остаются по стоянными в течение длительного времени.

Если находящаяся в равновесии система состоит из раствора и другой фазы, представляющей собой один из компонентов раствора в виде чистого вещества, то концентрация этого вещества в растворе на зывается растворимостью данного вещества. Раствор в этом случае называют насыщенным .

Например, раствор буры при 0°С, содержащий 1,3 г безводного тетрабората натрия Na 2 B 4 O 7 в 100 г воды, находится в равновесии с твердой фазой Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 О (декагидратом тетрабората натрия); со временем эта система не изменяется, состав раствора остается постоянным. Растворимость Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 О в воде составляет, следовательно, 1,3 г Na 2 B 4 O 7 на 100 г или, учитывая гидратационную воду, 2,5 г Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 О на 100 г воды.

Изменение в твердой фазе

Растворимость Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 О с повышением температуры быстро возрастает; при 60 °С растворимость достигает уже 20,3 г Na 2 B 4 O 7 на 100 г. (рисунок 3 ). При нагревании системы до 70 °С и выдерживании в течение некоторого времени при этой температуре наблюдается новое явление - появляется третья фаза - кристаллическая, имеющая состав Na 2 B 4 O 7 . 5H 2 О, а прежняя кристаллическая фаза исчезает. При этой температуре растворимость декагидрата выше, чем растворимость пентагидрата; раствор, насыщенный декагидратом, оказывается пересы щенным по отношению к пентагидрату, и поэтому из такого раствора выпадают кристаллы пентагидрата. Чтобы вызвать процесс кристаллизации, иногда к раствору необходимо доба вить «затравку» (небольшие кристаллики вещества, которое растворено в данном растворе). В дальнейшем идет процесс рас творения неустойчивой фазы и кристаллизации устойчивой до тех пор, пока неустойчивая фаза не исчезнет. Третий гидрат тетрабората натрия - кернит Na 2 B 4 O 7 . 4H 2 О - обладает большей растворимостью, чем два других.

Рисунок 3. Растворимость Na 2 SO 4 . 10 H 2 O

В рассмотренном случае декагидрат менее растворим, чем пентагидрат при температуре до 61 °С, и он является, следовательно, устой чивой фазой ниже этой температуры. Кривые растворимости этих двух гидратов пересекаются при 61 °С, причем выше этой температуры пентагидрат устойчив в контакте с раствором.

В устойчивой твердой фазе, помимо сольватации, могут происходить и другие процессы. Так, ромбическая сера в определенных рас творителях менее растворима, чем моноклинная, при температурах ни же 95,5 °С, т. е. ниже температуры взаимного превращения этих двух форм; выше указанной температуры моноклинная форма менее раство рима. Принципы термодинамики требуют, чтобы температура, при ко торой кривые растворимости двух форм вещества пересекаются, была одной и той же для всех растворителей и в то же время была температурой, при которой пересекаются кривые давления насыщенного пара.

Зависимость растворимости от температуры

Растворимость вещества с повышением температуры может увели чиваться или уменьшаться. В этом отношении убедительным примером служит сульфат натрия. Растворимость Na 2 SO 4 . 10H 2 O (устойчивая твердая фаза ниже 32,4 °С) очень быстро возрастает с повышением температуры, увеличиваясь от 5 г Na 2 SO 4 на 100 г воды при 0°С до 55 г при 32,4°С. Выше 32,4 °С устойчивой твердой фазой является Na 2 SO 4 ; растворимость этой фазы быстро уменьшается с повышением темпера туры: от 55 г при 32,4 °С до 42 г при 100 °С (рисунок 4 ).

Рисунок 4. Растворимость Na 2 SO 4 . 10 H 2 O в зависимости от температуры

Растворимость большинства солей с повышением температуры возрастает; растворимость многих солей (NaCl, К 2 СrO 7) только немного изменяется с повышением температуры; и лишь некоторые соли, напри мер Na 2 SO 4 , FeSO 4 . H 2 O и Na 2 CO 3 . H 2 O, обладают растворимостью, уменьшающейся с повышением температуры (рисунок 4 и рисунок 5 ).

Рисунок 5. Кривые растворимости некоторых солей в воде

Зависимость растворимости от природы растворенного вещества и растворителя

Растворимость веществ сильно меняется в разных растворителях., Тем не менее установлено несколько общих правил, относящихся к растворимости, которые применимы главным образом к органическим со единениям.

Одно из этих правил гласит, что вещество имеет тенденцию растворяться в таких растворителях, которые химически подобны ему. Так, углеводород нафталин С 10 Н 8 обладает высокой растворимостью в бен зине, представляющем собой смесь углеводородов, несколько меньшей растворимостью - в этиловом спирте С 2 Н 5 ОН, молекулы которого состоят из коротких углеводородных цепей с гидроксильными группами, и очень плохой растворимостью - в воде, которая сильно отличается от углеводородов. В то же время борная кислота В(ОН) 3 , являющаяся гидроокисью, обладает умеренной растворимостью в воде и в спирте, т. е. в веществах, которые содержат гидроксильные группы, и нерастворима в бензине. Три указанных растворителя сами подтверждают то же правило: как бензин, так и вода смешиваются со спиртом (раство ряются в нем), в то время как бензин и вода взаимно растворяются лишь в очень небольших количествах.

Этим фактам можно дать следующее объяснение: углеводородные группы (состоящие только из атомов углерода и водорода) взаимно притягиваются очень слабо, о чем свидетельствуют более низкие тем пературы плавления и кипения углеводородов по сравнению с другими веществами приблизительно такой же молекулярной массы. В то же время между гидроксильными группами и молекулами воды существу ет очень сильное межмолекулярное притяжение; температуры плавле ния и киления воды лежат выше соответствующих температур любого другого вещества с небольшой молекулярной массой. Такое сильное притяжение обусловлено частично ионным характером связей О-Н, благодаря чему на атомы накладывается электрический заряд. Поло жительно заряженные атомы водорода притягиваются затем к отрица тельно заряженным атомам кислорода других молекул, образуя водо родные связи и прочно удерживая молекулы вместе.

Термин гидрофильный часто применяют по отношению к веществам или группам, притягивающим воду, а термин гидрофобный применяют по отношению к веществам или группам, отталкивающим воду и при тягивающим углеводороды. В действительности молекулы гидрофобного вещества воздействуют силами электронного вандерваальсова притяжения как на молекулы воды, так и на молекулы углеводородов. Растворимость паров воды, например, в керосине (смеси углеводородов) при 25 °С и давлении 0,0313 атм (т. е. при давлении насыщенного пара над жидкой водой при этой температуре) составляет 72 мг в 1 кг рас творителя, в то время как растворимость метана при том же парци альном давлении несколько меньше-10 мг в 1 кг керосина. Молекулы воды притягиваются молекулами керосина несколько сильнее, нежели молекулы метана. Различие между водой и метаном заключается в том, что при более высоких парциальных давлениях пары воды конденси руются в жидкость, которая стабилизируется межмолекулярными во дородными связями, тогда как метан продолжает оставаться газом.

Растворимость метана в полярных растворителях почти та же, что и в неполярных; в спиртах от метанола СН 3 ОН до пентанола (амилового спирта) С 5 Н 11 ОН растворимость метана составляет 72-80% зна чения для керосина. Силы вандерваальсова притяжения молекул рас творителя в отношении молекул метана остаются почти одинаковыми для разных растворителей. С другой стороны, растворимость водяных паров при давлении 0,313 атм в амиловом спирте в 1400 раз больше, чем в керосине, и вода смешивается в любых соотношениях с легкими спиртами.

Вещества, состоящие из небольших неполярных молекул, например кислород, азот и метан, растворяются в воде примерно в 10 раз хуже, чем в неполярных растворителях. Вещества, состоящие из более крупных неполярных молекул, по существу не растворяются в воде, но, как правило, хорошо растворяются в неполярных растворителях. Вода как бы противодействует включению этих молекул, поскольку образование необходимых для этого пустот сопряжено с разрывом или деформацией водородных связей между молекулами воды. Соединения, подобные бен зину и нафталину, не растворяются в воде, поскольку их молекулы в растворе мешали бы молекулам воды образовывать столь же большое число прочных водородных связей, как в чистой воде; с другой сторо ны, борная кислота растворима в воде потому, что уменьшение числа связей между молекулами воды компенсируется образованием прочных водородных связей между молекулами воды и гидроксильными группа ми молекул борной кислоты.

Растворимость солей и гидроокисей в воде

При изучении неорганической химии, особенно качественного анализа, полезно знать примерную растворимость широко применяющихся веществ. Простые правила растворимости приведены ниже. Эти прави ла применимы к соединениям обычных катионов: Na + , K + , NH 4 + , Mg 2+ , Са 2+ , Sr 2 +, Ва 2 +, Al 3+ , Cr 3+ , Mn 2+ , Fe 2 +, Fe 3+ , Co 2 +, Ni 2 +, Cu 2 +, Zn 2 +, Ag+, Cd 2 +, Sn 2+ , Hg 2 2+ , Hg 2+ и РЬ 2 +. Когда говорят, что вещество «рас творимо», то под этим понимают, что растворимость его превышает при мерно 1 г в 100 мл (примерно 0,1 М по катиону), а когда говорят, что вещество «нерастворимо», то это значит, что растворимость его не превышает 0,1 г в 100 мл (приблизительно 0,01 М): вещества с растворимостью в этих пределах или близких к ним называют умеренно раство римыми.

Класс растворимых веществ:

Все нитраты растворимы.

Все ацетаты растворимы.

Все хлориды , бромиды и иодиды растворимы, за исключением со ответствующих соединений серебра, ртути (I) (ртути со степенью окис ления + 1) и свинца. Соединения РbС1 2 и РbВr 2 умеренно растворимы в холодной воде (1 г в 100 мл при 20 °С) и лучше растворимы в горячей воде (3 и 5 г в 100 мл при 100°С соответственно).

Все сульфаты растворимы, за исключением сульфатов бария, строн ция и свинца. Умеренно растворимы CaSO 4 , Ag 2 SO 4 и Hg 2 SO 4 .

Все соли натри я , калия и аммония растворимы: исключение составляют NaSb(OH) 6 (антимонат натрия), K 2 PtCl 6 (гексахлрроплатинат калия), (NH 4) 2 PtCl 6 , К 3 Со(ТО 2) 6 (гексанитрокобальтат калия), (NH 4)зСо(NO 2) 6 и КсlO 4 .

Класс нерастворимых веществ :

Все гидроокиси нерастворимы, за исключением гидроокисей щелочных металлов, аммония и бария; Са(ОН) 2 и Sr(OH) 2 умеренно растворимы.

Все средние карбонаты и фосфаты нерастворимы, за исключением соответствующих соединений щелочных металлов и аммония. Многие кислые карбонаты и фосфаты, например Са(НСО 3) 2 иСа(Н 2 РО 4) 2 , растворимы.

Все сульфиды , за исключением сульфидов щелочных металлов, аммония и щелочноземельных металлов, нерастворимы.

К. х. н. О. В. Мосин

Литературный источник : Л. Полинг, П. Полинг. / перевод М. В. Сахарова. Ред. М. Л. Карапетьянц. Химия., Москва 1978 г.

Маргарита Халисова
Конспект занятия «Вода - растворитель. Очищение воды»

Тема : Вода – растворитель . Очищение воды .

Цель : закрепить понимание того, что вещества в воде не исчезают, а растворяются .

Задачи :

1. Выявить вещества, которые растворяются в воде и которые не растворяются в воде .

2. Познакомить со способом очистки воды – фильтрованием .

3. Создать условия для выявления и проверки различных способов очистки воды .

4. Закрепить знания о правилах безопасного поведения при работе с различными веществами.

5. Развивать логическое мышление путем моделирования проблемных ситуаций и их решения.

6. Воспитывать аккуратность и безопасное поведение при работе с различными веществами.

7. Воспитывать интерес к познавательной деятельности, экспериментированию.

Образовательные области :

Познавательное развитие

Социально – коммуникативное развитие

Физическое развитие

Словарная работа :

обогащение : фильтр, фильтрование

активизация : воронка

Предварительная работа : беседы о воде, её роли в жизни человека; проводили наблюдения за водой в детском саду, дома; опыты с водой; рассматривали иллюстрации на тему «Вода » ; знакомились с правилами безопасности во время исследования и экспериментирования; загадывание загадок о воде; чтение художественной литературы, экологические сказки; игры о воде.

Демонстрационно-наглядный материал : кукла в синем костюме «Капелька» .

Раздаточный материал : стаканы пустые, с водой; растворители : сахар, соль, мука, песок, пищевой краситель, растительное масло ; пластмассовые ложечки, воронки, марлевые салфетки, ватные диски, фартуки клеёнчатые, кружки с чаем, лимон, варенье, одноразовые тарелки, клеёнка на столы.

Ход НОД

Воспитатель : - Ребята, прежде чем начать с вами беседу, я хочу загадать вам загадку :

В морях и реках обитает

Но часто по небу летает.

А как наскучит ей летать

На землю падает опять. (вода )

Догадались, о чём будет беседа? Правильно, о воде. Мы уже знаем, что вода – это жидкость .

Давайте вспомним какие свойства воды мы с вами установили с помощью опытов на других занятиях . Перечислите.

Дети :

1. У воды нет запаха .

2. Нет вкуса.

3. Она прозрачная.

4. Бесцветная.

5. Вода принимает форму того сосуда, в который её наливают.

6. Имеет вес.

Воспитатель : - Правильно. А хотите опять поэкспериментировать с водой. Для этого нужно нам ненадолго превратиться в учёных и заглянуть в нашу лабораторию экспериментирования :

Вправо, влево повернись,

В лаборатории окажись.

(дети подходят к мини-лаборатории) .

Воспитатель : - Ребята, посмотрите, кто опять у нас в гостях? И что нового появилось в лаборатории?

Дети : - «Капелька» , внучка деда Зная и красивая коробка.

Хотите узнать что лежит в этой коробке? Отгадайте загадки :

1. Отдельно – я не так вкусна,

Но в пище – каждому нужна (соль)

2. Я бел как снег,

В чести у всех.

В рот попал –

Там и пропал. (сахар)

3. Из меня пекут ватрушки,

И оладьи, и блины.

Если делаете тесто,

Положить меня должны (мука)

4. Жёлтое, а не солнце,

Льётся, а не вода ,

На сковороде пенится,

Брызгается и шипит (масло)

Пищевой краситель – применяется в кулинарии для украшения тортов, покраски яиц.

Песок – для строительства, играть с ним в песочнице.

Дети рассматривают пробирки с веществами.

Воспитатель : - Все эти вещества принесла «Капелька» для того, чтобы мы помогли ей разобраться в том, что произойдёт с водой при взаимодействии с ними.

Воспитатель : - Что нам нужно для того, чтобы начать нашу работу с водой?

Дети : - Фартуки.

(дети надевают клеёнчатые фартуки и подходят к столу, где на подносе стоят стаканы с чистой водой).

Воспитатель : - Давайте вспомним правила, перед тем как начать работу с этими веществами :

Дети :

1. Нельзя пробовать вещества на вкус – есть возможность отравиться.

2. Нюхать надо осторожно, так как вещества могут быть очень едкими и можно обжечь дыхательные пути.

Воспитатель : - Данил покажет, как правильно это делать (направляя запах от стакана ладошкой) .

I. Исследовательская работа :

Воспитатель : - Ребята, как вы думаете, что изменится, если растворить эти вещества в воде ?

Выслушиваю предполагаемый результат детей до смешивания веществ с водой.

Воспитатель : - Давайте проверим.

Предлагаю детям взять каждому стакан с водой.

Воспитатель : - Посмотрите и определите, какая там вода ?

Дети : - Вода прозрачная , бесцветная, без запаха, холодная.

Воспитатель : - Возьмите пробирку с веществом, которое вы выбрали и растворите в стакане с водой , помешивая ложечкой.

Рассматриваем. Выслушиваю ответы детей. Правильно ли они предполагали.

Воспитатель : - Что произошло с сахаром, солью?

Соль и сахар быстро растворяются в воде , вода остаётся прозрачной , бесцветной.

Мука тоже растворяются в воде , но вода становится мутной .

Но после того как вода немного постоит , мука оседает на дно, но раствор продолжает оставаться мутным.

Вода с песком стала грязной, мутной, если больше не мешать, то песок опустился на дно стакана, его видно, т. е. он не растворился .

Порошок пищевого растворителя быстро изменил цвет воды , значит, растворяется хорошо .

Масло не растворяется в воде : оно либо растекается по её поверхности тонкой плёнкой, либо плавает в воде в виде жёлтых капелек.

Вода – растворитель ! Но не все вещества растворяются в ней .

Воспитатель : - Ребята, мы с вами поработали и «Капелька» предлагает нам отдохнуть.

(Дети садятся за другой стол и проводится игра.

Игра : «Угадай напиток на вкус (чай) ».

Чаепитие с разными вкусами : сахаром, вареньем, лимоном.

II Экспериментальная работа.

Подходим к 1 столу.

Воспитатель : - Ребята, а можно ли воду очистить от этих веществ, которые мы растворяли ? Вернуть ей прежнее состояние прозрачности, без осадка. Как это сделать?

Предлагаю взять свои стаканы с растворами и подойти ко 2 столу.

Воспитатель : - Можно её профильтровать. Для этого нужен фильтр. Из чего можно сделать фильтр? Мы сделаем его с помощью марлевой салфетки и ватного диска. Показываю (в воронку вкладываю марлевую салфетку, сложенную в несколько слоёв, ватный диск и ставлю её в пустой стакан).

Делаем фильтры с детьми.

Показываю способ фильтрования, а затем дети сами фильтруют воду с веществом, который они выбрали.

Напоминаю, чтобы дети не торопились, вливали маленькой струйкой раствор в воронку с фильтром. Говорю пословицу : «Поспешишь – людей насмешишь» .

Рассматриваем, что же произошло после фильтрования воды с разными веществами.

Масло удалось отфильтровать быстро, потому что оно не растворилось в воде , на фильтре хорошо видны следы масла. Так же произошло с песком. Практически не отфильтровались вещества, которые хорошо растворились в воде : сахар, соль.

Вода с мукой после фильтрования стала более прозрачной. Большая часть муки осела на фильтре, только совсем маленькие частицы проскользнули сквозь фильтр и оказались в стакане, поэтому вода не совсем прозрачная.

После фильтрования красителя цвет фильтра изменился, но отфильтрованный раствор тоже остался цветным.

Итог НОД :

1. Какие вещества растворяются в воде ? – сахар, соль, краситель, мука.

2. Какие вещества не растворяются в воде – песок , масло.

3. С каким способом очистки воды мы познакомились ? – фильтрование.

4. С помощью чего? – фильтра.

5. Все ли соблюдали правила безопасности? (один пример) .

6. Что интересного (нового) вы сегодня узнали?

Воспитатель : - Вы сегодня узнали что вода – растворитель , проверили какие вещества растворяются в воде и как можно очистить воду от разных веществ.

«Капелька» благодарит вас за оказанную помощь и дарит вам альбом для зарисовки опытов. На этом наши исследования закончены, возвращаемся из лаборатории в группу :

Вправо, влево повернись.

В группе снова очутись.

Литература :

1. А. И. Иванова Экологические наблюдения и эксперименты в детском саду

2. Г. П. Тугушева, А. Е. Чистякова Экспериментальная деятельность детей среднего и старшего дошкольного возраста СПб : Детство-Пресс 2010.

3. Познавательно исследовательская деятельность старших дошкольников - Ребёнок в детском саду №3,4,5 2003год.

4. Исследовательская деятельность дошкольника - Д/в №7 2001год.

5. Экспериментирование с водой и воздухом – Д/В №6 2008год.

6. Экспериментальная деятельность в детском саду – Воспитатель ДОУ №9 2009год.

7. Игры – экспериментирования младшего дошкольника – Дошкольная педагогика №5 2010год.