16. Нерастворимые в воде вещества

Определения и обозначения

Нерастворимое в воде вещество — вещество, которое при смешивании с водой не образует раствора и остаётся отдельными частицами. Например, песчинки не исчезают в воде, даже если их какое-то время не видно. Это определение помогает отличить растворение от простого перемешивания веществ.

Взвесь — смесь воды с мелкими частицами нерастворимого вещества, распределёнными в воде. Из-за этих частиц смесь часто выглядит мутной, хотя вещество не растворилось. Понятие нужно, чтобы описывать смесь, в которой частицы пока не опустились на дно.

Осадок — частицы нерастворимого вещества, которые опустились на дно сосуда. Так может произойти, если воду с песком или мелом оставить в покое. Слово помогает назвать то, что отделилось от воды и оказалось внизу.

Фильтрование — способ отделения нерастворимого вещества от воды с помощью фильтра. Вода проходит через маленькие поры фильтра, а достаточно крупные частицы остаются на нём. Это понятие нужно, чтобы понимать, как разделить смесь, не дожидаясь оседания всех частиц.

Как это устроено

Когда нерастворимое вещество смешивают с водой, его частицы не распадаются на такие мелкие части, чтобы равномерно смешаться с водой. Поэтому они сохраняются отдельно и могут быть заметны в смеси. Чем больше частиц и чем они крупнее, тем легче увидеть их или заметить, что вода стала мутной.

Если взвесь оставить в покое, частицы постепенно движутся вниз и собираются на дне. Это происходит потому, что частицы вещества оседают в воде, а вода не удерживает их в смеси навсегда. Крупные частицы обычно опускаются быстрее мелких; на скорость также влияет, сколько частиц находится в воде.

Отстаивание — это ожидание, пока частицы осядут, и последующее осторожное сливание воды. Когда осадок лежит на дне, верхняя часть воды становится чище, поэтому её можно отделить, не поднимая частицы со дна. Если двигать сосуд резко или лить слишком быстро, осадок снова перемешается с водой.

При фильтровании смесь пропускают через материал с мелкими порами. Частицы нерастворимого вещества крупнее этих пор и задерживаются на фильтре, а вода проходит сквозь него. Поэтому после фильтрования на фильтре остаются частицы, а в сосуд попадает вода; растворённые вещества при этом обычно проходят вместе с водой.

Песок, мел и глина — примеры веществ, которые не растворяются в воде. Их частицы могут иметь разный размер и по-разному долго оставаться во взвеси. В итоге они могут дать осадок, а отделить их от воды можно отстаиванием или фильтрованием, если частицы задерживаются выбранным фильтром.

Как ведут себя в воде разные нерастворимые вещества

Сравнивай сначала вид смеси после перемешивания, а затем то, что происходит, когда она стоит спокойно. По последнему столбцу можно выбрать способ разделения: дождаться оседания или пропустить смесь через фильтр. Скорость оседания может различаться, потому что частицы у веществ имеют разный размер.

Разбор задач

Песок в стакане с водой

Условие. В стакан с водой насыпали песок и перемешали. Нужно определить, образовался ли раствор, и назвать, что будет видно в стакане.

1. Проверяем, исчезли ли песчинки как отдельные частицы. Песок не растворяется в воде, значит, он не образует с ней раствор.
2. После перемешивания частицы песка распределяются в воде. Крупные песчинки можно увидеть, а мелкие частицы на время делают воду мутной.
3. Называем такую смесь: если частицы распределены в воде, это взвесь. Если оставить стакан в покое, песок будет постепенно оседать.

Ответ. Раствор не образовался. В стакане видны частицы песка или мутная взвесь; со временем на дне появится осадок.

Вода с мелом

Условие. Воду с мелом оставили в покое. Нужно описать изменение смеси и предложить способ отделить воду от мела.

1. Мел не растворяется, поэтому его частицы остаются в воде отдельными. Пока они распределены в смеси, вода может выглядеть мутной.
2. В спокойной воде частицы постепенно опускаются на дно. Собравшиеся внизу частицы мела называют осадком.
3. Когда осадок отделился, верхнюю воду осторожно сливают в другой сосуд. Если частицы ещё остаются во взвеси, можно пропустить смесь через фильтр.

Ответ. Частицы мела осядут на дно, а вода станет чище. Воду можно осторожно слить после отстаивания или отделить от частиц фильтрованием.

Смесь воды и глины

Условие. Смесь воды и глины нужно разделить. Требуется выбрать способ и объяснить, что останется на фильтре, а что пройдёт через него.

1. Глина в воде не растворяется, а её частицы образуют мутную взвесь. Значит, для разделения подойдёт фильтрование.
2. Смесь пропускают через фильтр. Поры фильтра пропускают воду, но задерживают частицы глины, если они крупнее пор.
3. Проверяем результат по обеим частям смеси: на фильтре собираются частицы глины, а в сосуд стекает вода. Если часть воды всё ещё мутная, фильтр мог пропустить очень мелкие частицы.

Ответ. Смесь нужно профильтровать. Частицы глины останутся на фильтре, а вода пройдёт через его поры.

Типичные ошибки

Ошибка: считать мутную воду раствором. Мутность часто появляется потому, что в воде распределены отдельные частицы, а не потому, что вещество растворилось. Так ошибаются, потому что частицы могут быть мелкими и неразличимыми по отдельности. Проверь себя: подожди, появится ли осадок, или воспользуйся фильтром.

Ошибка: думать, что вещество исчезло, если его не видно. Очень мелкие частицы могут оставаться во взвеси, даже когда глаз их не различает. Кажется, что вещество пропало, потому что оно распределилось по всему объёму воды. Проверь смесь отстаиванием или фильтрованием и посмотри, появятся ли частицы на дне или фильтре.

Ошибка: смешивать понятия осадка и раствора. Осадок состоит из частиц, которые опустились на дно, а раствор выглядит однородным. Путаница возникает, когда не замечают, что частицы могут быть не видны сразу после перемешивания. Проверь себя: у осадка есть отдельные частицы и место, где они собрались, а в растворе их не видно.

Ошибка: ждать, что фильтр задержит растворённое вещество. Растворённые частицы проходят через поры вместе с водой, а фильтр задерживает нерастворимые частицы подходящего размера. Ошибку допускают, потому что фильтр называют способом очистки воды, не уточняя, от чего именно её очищают. Проверь, образует ли примесь отдельные частицы: фильтрование подходит для взвеси, но не для растворённого вещества.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в этой теме, нужно знать, что вещества могут смешиваться с водой, а смеси бывают однородными и неоднородными. В растворе смесь выглядит однородной, а во взвеси остаются отдельные частицы. Это различие помогает выбрать способ разделения.

Знания о нерастворимых веществах пригодятся при изучении растворов и разделения смесей. Отстаивание и фильтрование используют, когда нужно отделить частицы от воды. Эти способы помогают понять, как очищают воду от примесей, которые не растворились.

Что запомнить

• Нерастворимое вещество не образует с водой раствора.
• Мелкие частицы нерастворимого вещества могут образовать в воде взвесь.
• Осевшие на дно частицы называют осадком.
• Отстаивание позволяет дождаться оседания частиц.
• При фильтровании частицы задерживаются на фильтре, а вода проходит через него.
• Песок, мел и глина не растворяются в воде.