Растворимые и нерастворимые вещества

Определения и обозначения

Растворимое вещество — вещество, которое может растворяться в воде и образовывать с ней однородный раствор. После растворения его частицы не видны отдельно. Это понятие помогает понять, почему сахар исчезает на вид, но остаётся в воде.

Нерастворимое вещество — вещество, которое не растворяется в воде и сохраняется в смеси в виде частиц или осадка. Оно может плавать на поверхности, находиться в воде или оседать на дно. Так называют, например, песок и мел, добавленные в воду.

Раствор — однородная смесь растворителя и растворённого вещества. В такой смеси нельзя увидеть отдельные частицы растворённого вещества. Понятие нужно, чтобы отличать прозрачную однородную смесь от мутной воды с осадком.

Растворитель — вещество, чаще всего вода, в котором растворяется другое вещество. Он составляет основную часть раствора и принимает в себя частицы другого вещества. Например, в сладкой воде растворителем является вода.

Как это устроено

Разные вещества по-разному взаимодействуют с водой, потому что их частицы имеют разные свойства. У растворимого вещества частицы могут отделяться друг от друга и распределяться между частицами воды. У нерастворимого вещества такого равномерного смешивания не происходит, поэтому оно остаётся отдельными частицами.

При растворении частицы вещества расходятся и занимают промежутки между частицами воды. Поэтому кристаллик сахара постепенно уменьшается, а вода становится сладкой. Вещество не исчезает: его можно обнаружить по вкусу, а иногда получить снова, если удалить воду.

Раствор состоит из растворителя и растворённого вещества. Например, при приготовлении сахарной воды вода принимает частицы сахара и является растворителем, а сахар становится растворённым веществом. Смесь получается однородной, потому что частицы сахара распределяются по всему объёму воды.

Нерастворимые вещества не образуют однородный раствор, так как их частицы сохраняются отдельно. Лёгкие частицы могут плавать на поверхности или оставаться взвешенными, а более тяжёлые постепенно оседают на дно. Поэтому смесь воды с песком или глиной часто бывает мутной.

Растворимость зависит от свойств самого вещества. Измельчение увеличивает поверхность соприкосновения с водой, а перемешивание быстрее переносит частицы воды к веществу, поэтому растворение ускоряется. Но эти действия не превращают песок или мел в растворимые вещества: они только помогают быстрее смешиваться тем веществам, которые способны растворяться.

Сравнение растворимых и нерастворимых веществ

Сначала определи, видны ли частицы вещества после перемешивания. Затем сравни результат с примерами и подумай, можно ли задержать частицы фильтром. Таблица помогает быстро отличить раствор от неоднородной смеси.

Разбор задач

Задача 1

Определи, какие вещества растворятся в воде: сахар, песок, поваренная соль, мел. Нужно не просто назвать вещества, а распределить их по двум группам. Для этого вспомним, образуют ли они с водой однородную смесь.

1. Сахар при перемешивании постепенно перестаёт быть виден и распределяется в воде.
2. Поваренная соль ведёт себя так же, поэтому её относим к растворимым веществам.
3. Песок сохраняется в виде песчинок, а мел делает воду мутной и может осесть на дно.
4. Песок и мел относим к нерастворимым веществам.

Ответ: растворятся сахар и поваренная соль; песок и мел в воде не растворяются. Основанием для ответа служит вид смеси после перемешивания.

Задача 2

В стакан с водой добавили ложку сахара и перемешали. Нужно описать результат и назвать растворитель и растворённое вещество. Важно различать исчезновение сахара из поля зрения и его настоящее исчезновение.

1. Частицы сахара отделяются от кристаллов и распределяются между частицами воды.
2. После перемешивания отдельные кристаллы не видны, а смесь становится однородной.
3. Вода является растворителем, потому что в ней растворяется сахар.
4. Сахар является растворённым веществом, потому что его частицы распределились в воде.

Ответ: образовался однородный сахарный раствор. Сахар не исчез, а стал невидимым в воде; растворитель — вода, растворённое вещество — сахар.

Задача 3

Нужно разделить смесь песка, соли и воды. Песок не растворяется, а соль уже находится в растворе, поэтому для них нужны разные способы разделения. Сначала удаляют нерастворимые частицы, затем отделяют растворённое вещество от воды.

1. Пропустить смесь через фильтр. Песок останется на фильтре, а вода с растворённой солью пройдёт через него.
2. Собрать полученный солевой раствор в подходящую ёмкость.
3. Выпарить воду нагреванием, соблюдая осторожность.
4. После испарения воды получить соль, оставшуюся в ёмкости.

Ответ: сначала песок отделяют фильтрованием, затем соль получают выпариванием воды. Фильтр задерживает нерастворимые частицы, а выпаривание помогает вернуть растворённое вещество.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что растворившееся вещество исчезло. Так думают, потому что перестают видеть его частицы. Проверь себя: вспомни вкус сладкой воды или выпари воду и обнаружь оставшийся сахар.

Ошибка — называть растворимым любое вещество, смешанное с водой. Сам факт перемешивания ещё не означает растворение. Проверь смесь: если частицы видны или образуется осадок, однородного раствора нет.

Ошибка — путать раствор с мутной смесью. Мутность появляется из-за частиц, которые не распределились в воде на уровне раствора. Проверь, видны ли частицы и может ли осадок осесть на дно.

Ошибка — считать, что перемешивание делает любое вещество растворимым. Перемешивание лишь ускоряет растворение подходящего вещества и временно поднимает в воде частицы песка. Проверь результат после отстаивания: песок снова осядет, а растворимый сахар останется в растворе.

Связь с другими темами

До этой темы нужно знать, что вещества имеют разные свойства и могут образовывать смеси. Свойства вещества помогают предсказать, что произойдёт при добавлении его в воду. Поэтому растворимость рассматривают как одно из свойств веществ.

Тема связана с разделением смесей. Фильтрованием отделяют нерастворимый песок, отстаиванием помогают осесть тяжёлым частицам, а выпариванием получают растворённую соль.

Знания пригодятся в быту: при приготовлении сладких и солёных растворов, очистке воды и объяснении появления осадка. Понимание растворимости помогает выбрать правильный способ разделения смеси.

Что запомнить

• Растворимые вещества растворяются в воде.
• Нерастворимые вещества в воде не растворяются.
• Раствор — однородная смесь растворителя и растворённого вещества.
• Вода часто является растворителем.
• Растворившееся вещество не исчезает.
• Песок и мел в воде не растворяются, а сахар и соль растворяются.
• Нерастворимые вещества можно отделять от воды фильтрованием.