Навчальне дослідження № 8. «Дослідження електропровідності речовин і розчинів»

• Назад до змісту

Обладнання: прилад для дослідження електропровідності речовин (джерело електричного струму, з’єднувальні провідники, графітові електроди, електрична лампочка), хімічні склянки, порцелянова чашка, шпатель, нагрівальний прилад (пальник), тигельні щипці.
Речовини: дистильована вода, сухий натрій хлорид ($\text{NaCl}$), сухий цукор ($\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}$), водний розчин натрій хлориду, водний розчин цукру, водний розчин натрій гідроксиду ($\text{NaOH}$), розчин хлоридної кислоти ($\text{HCl}$).

1. Сформулюйте мету дослідження відповідно до визначеного завдання.

Мета дослідження: дослідити електропровідність сухих речовин, їхніх водних розчинів та розплавів, а також виявити спільні ознаки сполук, які здатні проводити електричний струм.

2. Сформулюйте гіпотезу щодо електропровідності речовин, обраних для дослідження.

Гіпотеза: електричний струм проводять водні розчини та розплави речовин із йонним та ковалентним сильно полярним типом хімічного зв’язку завдяки наявності вільних носіїв заряду (йонів), тоді як сухі кристалічні речовини та речовини з ковалентним неполярним чи слабополярним зв’язком електричний струм не проводять.

3. Запишіть план експерименту.

План експерименту:

1. Зібрати прилад для дослідження електропровідності речовин та перевірити його дієздатність.
2. Перевірити на електропровідність сухий натрій хлорид та сухий цукор, зануривши електроди в сухі кристали речовин.
3. Випробувати на електропровідність дистильовану воду.
4. Почергово випробувати на електропровідність приготовлені водні розчини натрій хлориду, цукру, натрій гідроксиду та хлоридної кислоти.
5. Нагріти сухий натрій хлорид у порцеляновій чашці за допомогою пальника до плавлення й випробувати на електропровідність його розплав.
6. Після кожного випробування ретельно промивати електроди дистильованою водою.
7. Зафіксувати результати спостережень у відповідній таблиці.

4. Підпишіть назви елементів приладу, зазначені на малюнку.

Верхній лівий блок: Електроди (або Графітові електроди)
Нижній лівий блок: Хімічна склянка з розчином
Верхній правий блок: Електрична лампочка
Нижній правий блок: Джерело струму

5. Виконайте експеримент і зафіксуйте результати дослідів у таблицю. Електропровідність речовин у різних станах позначайте знаком «+».

ПІДБИВАЄМО ПІДСУМКИ

1. У яких станах речовини виявляли електропровідність, а в яких — ні?

Речовини виявляли електропровідність у формі водних розчинів та розплавів, тоді як у твердому кристалічному стані більшість із них електричний струм не проводили.

2. Чи змінювалась електропровідність тієї самої речовини залежно від її стану (твердий, розчин, розплав)? Як саме?

Електропровідність змінювалася залежно від стану речовини: у твердому стані речовини з іонним та ковалентним полярним зв’язком струм не проводили, а під час розчинення у воді або розплавлення ставали провідниками.

3. Водні розчини яких речовин проводять електричний струм? Що в них спільного?

Електричний струм проводять водні розчини кислот, лугів та солей. Спільним для них є наявність у розчині вільних носіїв заряду — йонів, утворених унаслідок електролітичної дисоціації.

4. Які речовини проводять / не проводять електричний струм і у водному розчині, і в розплаві?

Іонні сполуки (наприклад, натрій хлорид) проводять електричний струм і у водному розчині, і в розплаві, тоді як органічні речовини з ковалентним малополярним зв’язком (наприклад, цукор) не проводять електричний струм ані в розчині, ані в розплаві.

5. Чи підтвердилась ваша гіпотеза щодо електропровідності досліджуваних речовин? Якщо ні, то чому?

Гіпотеза підтвердилась, оскільки здатність речовин проводити електричний струм визначається типом їхнього хімічного зв’язку та наявністю вільних заряджених частинок у розчині чи розплаві.

6. Чому деякі кристалічні речовини не проводять струм, а їхні розчини — проводять?

У твердому кристалічному стані йони або полярні молекули міцно зв’язані в кристалічній ґратці й не мають свободи переміщення. Під час розчинення у воді під дією диполів води відбуваються процеси електролітичної дисоціації або іонізації, у результаті яких утворюються вільні рухливі йони, здатні переносити електричний заряд.

7. Запропонуйте класифікацію досліджених речовини за здатністю проводити електричний струм.

Досліджені речовини за здатністю проводити електричний струм у розчинах або розплавах класифікують на два класи:

1. Електроліти — речовини, водні розчини або розплави яких проводять електричний струм (наприклад, хлоридна кислота $\text{HCl}$, натрій гідроксид $\text{NaOH}$, натрій хлорид $\text{NaCl}$).
2. Неелектроліти — речовини, водні розчини або розплави яких не проводять електричний струм (наприклад, дистильована вода $\text{H}_2\text{O}$, цукор $\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}$).

Підпишіть види діяльності на уроці й оцініть за ними свою роботу.

Підписи напрямків діяльності та їх оцінювання за 10-бальною шкалою:

1. Теоретичні знання (засвоєння понять електролітів, неелектролітів та механізму дисоціації) — 10 балів.
2. Експериментальна робота (складання приладу та перевірка електропровідності) — 10 балів.
3. Аналіз та висновки (узагальнення спостережень та виконання підсумкових завдань) — 10 балів.
4. Активність на уроці (дотримання правил безпеки та ефективність роботи) — 10 балів.