§ 15. Що таке розчинні та нерозчинні речовини - Пізнаємо природу

• До змісту відповідей

Спробуй какао-порошок на смак. Він гіркий. Це смак натурального шоколаду.

Чистий какао-порошок має виразний гіркуватий і терпкий смак без солодких ноток, оскільки виготовлений із подрібнених какао-бобів без цукру. Щоб отримати звичний солодкий напій або шоколад, до нього додають цукор і розчиняють у гарячій воді чи молоці.

Проаналізуй склад водних розчинів.

Водні розчини утворюються змішуванням води (розчинника) з речовинами в різних агрегатних станах (мал. 64):

• Газовані води — розчин газуватої речовини (вуглекислого газу) у воді.
• Соки — розчин рідких речовин (рослинного клітинного соку, фруктових кислот) у воді.
• Маринади — розчин твердих речовин (солі, цукру) та рідин (оцту) у воді.

Вміст води у багатьох соках досягає $\dfrac{9}{10}$. Вони збагачені біологічно активними речовинами рослинних клітин. Знайди склад соків на пакуванні готової продукції, виріж і приклей у робочий зошит.

Зразок складу з паковання яблучного соку: сік яблучний натуральний відновлений (або прямого віджиму), цукор, регулятор кислотності (лимонна кислота), вітамін C. Вода становить близько 90% об’єму соку, а решта 10% — це розчинені в ній природні цукри, вітаміни та органічні кислоти. Для виконання завдання виріж блок «Склад» із картонної пачки або пляшки з-під соку та приклей у робочий зошит.

Прочитай за QR-кодом, як розпізнати синтетичні та натуральні барвники у соках.

Натуральність барвників у соку можна перевірити за допомогою звичайної харчової соди. Якщо додати щіпку соди до натурального ягідного чи виноградного соку, він змінить колір на бурий або синювато-фіолетовий (природні рослинні барвники реагують на луг). Якщо сік забарвлений штучними синтетичними барвниками, його колір після додавання соди зовсім не зміниться.

Поясни на основі моделі, як відбувається розчинення.

На моделі (мал. 65) видно, що частинки речовини, яка розчиняється, відокремлюються одна від одної та розпадаються на дрібні частинки або молекули. Завдяки безперервному хаотичному руху молекули води змішуються з молекулами розчиненої речовини, заповнюючи проміжки між ними, утворюючи однорідну суміш — розчин.

Вирости вдома кристали з цукру або солі.

Хід вирощування кристала кухонної солі:

1. У склянку з гарячою водою насипаємо сіль чайними ложками і ретельно розмішуємо, доки вона не перестане розчинятися (утворюється насичений розчин).
2. Проціджуємо теплий розчин крізь серветку в чисту склянку, щоб прибрати нерозчинені крупинки.
3. До нитки прив’язуємо більший кристалик солі («затравку»), закріплюємо нитку на олівці та опускаємо у склянку так, щоб кристалик висів посередині рідини.
4. Ставимо склянку в тепле місце без протягів. За кілька днів вода поступово випаровуватиметься, а кристалик ростиме, утворюючи рівні кубічні грані.

Секрети вирощування кристалів ▶

• Розчин має бути насиченим: речовину додають у гарячу воду доти, доки вона не припинить розчинятися.
• Розчин треба обов’язково процідити, щоб кристали росли правильної форми і без зайвих домішок.
• Посудину не можна трусити, переставляти чи збовтувати, бо кристали вийдуть дрібними або деформованими.
• Охолодження має бути повільним: чим довше випаровується вода, тим більшими та прозорішими виростають кристали.

Довідайся, як насичують киснем воду в акваріумі. Які ще речовини розчинені у воді акваріумів?

Киснем воду в акваріумі насичують штучно за допомогою повітряного компресора (аератора), який продуває крізь воду дрібні бульбашки повітря, а також природним шляхом — за допомогою живих акваріумних рослин під час фотосинтезу.
Крім кисню, в акваріумній воді розчинені:

• вуглекислий газ (який видихають риби і споживають рослини);
• мінеральні солі (кальцію, магнію, калію);
• поживні речовини та органічні сполуки життєдіяльності організмів.

1. Назви три речовини, які розчиняються у воді, і три, які не розчиняються.

• Розчиняються у воді: кухонна сіль, цукор, лимонна кислота.
• Не розчиняються у воді: пісок, глина, ошурки заліза.

2. Досліди, чи розчиняє вода лимонну кислоту, крохмаль, харчову соду, борошно.

• Лимонна кислота — повністю розчиняється, вода залишається абсолютно прозорою.
• Харчова сода — добре розчиняється у воді з утворенням прозорого розчину.
• Крохмаль — у холодній воді не розчиняється, утворює білу каламутну завись і поступово осідає на дно.
• Борошно — у воді не розчиняється, злипається в грудочки, утворює непрозору суміш і випадає в осад.

3. Чому жирні плями на одязі не виводяться водою, але це можна зробити спиртом або бензином?

Жир не розчиняється у воді, тому водяні молекули не здатні відокремити його частинки від ниток тканини. Спирт і бензин є органічними розчинниками, у яких жир легко та повністю розчиняється, завдяки чому пляма зникає.

4. Поясни, чому досвідчені господині спочатку солять овочевий салат, а лише після цього заправляють олією. Що є розчинником солі у цьому випадку? Яким буде на смак салат, якщо зробити навпаки?

Сіль розчиняється у воді, але зовсім не розчиняється в олії. Розчинником солі слугує власний сік овочів (помідорів, огірків), який майже повністю складається з води. Якщо спочатку налити олію, вона вкриє шматочки овочів жирною плівкою і не дасть солі розчинитися: крупинки солі скрипітимуть на зубах, а сам салат залишиться прісним і нерівномірно солоним.

5. Склади усну розповідь або намалюй комікс «Я і розчини з ранку до ночі» (можеш скористатися онлайн-сервісами).

Розповідь «Я і розчини з ранку до ночі»:

1. Ранок: прокидаюся, умиваюся мильним розчином і чищу зуби. Снідаю солодким чаєм — це водний розчин цукру та речовин чайного листя.
2. День: у школі на обіді їм суп — це розчин солі та овочевих соків. П’ю яблучний сік і мінеральну воду, де розчинені корисні солі та мікроелементи.
3. Вечір: удома полощу горло розчином харчової соди. Допомагаю помити посуд розчином мийного засобу, а перед сном мама обробляє подряпину на руці розчином перекису водню. Увесь наш день нерозривно пов’язаний із розчинами.

Танці у воді

Це дослід зі спостереження за рухом тіл під дією бульбашок розчиненого газу у воді.

Тобі знадобиться: пляшка з газованим напоєм, прозора посудина для спостережень, шматочок шоколаду, кілька дрібних ягід.

Хід роботи: наливаємо сильногазовану воду в прозору склянку, опускаємо туди дрібні шматочки шоколаду або ягоди (наприклад, родзинки чи журавлину).

Спостереження: шматочки спочатку тонуть і падають на дно. Потім вони густо вкриваються дрібними бульбашками газу, спливають на поверхню води, де бульбашки лопаються, після чого частинки знову падають на дно. Цей «танець» повторюється багато разів.

Пояснення руху: газована вода містить розчинений вуглекислий газ, який виділяється у вигляді бульбашок. Бульбашки осідають на поверхні ягід чи шоколаду, працюють як поплавці та піднімають їх угору. Коли на поверхні гази виходять у повітря, ягоди знову стають важчими за воду і тонуть під дією сили тяжіння.

Що треба робити: налий газований напій у склянку, кинь туди крихти шоколаду або ягоди і спостерігай «танці» частинок у ній. Поясни рух ягід.

Спочатку ягоди тонуть і падають на дно, тому що вони важчі за воду.

Далі до їхньої поверхні прилипають бульбашки розчиненого у воді газу. Вони діють як маленькі рятувальні круги і піднімають ягоди вгору на поверхню.

На поверхні води бульбашки лопаються і зникають. Ягоди знову стають важчими та опускаються на дно. Там вони повторно обростають новими бульбашками й знову спливають. Такі «танці» вгору і вниз тривають доти, доки з напою виходить газ.

Практична робота. Досліджуємо розчинність деяких речовин

ДОСЛІД № 1. Що швидше розчиняється?

1. Відміряємо шприцом по 50 мл холодної кип’яченої води у кожну з п’яти пронумерованих мензурок.
2. Додаємо однакові порції речовин (по одній неповній ложці): у мензурку № 1 — кухонну сіль, № 2 — цукор, № 3 — харчову соду, № 4 — крохмаль, № 5 — лимонну кислоту.
3. Одночасно розмішуємо рідину в кожній мензурці та фіксуємо час розчинення секундоміром:

• Лимонна кислота розчиняється найшвидше (близько 15–20 с).
• Цукор розчиняється швидко (близько 25–30 с).
• Кухонна сіль розчиняється трохи повільніше (близько 35–45 с).
• Харчова сода розчиняється помірно (близько 50–60 с).
• Крохмаль зовсім не розчиняється: утворюється каламутна біла суспензія, яка з часом осідає на дно мензурки.

ДОСЛІД № 2. Що більше розчиняється?

1. До розчинів додаємо другу порцію солі, цукру, соди та лимонної кислоти і перемішуємо. Цукор, лимонна кислота і сіль розчиняються знову повністю. Сода розчиняється значно повільніше, на дні починає залишатися невелика каламуть.
2. Додаємо третю і наступні порції, доки речовини не припинять розчинятися (утворення насиченого розчину).
3. Результати дослідження: найбільше розчиняється цукру та лимонної кислоти (понад 4–5 ложок на 50 мл), дещо менше — кухонної солі (близько 2,5–3 ложок), найменше з розчинних речовин — соди (1,5–2 ложки). Крохмаль у холодній воді не розчиняється взагалі (0 порцій).

Заповнена підсумкова таблиця:

Висновок: Різні речовини мають неоднакову розчинність у воді. Найшвидше і в найбільшій кількості за кімнатної температури розчиняються лимонна кислота та цукор. Кухонна сіль і харчова сода мають помірну розчинність, а крохмаль у холодній воді є нерозчинною речовиною.