Ерітінділер және ерігіштік

Оқулық: Оспанова М.Қ., Аухадиева Қ.С., Белоусова Т.Г. Химия: 8-сынып. — Алматы: Мектеп, 2018. Мәтін — оқулық тақырыптары бойынша өз сөзімізбен жазылған конспект. Жақшадағы бет — параграфтың басталатын беті.

§40. Ерітінділер. Ерігіштік (8-сынып, 138-б.)

Ерітінді — еріткіш пен еріген заттан (немесе заттардан) тұратын біртекті жүйе. Ең көп қолданылатын еріткіш — су; спирт, бензин, ацетон да еріткіш бола алады. Ерітіндінің массасы: m(ерітінді) = m(еріген зат) + m(еріткіш).

Еру — физика-химиялық процесс: заттың бөлшектері еріткіш молекулаларымен әрекеттесіп (гидраттар түзіп), бүкіл көлемге біркелкі таралады. Сондықтан еру кезінде жылу бөлінуі (H₂SO₄, NaOH) немесе жұтылуы (NH₄NO₃, KNO₃) мүмкін. Кейбір тұздар суды кристалдарына қосып алып, кристаллогидраттар түзеді: CuSO₄·5H₂O (мыс купоросы), Na₂CO₃·10H₂O.

Ерігіштік — белгілі температурада 100 г еріткіште еруге болатын заттың ең көп массасы. Судағы ерігіштігіне қарай заттар: жақсы еритін (100 г суда 1 г-нан көп: NaCl, сахароза, AgNO₃), аз еритін (0,01–1 г: CaSO₄, Ca(OH)₂), іс жүзінде ерімейтін (0,01 г-нан аз: CaCO₃, AgCl, BaSO₄) болып бөлінеді. Қышқылдардың, негіздердің және тұздардың ерігіштік кестесінде бұл үш топ әріптік белгілермен көрсетіледі.

Ерітінді түрлері: қаныққан — берілген температурада зат одан әрі ерімейді (ерітінді тұнбадағы кристалмен тепе-теңдікте); қанықпаған — тағы да еріту мүмкін; аса қаныққан — тұрақсыз, кристалл түйірі салынса, артық зат бірден кристалданады. Сондай-ақ сұйылтылған және концентрлі ерітінділер деп те ажыратады.

Температураның әсері: көптеген қатты заттардың ерігіштігі температура артқанда өседі (KNO₃ қатты өседі, NaCl аз өзгереді; Ca(OH)₂ керісінше кемиді). Газдардың ерігіштігі температура артқанда кемиді, қысым артқанда өседі (газдалған сусынды ашқанда көпіршіктердің шығуы). Ерігіштік қисықтары арқылы кез келген температурадағы ерігіштікті анықтап, кристалдану есептерін шығаруға болады.

§41. Ерітінділер концентрациясын өрнектеу әдістері (8-сынып, 142-б.)

Еріген заттың массалық үлесі (ω) — еріген зат массасының ерітінді массасына қатынасы: ω = m(зат) / m(ерітінді); пайызбен ω% = ω · 100%.

Мысал: 20 г тұз 180 г суда ерітілген. m(ерітінді) = 200 г; ω = 20/200 = 0,1 (10%).

Мысал: 5%-дық 300 г ерітінді дайындау үшін: m(тұз) = 0,05 · 300 = 15 г; m(су) = 300 − 15 = 285 г (285 мл).

Ерітінді көлемі мен тығыздығы берілсе: m(ерітінді) = V · ρ.

Сұйылту: ерітіндіге су қосқанда еріген зат массасы өзгермейді: m₁·ω₁ = m₂·ω₂. Мысал: 200 г 20%-дық ерітіндіге 200 г су қосылды. m(зат) = 40 г; ω₂ = 40/400 = 10%.

Араластыру: ω(қоспа) = (m₁ω₁ + m₂ω₂) / (m₁ + m₂). Буландырғанда еріген зат массасы сақталады, ал ерітінді массасы азаяды.

Молярлық концентрация (C немесе Cм) — 1 литр ерітіндідегі еріген заттың зат мөлшері: C = n / V, өлшем бірлігі моль/л (М). Мысал: 500 мл ерітіндіде 0,2 моль NaOH бар; C = 0,2 / 0,5 = 0,4 моль/л.

Мысал: 250 мл 0,1 М NaCl ерітіндісін дайындау: n = 0,1 · 0,25 = 0,025 моль; m = 0,025 · 58,5 ≈ 1,46 г. Тұзды өлшеуіш колбаға салып, аздап суда ерітіп, белгіге дейін су құяды.

Байланыс формуласы: C = (ω · ρ · 1000) / M, мұнда ρ — г/мл.

5-зертханалық тәжірибе. Заттардың ерігіштігін зерттеу (8-сынып, 146-б.)

Үш стақандағы 20 мл суға натрий хлориді, кальций сульфаты және кальций карбонаты салынып, араластырылады. Бірнеше минуттан кейін әр стақаннан бір тамшы алынып, сағат шынысында буландырылады.

Нәтиже: NaCl толық ериді, тамшы буланғаннан кейін айқын ақ қалдық қалады — жақсы еритін зат. CaSO₄ аз ериді — қалдық аз. CaCO₃ іс жүзінде ерімейді — тамшыдан қалдық қалмайды. Заттар ерігіштігіне қарай үш топқа жіктеліп, нәтиже ерігіштік кестесімен салыстырылады.

4-практикалық жұмыс. Температураның қатты заттардың ерігіштігіне әсері (8-сынып, 146-б.)

Стақандағы 50 мл суға магний сульфаты біртіндеп еріп кетпей қалғанша қосылады — қаныққан ерітінді түзіледі. Содан кейін стақан араластыра отырып қыздырылады: түбіндегі тұз қайта ериді, ерітінді қанықпаған күйге өтеді, оған тағы тұз қосуға болады.

Ыстық ерітінді бар стақанды қар немесе мұз салынған суға қойғанда кристалдар бөлініп шығады — суыған сайын ерігіштік кемиді.

Қорытынды: көптеген қатты заттардың судағы ерігіштігі температура артқанда өседі; қыздыру қаныққан ерітіндіні қанықпағанға айналдырады, ал суыту артық затты кристалл түрінде бөледі (тұздарды тазарту — қайта кристалдау әдісі осыған негізделген).

5-практикалық жұмыс. Пайыздық және молярлық концентрациялары берілген ерітінділерді дайындау (8-сынып, 146–147-б.)

1-тәжірибе: берілген массалық үлесі бар тұз ерітіндісін дайындау. Алдымен қажетті тұз бен су массасы есептеледі (m(тұз) = ω · m(ерітінді), m(су) = m(ерітінді) − m(тұз)). Тұз таразыда өлшеніп, құтыға салынады, цилиндрмен өлшенген су құйылып, толық ерігенше араластырылады.

2-тәжірибе: берілген молярлық концентрациялы ерітінді дайындау. Қажетті тұз массасы m = C · V · M формуласымен есептеліп, өлшенеді, өлшеуіш колбаға салынып, аздаған суда ерітіледі, содан кейін су колбаның белгісіне дейін жеткізіліп, араластырылады.

Есте сақтау: массалық үлес бойынша дайындағанда суды бөлек өлшейміз, ал молярлық концентрация бойынша дайындағанда ерітіндінің жалпы көлемін белгіге дейін жеткіземіз.