Насичені й ненасичені, концентровані й розведені розчини.Навчальний проект : «Виготовлення розчинів для надання домедичної допомоги.»

Розчинами називають гомогенні (однорідні), термодинамічно стійкі системи змінного складу із двох або більше компонентів.

Розчини займають проміжний стан між хімічними сполуками і механічними сумішами. Склад розчинів в деякому інтервалі концентрацій, температур і тиску може змінюватися

Розчини бувають газовими (повітря), рідкими (морська вода) і твердими (сплави). Найбільше практичне значення мають рідкі розчини (у хімії, біології, медицині, промисловості та ін.).

Розчини складаються із розчинника і розчиненої речовини (речовин), хоча ці поняття умовні, але прийнято вважати для розчинів газів і твердих речовин у рідині, що рідина є розчинником. У інших випадках розчинником вважається той компонент, якого більше.

Насичений розчин - це розчин, в якому речовина  за даних умов більше не розчиняється,

Ненасичений розчин - це  розчин, у якому вміст розчиненої речовини менший, ніж у насиченому за даної температури.

Перенасичений розчин містить розчиненої речовини більше, ніж насичений за даної температури. Перенасичені розчини нестабільні і за найменшого впливу досить легко переходять у насичені з вивільненням надлишку розчиненої  речовини (надлишок розчиненої речовини переходить в осад). Ці розчини застосо­вують для очищення речовин методом   перекристалізації та вирощення кристалів.

Поясніть:Як можна з насиченого розчину зробити ненасичений? (Нагріти, додати розчинник.)Чи можна з ненасиченого розчину зробити насичений? (Остудити, додати розчиненої речовини, випарити розчинник.)

Концентровані -  кількості розчиненої речовини і розчин­ника виражені співставними  величинами.

Розведені – вміст розчиненої речовини значно менший, ніж вміст розчинника. 

Завдання:Приготувати розчин кухонної солі для розморожування риби згідно рецептур:

Сольовий розчин:                         

1. сіль              – 10 г;                    

2. вода               – 1л.                                     

   На нашій “кухні”, на жаль, немає ємкості на 1 л. Давайте зменшимо об’єм сольового розчину і приготуємо не 1 л, а 250 мл такого розчину. Розрахуйте, будь ласка, скільки ж солі і води нам потрібно буде взяти в даному випадку? Воду ніколи не зважують, бо її об'єм і маса збігаються. Так, 1 л водиважить 1 кг, 100 мл—100 г. Тому зважувати воду немає потреби.

Сьогодні Ви готували  розчини згідно рецептури, але  на виробництві дуже часто приходиться  спочатку за допомогою математичних обчислень визначити склад розчину: масу розчиненої речовини, масу чи об'єм розчинника, і тільки після чого приступати до приготування розчину.Склад розчину кількісно визначається концентрацією: співвідношенням кількості розчиненої речовини і розчинника.

Існують різні способи вираження концентрації розчинів.

Найчастіше використовується  масова частка розчиненої речовини (відсоткова концентрація), яка показує, скільки грамів  розчиненої речовини міститься в розчині

масова частка (W) – це відношення маси розчиненої речовини до маси розчину:

      аб о                          

де m₁ – маса розчинника, г;  m₂ – маса розчиненої речовини, г;

Наприклад: у 250 г води розчинили 50 г солі Обчислити відсотковий вміст в розчині солі.

Розв’язування: Масова частка ; m_{розчину} = 250 + 50 = 300 г; W=  = 16,7%

Молярна концентрація (С_М) – це кількість молів розчиненої речовини в 1 л розчину;

Наприклад: обчислити молярну концентрацію 1 л 36,2% розчину HCl, густиною 1,18 г/мл.

Розв’язування:        , моль/л;

Знайдемо mрозчину за формулою m = V∙ρ: m(р-ну) = 1000∙1,18 = 1180 г;

Маса НCl, яка міститься в 36,2% розчині дорівнює

г

      Знаходимо кількість молів НСl: М (НСl) = 36,5 г/моль;

Звідки .

- Моляльна концентрація (Сm) – це кількість молів розчиненої речовини в 1 кг (1000 г) розчинника, наприклад, води:

,          де m₁ і m₂ – маса розчинника і розчиненої речовини відповідно, М₂ молярна маса розчиненої речовини;

- Титр розчину (Т) – це маса розчиненої речовини, яка міститься у 1 мл розчину:

                        або                         

де   Сн – еквівалентна концентрація розчиненої речовини, (моль-екв/л); Мeкв – еквівалентна маса, (г/моль-екв); m – маса розчиненої речовини (г); V – об’єм розчину (мл).

При переході від одного способу вираження концентрації до іншого користуються формулами:

; ; ; 

Кристалогідрати

Під час випарювання водних розчинів деяких твердих речовин утворюються так звані кристалогідрати - кристали, до складу яких входять молекули води. Наприклад, одна формульна одиниця мідного купоросу – чи не найвідомішого кристалогідрату - містить п'ять молекул води. Хімічна формула мідного купоросу СuS0₄ • 5Н₂0.

Кристалогідрати порівняно нестійкі й згодом розкладаються, втрачаючи кристалізаційну воду. Цьому процесу так званого вивітрювання сприяють підвищення температури та низька вологість повітря.Безводні кристали деяких речовин гігроскопічні й поглинають воду з навколишнього середовища, утворюючи кристалогідрати. Наприклад, безводний купрум(ІІ) хлорид треба зберігати у щільно закоркованій посудинині аби запобігти доступу повітря. Якщо посудина відкрита, безводна сіль вбирає з повітря вологу й поступово перетворюється на кристалогідрат.

Мідний купорос - тривіальна назва сполуки складу СuS0₄ • 5Н₂0, за систематичною номенклатурою її називають так: купрум (II) сульфат, пентагідрат. Префікс пента- означає «п'ять». Для позначення кількості молекул кристалізаційної води у формульній одиниці кристалогідрату використовують й інші префікси: моно- - «один», ди- - «два», гепта- - «сім», дека- - «десять» тощо. Знак - « • » у формулах кристалогідратів не є знаком множення. Тому під час обчислення відносної формульної маси кристалогідрату слід до відносної формульної маси безводної солі додати відносну масу певної кількості молекул води:

Мr(СuS0₄ • 5Н₂0) = Мr(СuS0₄) + 5Мr(Н₂0) =  64 + 32 + 4 • 16 + 5 • (2 • 1 + 16) = 250

• Розгляньмо найважливіші кристалогідрати, які широко використовують у повсякденному житті. Мідний купорос запобігає розвитку пліснявих грибів, тому входить до складу численних сумішей, які використовують у будівництві та ремонті квартир. Також він ефективний у боротьбі зі шкідниками рослин і як мікродобриво. З цією ж метою застосовують інший кристалогідрат -

ферум(ІІ) сульфат, гептагідрат -залізний купорос FеS0₄ • 7Н₂0.

Натрій сульфат, декагідрат - глауберова сіль Nа₂S0₄ • 10Н₂О - перевірене часом послаблююче у медицині та ветеринарії.

Натрій карбонат, декагідрат -кристалічна сода Nа₂С0₃ • 10Н₂О. Цю сполуку застосовують,  зокрема, у виробництві засобів для миття і чищення. Вже згадуваний мінерал трону використовують як компонент пральних порошків нового покоління.

Завдання:

1.Розчин, в якому розчинена речовина за певної температури більше не розчиняється, називається:

ненасиченим насиченим
концентрованим пересиченим

2. Позначте назву речовини, що є кристалогідратом:

їдкий натр цукор
кристалічна сода мармур

3. Позначте масу води, що міститься у водному розчині натрій сульфату масою 120г, у якому міститься 20г солі:

120г 100г 140г 20г

4.Установіть відповідність між масами компонентів розчинів та масовими частками розчиненої речовини в утворених розчинах

Навчальний проект 3. Виготовлення розчинів для надання медичної допомоги

1. Проблема, яку необхідно розв’язати під час дослідження: людина, яка живе і працює, завжди має ризик для свого здоров’я. Велику роль у збереженні здоров’я, а інколи і самого життя, відіграє вчасно надана правильна долікарська медична допомога.

План проведення дослідження

Мета: поглибити знання та вміння надавати першу допомогу постраждалому, орієнтуватися в лікарських препаратах, розвивати вміння поетапної обробки ран.

Завдання: ознайомлення та аналіз літератури з даного питання; навчитися виготовляти основні розчини ліків для обробки ран, правильно накладати пов’язки.

2. Опис суті дослідження. Розглянути основні дії при наданні долікарської допомоги, ознайомитися з ліками, які потрібно використовувати при першій медичній допомозі (йод, перекис водню, нашатир); розглянути способи виготовлення  і застосування основних ліків сьогодення та минулого.

3. Висновки. Розглянули основні дії при наданні медичної допомоги постраждалому; дізналися про найпоширеніші ліки з домашньої аптечки, їхнє виготовлення та застосування.

4. Одержані результати: було розглянуто способи виготовлення основних лікарських засобів, які використовує населення у побуті для обробки ран (зеленка — аніліновий барвник трифенілметанового ряду розчиняють у воді або медичному спирті; йод — видобувають з копалин Ca(JO₃)₂; перекис — окиснення антрогідрохінону, або анодне окиснення H₂SO₄ у розведеному розчині).