Номер 15, страница 436 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Примеры заданий для индивидуальной и групповой проектной деятельности - номер 15, страница 436.

Условие.

15. Изучите на опыте очищение и опреснение воды вымораживанием.

Решение.

Цель опыта: Экспериментально доказать, что при замерзании воды растворенные в ней примеси (соли) вытесняются в жидкую фазу, а образующийся лед состоит из более чистой (пресной) воды.

Оборудование и материалы: Прозрачная емкость (стакан, пластиковая бутылка), вода, поваренная соль (2–3 столовые ложки), ложка, морозильная камера. Для наглядности можно использовать пищевой краситель.

Ход работы:

1. Приготовьте соленый раствор: налейте в стакан воду и растворите в ней соль, тщательно перемешивая. Если используется краситель, добавьте несколько капель и перемешайте до получения однородного цвета. Попробуйте воду на вкус, чтобы убедиться в ее солености.

2. Поместите емкость с соленой водой в морозильную камеру на несколько часов. Необходимо следить за процессом и не допускать полного промерзания всего объема воды. Опыт будет наиболее наглядным, когда замерзнет от половины до двух третей воды.

3. Достаньте емкость из морозильной камеры. Вы увидите, что образовался лед, а в центре или на дне осталась незамерзшая жидкость (концентрированный рассол).

4. Аккуратно слейте незамерзшую жидкость в отдельную емкость. Обратите внимание, что эта жидкость будет иметь более насыщенный цвет (если использовался краситель) и будет значительно солонее на вкус, чем исходный раствор.

5. Дайте оставшемуся льду полностью растаять при комнатной температуре. Можно немного промыть лед холодной чистой водой перед растапливанием, чтобы удалить остатки рассола с поверхности.

6. Попробуйте на вкус талую воду, полученную изо льда.

Наблюдения и вывод:

Талая вода, полученная из льда, окажется практически пресной или значительно менее соленой, чем исходный раствор. Незамерзшая жидкость, наоборот, станет еще более концентрированной и соленой. Это происходит потому, что при кристаллизации молекулы воды ($H_2O$) образуют упорядоченную решетку, в которую "не вписываются" ионы солей (например, $Na^+$ и $Cl^−$) и другие примеси. В результате примеси вытесняются в незамерзшую часть воды. Таким образом, метод вымораживания позволяет эффективно очищать и опреснять воду.

Ответ: В ходе опыта было установлено, что при замерзании соленой воды образуется лед, состоящий из практически пресной воды, в то время как соли и примеси концентрируются в незамерзшей жидкой части. Это доказывает возможность очищения и опреснения воды методом вымораживания.