Лабораторный опыт №1, страница 93 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Вопросы и задания. §13. Растворение. Глава 2. Экспериментальная работа с веществами - страница 93.

Лабораторный опыт 1

Приготовление раствора поваренной соли

Приготовим раствор поваренной соли. Для этого внесите одну чайную ложку соли в стакан с водой и перемешивайте раствор до тех пор, пока все кристаллы не исчезнут, а жидкость вновь станет прозрачной. Кажется, что соль исчезла. Но на самом деле она просто растворилась. Если испарить воду, соль выделится из раствора в виде кристаллов.

В описанном лабораторном опыте демонстрируется процесс растворения поваренной соли (химическая формула — хлорид натрия, $NaCl$) в воде ($H_2O$). Этот процесс представляет собой физическое явление, а не химическую реакцию.

Когда кристаллы соли помещаются в воду, происходит следующее. Молекулы воды являются полярными, то есть они имеют частично отрицательно заряженный полюс (на атоме кислорода) и частично положительно заряженные полюса (на атомах водорода). Поваренная соль, в свою очередь, является ионным соединением, состоящим из положительно заряженных ионов натрия ($Na^+$) и отрицательно заряженных ионов хлора ($Cl^−$), которые прочно связаны в кристаллической решетке. Полярные молекулы воды притягиваются к ионам на поверхности кристалла соли: положительные полюса молекул воды (водород) взаимодействуют с отрицательными ионами хлора, а отрицательные полюса (кислород) — с положительными ионами натрия. Это взаимодействие приводит к ослаблению и разрыву ионных связей в кристалле. Ионы "вырываются" из решетки и переходят в воду, где каждый из них оказывается окруженным плотной оболочкой из молекул воды (этот процесс называется гидратацией). Гидратированные ионы хаотично движутся и равномерно распределяются по всему объему воды, образуя однородную смесь, которая называется раствором.

Раствор становится прозрачным, потому что составляющие его частицы — отдельные гидратированные ионы — чрезвычайно малы. Их размер настолько мал, что они не способны рассеивать лучи видимого света, поэтому жидкость кажется полностью прозрачной, как и чистая вода. "Исчезновение" соли — это иллюзия; на самом деле она просто распалась на невидимые глазу ионы и равномерно распределилась в растворителе.

Процесс растворения, как указано в тексте, является обратимым. Если из соленого раствора испарить воду (например, путем нагревания), объем растворителя будет уменьшаться, а концентрация ионов соли — расти. Когда ионы сблизятся на достаточно малое расстояние, силы электростатического притяжения между ними снова станут преобладать над взаимодействием с оставшимися молекулами воды. Ионы начнут соединяться друг с другом в строгом порядке, восстанавливая первоначальную кристаллическую решетку. Этот процесс называется кристаллизацией. В результате из раствора выделится твердая поваренная соль в виде кристаллов.

Таким образом, весь цикл — растворение и последующая кристаллизация — подтверждает, что это было физическое изменение. Химический состав веществ не изменился: соль осталась хлоридом натрия, а вода — водой. Их можно было разделить физическим методом (испарением).

Ответ: При добавлении поваренной соли в воду происходит её растворение — физический процесс, в ходе которого кристаллы соли распадаются на отдельные ионы ($Na^+$ и $Cl^−$) под воздействием полярных молекул воды. Эти ионы, окруженные молекулами воды (гидратированные), равномерно распределяются в воде, образуя прозрачный однородный раствор. Прозрачность объясняется крайне малыми размерами ионов, которые не рассеивают свет. Утверждение, что соль можно вернуть, испарив воду, верно: при удалении растворителя (воды) ионы соли снова соединяются и образуют кристаллы. Это доказывает, что соль не исчезла, а временно находилась в растворенном состоянии.