Страница 24 - гдз по химии 7 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

7. Напишите эссе, характеризующее свойства раствора поваренной соли.

Раствор поваренной соли (хлорида натрия, $NaCl$) в воде является одним из наиболее распространенных и фундаментальных химических систем, изучаемых как в быту, так и в науке. Его свойства определяются как природой самого растворенного вещества, так и взаимодействием его с растворителем – водой.

Одной из ключевых характеристик раствора поваренной соли является его гомогенность и прозрачность. Это истинный раствор, где ионы натрия ($Na^+$) и хлорида ($Cl^-$) равномерно распределены в объеме воды, образуя устойчивую однородную смесь без видимых частиц. Раствор поваренной соли обычно бесцветен, если отсутствуют примеси.

С точки зрения физических свойств, раствор поваренной соли отличается от чистой воды по нескольким параметрам. Его плотность выше, чем у чистой воды, и увеличивается с ростом концентрации соли. Например, морская вода, являющаяся сложным раствором солей, включая $NaCl$, плотнее пресной воды. Важным свойством является его электропроводность. Поскольку $NaCl$ является сильным электролитом, он полностью диссоциирует в воде на подвижные ионы $Na^+$ и $Cl^-$, которые способны переносить электрический заряд. Это делает солевой раствор хорошим проводником электричества, в отличие от чистой воды.

Коллигативные свойства раствора $NaCl$ также весьма примечательны. К ним относятся повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания по сравнению с чистым растворителем. Например, вода кипит при $100°C$ при нормальном давлении, но солевой раствор будет кипеть при более высокой температуре. Аналогично, точка замерзания солевого раствора будет ниже $0°C$, что используется, например, для борьбы с обледенением дорог или в морозильных смесях. Эти эффекты зависят от концентрации растворенных частиц (ионов), а не от их химической природы.

Химически раствор поваренной соли является нейтральным или очень близким к нейтральному. Ионы $Na^+$ и $Cl^-$ являются ионами сильного основания ($NaOH$) и сильной кислоты ($HCl$) соответственно, и они не подвергаются гидролизу в значительной степени. Поэтому водный раствор $NaCl$ имеет $pH$ около $7$. Раствор достаточно стабилен и не разлагается при обычных условиях.

Биологическое и практическое значение раствора поваренной соли огромно. Он является основным компонентом физиологических растворов, используемых в медицине для инфузий, поскольку его концентрация ($0.9\%$ масс.) изотонична плазме крови, предотвращая осмотический шок. В кулинарии соль используется как усилитель вкуса и консервант. В промышленности солевые растворы применяются в различных процессах, включая электролиз для получения хлора и гидроксида натрия.

Таким образом, раствор поваренной соли представляет собой прозрачную, электропроводную жидкость с измененными по сравнению с чистой водой физическими параметрами, такими как плотность, температуры кипения и замерзания. Его нейтральный характер и стабильность, в сочетании с важными биологическими и промышленными применениями, делают его одним из наиболее изученных и используемых химических растворов.

Ответ: Развернутое эссе о свойствах раствора поваренной соли представлено выше.

1. Йодная настойка — это спиртовой раствор с массовой долей иода 3 %. Найдите массы спирта и иода, необходимые для приготовления 180 г такой настойки.

Дано:

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

Решение:

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

Дано:

Массовая доля йода в настойке: $\omega_{I_2} = 3\%$

Масса настойки: $m_{настойки} = 180 \, \text{г}$

Перевод в систему СИ:

Массовая доля йода: $\omega_{I_2} = 0.03$ (доля)

Масса настойки: $m_{настойки} = 0.180 \, \text{кг}$

Найти:

Масса йода: $m_{I_2}$

Масса спирта: $m_{спирта}$

Решение:

Массовая доля вещества в растворе ($\omega$) определяется как отношение массы вещества ($m_{вещества}$) к общей массе раствора ($m_{раствора}$), выраженное в процентах:

$\omega = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}} \times 100\%$

В нашем случае, веществом является йод, а раствором — йодная настойка. Преобразуем формулу, чтобы найти массу йода ($m_{I_2}$):

$m_{I_2} = \frac{\omega_{I_2} \times m_{настойки}}{100\%}$

Подставим известные значения из условия задачи:

$m_{I_2} = \frac{3\% \times 180 \, \text{г}}{100\%}$

$m_{I_2} = \frac{3 \times 180}{100} \, \text{г}$

$m_{I_2} = \frac{540}{100} \, \text{г}$

$m_{I_2} = 5.4 \, \text{г}$

Масса настойки (раствора) складывается из массы растворенного вещества (йода) и массы растворителя (спирта):

$m_{настойки} = m_{I_2} + m_{спирта}$

Чтобы найти массу спирта ($m_{спирта}$), вычтем массу йода из общей массы настойки:

$m_{спирта} = m_{настойки} - m_{I_2}$

Подставим найденные и известные значения:

$m_{спирта} = 180 \, \text{г} - 5.4 \, \text{г}$

$m_{спирта} = 174.6 \, \text{г}$

Ответ: Для приготовления 180 г такой настойки потребуется $5.4 \, \text{г}$ йода и $174.6 \, \text{г}$ спирта.

2. К 180 г 3%-ной спиртовой настойки иода добавили 20 г спирта. Какой стала массовая доля иода в полученном растворе?

Дано:

_______________________

_______________________

_______________________

_______________________

Решение:

_______________________

_______________________

_______________________

Дано:

Масса исходной спиртовой настойки йода ($m_1$) = 180 г

Массовая доля йода в исходной настойке ($\omega_1$) = 3%

Масса добавленного спирта ($m_{\text{спирт}}$) = 20 г

Перевод в СИ:

Масса исходной спиртовой настойки йода ($m_1$) = $180 \text{ г} = 0.180 \text{ кг}$

Массовая доля йода в исходной настойке ($\omega_1$) = $3\% = 0.03$

Масса добавленного спирта ($m_{\text{спирт}}$) = $20 \text{ г} = 0.020 \text{ кг}$

Найти:

Массовая доля йода в полученном растворе ($\omega_2$) - ?

Решение:

1. Находим массу йода в исходной настойке.

Массовая доля вещества в растворе определяется по формуле:

$\omega = \frac{m_{\text{вещества}}}{m_{\text{раствора}}}$

Отсюда, масса растворенного вещества: $m_{\text{вещества}} = \omega \times m_{\text{раствора}}$.

Масса йода ($m_{\text{йод}}$) в исходной настойке:

$m_{\text{йод}} = m_1 \times \omega_1 = 180 \text{ г} \times 0.03 = 5.4 \text{ г}$

2. Находим общую массу полученного раствора.

К исходной настойке добавили только спирт, масса йода осталась неизменной. Общая масса раствора увеличится на массу добавленного спирта.

Масса нового раствора ($m_2$):

$m_2 = m_1 + m_{\text{спирт}} = 180 \text{ г} + 20 \text{ г} = 200 \text{ г}$

3. Находим массовую долю йода в полученном растворе.

Новая массовая доля йода ($\omega_2$) рассчитывается как отношение массы йода к новой общей массе раствора:

$\omega_2 = \frac{m_{\text{йод}}}{m_2} = \frac{5.4 \text{ г}}{200 \text{ г}} = 0.027$

Выразим массовую долю в процентах:

$\omega_2 = 0.027 \times 100\% = 2.7\%$

Ответ: Массовая доля йода в полученном растворе стала 2.7%.