Hej! Przygotowujesz się do sprawdzianu z Wody i Roztworów Wodnych? Super! Ten przewodnik pomoże Ci powtórzyć najważniejsze zagadnienia. Damy radę!
Woda - niezwykła substancja
Budowa cząsteczki wody
Woda, czyli H2O, składa się z dwóch atomów wodoru (H) i jednego atomu tlenu (O). Atomy te są połączone wiązaniami kowalencyjnymi spolaryzowanymi.
Co to znaczy spolaryzowane? To znaczy, że tlen przyciąga elektrony silniej niż wodór. Powoduje to powstanie ładunków cząstkowych: δ- na tlenie i δ+ na wodorach.
Dzięki temu cząsteczka wody jest dipolem. Ma biegun dodatni i ujemny.
Wiązania wodorowe
Cząsteczki wody przyciągają się do siebie dzięki wiązaniom wodorowym. To słabe wiązania elektrostatyczne między atomem wodoru jednej cząsteczki a atomem tlenu innej cząsteczki.
Wiązania wodorowe odpowiadają za wiele niezwykłych właściwości wody, np. jej wysokie ciepło właściwe i wysokie napięcie powierzchniowe.
Właściwości fizyczne wody
Woda występuje w trzech stanach skupienia: stałym (lód), ciekłym (woda) i gazowym (para wodna).
Temperatura topnienia lodu: 0°C.
Temperatura wrzenia wody: 100°C.
Gęstość wody: Maksymalną gęstość woda osiąga w temperaturze 4°C.
Woda ma wysokie ciepło właściwe. Oznacza to, że potrzeba dużo energii, żeby zmienić jej temperaturę.
Woda ma wysokie napięcie powierzchniowe. To dlatego owady mogą chodzić po powierzchni wody.
Roztwory wodne
Co to jest roztwór?
Roztwór to jednorodna mieszanina dwóch lub więcej substancji. Składa się z rozpuszczalnika i substancji rozpuszczonej.
Zazwyczaj rozpuszczalnikiem jest substancja, której jest więcej. W roztworach wodnych rozpuszczalnikiem jest woda.
Rodzaje roztworów
Ze względu na wielkość cząstek rozróżniamy roztwory właściwe, koloidalne (zol, żel) i zawiesiny.
Roztwory właściwe: Cząstki substancji rozpuszczonej są bardzo małe (np. roztwór soli w wodzie).
Roztwory koloidalne: Cząstki są większe, ale nadal niewidoczne gołym okiem (np. mleko).
Zawiesiny: Cząstki są duże i opadają na dno (np. piasek w wodzie).
Rozpuszczalność
Rozpuszczalność to maksymalna ilość substancji, którą można rozpuścić w danej ilości rozpuszczalnika w danej temperaturze.
Rozpuszczalność zależy od rodzaju substancji, rozpuszczalnika i temperatury. Dla większości ciał stałych rozpuszczalność rośnie wraz z temperaturą. Dla gazów – maleje.
Mówimy, że "podobne rozpuszcza podobne". Substancje polarne (np. sól) dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach polarnych (np. woda), a substancje niepolarne (np. tłuszcze) – w rozpuszczalnikach niepolarnych (np. benzyna).
Stężenie roztworu
Stężenie roztworu określa ilość substancji rozpuszczonej w danej ilości rozpuszczalnika lub roztworu.
Najczęściej stosowane jednostki stężenia to: stężenie procentowe (%), stężenie molowe (mol/dm3).
Stężenie procentowe
Stężenie procentowe (Cp) to liczba gramów substancji rozpuszczonej w 100 g roztworu.
Wzór na stężenie procentowe: Cp = (masa substancji / masa roztworu) * 100%
Stężenie molowe
Stężenie molowe (Cm) to liczba moli substancji rozpuszczonej w 1 dm3 roztworu.
Wzór na stężenie molowe: Cm = liczba moli substancji / objętość roztworu (w dm3)
Obliczenia stechiometryczne
Pamiętaj o przeliczaniu jednostek! Często będziesz musiał zamienić gramy na mole i odwrotnie. Użyj masy molowej substancji.
Masa molowa to masa jednego mola substancji. Odczytujemy ją z układu okresowego pierwiastków. Jednostką masy molowej jest g/mol.
Rozcieńczanie i zatężanie roztworów
Rozcieńczanie roztworu to dodawanie rozpuszczalnika, co zmniejsza stężenie roztworu.
Zatężanie roztworu to usuwanie rozpuszczalnika, co zwiększa stężenie roztworu (np. przez odparowanie).
Podczas rozcieńczania lub zatężania liczba moli substancji rozpuszczonej się nie zmienia. Możesz użyć wzoru: V1 * C1 = V2 * C2, gdzie V to objętość, a C to stężenie (molowe lub procentowe).
Kwasy, zasady i sole w roztworach wodnych
Dysocjacja elektrolityczna
Dysocjacja elektrolityczna to rozpad związków chemicznych (elektrolitów) na jony pod wpływem wody.
Elektrolity to substancje, których roztwory przewodzą prąd elektryczny (np. kwasy, zasady, sole).
Kwasy dysocjują na kationy wodoru (H+) i aniony reszty kwasowej.
Zasady dysocjują na kationy metalu i aniony wodorotlenkowe (OH-).
Sole dysocjują na kationy metalu (lub amonu) i aniony reszty kwasowej.
Reakcje w roztworach wodnych
W roztworach wodnych zachodzą reakcje między jonami. Ważne reakcje to: reakcje strąceniowe (powstawanie osadów) i reakcje zobojętniania.
Reakcje strąceniowe: Powstaje osad, czyli związek nierozpuszczalny w wodzie. Sprawdzaj rozpuszczalność związków w tablicach rozpuszczalności.
Reakcja zobojętniania: Reakcja kwasu z zasadą, w wyniku której powstaje sól i woda. H+ + OH- → H2O
Podsumowanie
Powtórz budowę cząsteczki wody i wiązania wodorowe. Zrozum, jak wpływają one na właściwości wody.
Zapamiętaj definicje roztworu, rozpuszczalnika i substancji rozpuszczonej. Rozróżniaj rodzaje roztworów: właściwe, koloidalne i zawiesiny.
Naucz się obliczać stężenie procentowe i molowe. Ćwicz obliczenia stechiometryczne i rozcieńczanie roztworów.
Zrozum proces dysocjacji elektrolitycznej. Wiedź, jak dysocjują kwasy, zasady i sole.
Powodzenia na sprawdzianie! Jesteś dobrze przygotowany!
