Решение: Причины несмешивания жидкостей
Статья к заданиюУчебный материал по химии: плотность веществ, горение масла и получение кислорода
Прочитайте текст и выполните задания.
Текст 1
Проведём небольшой опыт: поставим на весы и определим массу 1 л воды и 1 л подсолнечного масла. Получим интересные цифры: Масса 1 л воды равна 1 кг, а вот масса подсолнечного масла – 930 г. Почему же получилась такая разница? Все дело в плотности указанных веществ. Если для воды она принята равной 1 г/см
3
, то у подсолнечного масла она равна 0,93 г/см
3
.
Именно эта разница приведёт к тому, что в результате добавления к воде подсолнечного масла оно окажется на поверхности. Такой же результат мы получим при попытке смешать с водой бензин или ацетон.
Ещё одна причина несмешивания жидкостей – строение молекул указанных веществ.
Текст 2
Масло и вода не смешиваются. Эта старая истина никогда не звучит так свежо, как в случае с горячей сковородой, на которую налили растительное масло, и конденсатом на поверхности замороженной индейки. Просто невероятно, сколько огня может породить такое простое сочетание.
Растительное масло – горючее вещество, но оно не загорается в сковородке или жаровне, потому что его температура никогда не достигает нужных для этого 200–300 °С. Даже если уронить спичку в сковородку, тепло отведётся от пламени в масло, и огонь потухнет.
Но масло, рассеянное в мелкие капельки – совершенно другое состояние этого продукта. Отдельные капельки нагреваются очень быстро, а если одна из них загорится, то высвободится достаточно теплоты, чтобы поджечь соседние капли, и так далее. Это свойство делает облако капелек масла чрезвычайно огнеопасным.
Но откуда взяться такому облаку? От большой замороженной птицы. Рекомендованная температура масла для глубокой жаровни – около 180 °С, что гораздо выше температуры кипения воды. Выкладывая на горячую сковородку пищу, вы наверняка не раз замечали пузырьки. Это выкипает вода, содержащаяся в еде. Теперь внесите туда много влаги: поместите в жаровню замороженную индейку, – и мгновенное испарение воды выбросит в воздух большой объём масла. Несколько капель попадут на конфорку под жаровней и загорятся, начав цепную реакцию, поджигающую большое капельное облако. Вас ждут характерный запах и неистовый огненный столб, способный воспламенить всё вокруг.
Текст 3
Кислород – самый распространённый химический элемент на Земле, так как содержится во многих химических соединениях. Наша атмосфера, как вы уже знаете, содержит 21% кислорода. Исследованные 16 км земной коры – верхнего слоя литосферы – состоят наполовину из кислорода, а водный бассейн – гидросфера – на 89% (по массе). В биосфере около 65% от массы живых организмов приходится на долю кислорода. Растения, животные и человек нуждаются в кислороде, так как от него зависит нормальное протекание жизненных процессов. В промышленности и технике он используется для окисления веществ. Чтобы получить чистый кислород, нужны исходные вещества, богатые этим элементом. К ним относятся нитраты и хлораты, то есть соли азотной и хлорноватой кислоты, а также пероксиды. В технике, где счёт идёт на тысячи тонн, используются широко распространённые сырьевые источники – воздух и вода. Необходимая для этого аппаратура очень сложна и дорога. Из воздуха кислород можно получить перегонкой после его сжижения, а из воды – электролизом.
Текст 4.
Сжигаем металлы!
Полученный кислород применяют для опытов, сопровождающихся окислением веществ. Внесём в наполненные кислородом пробирки небольшие, по возможности тонкоизмельчённые, пробы свинца, меди, алюминия, цинка и олова и неплотно закроем пробирки ватой. При нагревании металлы сгорят с появлением яркого пламени, а в пробирках останутся оксиды.
В чистом кислороде сгорит также тонкая железная проволока. Придадим ей спиралеобразную форму и укрепим на одном из концов пропитанного парафином куска дерева, который подожжём. Проволоку как можно скорее внесём в широкий химический стакан, наполненный кислородом. Чтобы стакан не дал трещину из-за падающих горячих частиц, необходимо насыпать на дно стакана слой песка или налить немного воды, что будет способствовать теплоотводу. Проволока сгорит с появлением ярких разлетающихся искр, в результате образуется оксид железа (II, III) – так называемая окалина: 3Fe + 2O
2
= Fe
3
O
4
.
Опираясь на информацию из текстов, назовите две причины, по которым жидкости не смешиваются друг с другом, и подтвердите каждую причину данными из текста.
Решение по шагам
3 шагаВ первом тексте названа первая причина несмешивания жидкостей — различие их плотности. Плотность воды равна $1\ \mathrm{г/см^3}$, а плотность подсолнечного масла — $0{,}93\ \mathrm{г/см^3}$; поэтому масло оказывается на поверхности воды.
В тексте также прямо указана вторая причина — различие в строении молекул веществ.
Ответ должен содержать обе причины и подтверждение каждой сведениями из текста.
Жидкости не смешиваются из-за различия их плотности и строения молекул. Плотность воды равна $1\ \mathrm{г/см^3}$, а плотность подсолнечного масла — $0{,}93\ \mathrm{г/см^3}$, поэтому масло оказывается на поверхности воды. Кроме того, в тексте указано, что причиной несмешивания является различие в строении молекул веществ.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Называют только одну причину вместо двух.
Указывают разность температур или горючесть масла, хотя эти сведения не объясняют несмешивание жидкостей.
Не подтверждают причины конкретными данными из текста.