Dziecko pyta, po co komu rozpuszczalność. Co odpowiedzieć?

To wiedza prosto z kuchni: dlaczego cukier nie chce się rozpuścić w mrożonej kawie, dlaczego otwarta cola z lodówki syczy dłużej niż ta z parapetu, dlaczego akwarysta pilnuje temperatury wody. Dalej w szkole na tej samej definicji staną stężenia roztworów — kto teraz zrozumie „maksimum na 100 g wody”, ten później tylko podstawia liczby.

Da się to pokazać w domu?

Najlepiej hodowlą kryształów: w gorącej wodzie rozpuszczamy cukier albo sól, aż przestanie znikać, a potem zostawiamy szklankę z zawieszoną na nitce zapałką na kilka dni. Stygnący i parujący roztwór nie utrzyma całej porcji i nadwyżka osiądzie kryształkami. Cukier daje efektowniejsze wyniki niż sól — jego rozpuszczalność mocniej zależy od temperatury.

Dziecko twierdzi, że wystarczy dłużej mieszać, żeby rozpuścić więcej. Jak to prostować?

Prosty eksperyment kontrolny: do szklanki zimnej wody dosypujemy sól, aż osad przestanie znikać, i wtedy mieszamy jeszcze minutę — osad zostaje. Mieszanie przyspiesza rozpuszczanie, ale nie podnosi maksimum; to robi dopiero podgrzanie. Rozróżnienie „szybciej” i „więcej” to najczęstsza pułapka tego tematu, także na sprawdzianach.

Rozpuszczalność substancji. Krzywe rozpuszczalności

około 12 minut

W tej lekcji1/10

Ciepła cola wietrzeje w kwadrans, a zimna trzyma bąbelki godzinami. W upalne lato ryby podpływają pod powierzchnię jeziora, bo w nagrzanej wodzie brakuje im tlenu. Oba te zjawiska opisuje jedna liczba — rozpuszczalność. Zobaczysz, jak ją odczytywać i co z niej wynika.

Rozpuszczalność, czyli limit wody

Rozpuszczalność to maksymalna masa substancji, którą można rozpuścić w 100 g wody w danej temperaturze. Powstaje wtedy roztwór nasycony — ani grama więcej się nie zmieści.

Krzywa rozpuszczalności w liczbach

Zależność rozpuszczalności od temperatury rysuje się jako krzywą rozpuszczalności: na osi poziomej temperatura, na pionowej gramy substancji na 100 g wody.

KNO₃ — saletra potasowa
NaCl — sól kuchenna

Dwie krzywe w jednej skali — saletra pnie się stromo, sól ledwie drgnie

Gazy grają odwrotnie

Dla gazów rozpuszczalność ze wzrostem temperatury maleje. Ciepła cola wietrzeje szybciej niż zimna, bo ogrzana woda nie utrzymuje tyle $\mathrm{CO_2}$ — nadmiar ucieka bąbelkami.

To samo dzieje się z tlenem: w przegrzanej wodzie jest go rozpuszczonego mniej, dlatego w upalne lato ryby w płytkich stawach potrafią się dusić.

tlen rozpuszczony w wodzie

Krzywa gazu opada: im cieplejsza woda, tym mniej tlenu w niej zostaje

Odczyt z tabeli i przeliczenie na inną masę wody

1
Pytanie: ile $\mathrm{KNO_3}$ rozpuści się w 50 g wody w 60 °C? Najpierw odczytujemy z krzywej wartość dla 100 g wody w tej temperaturze.
$R = 110\ \text{g}$
2
Wody mamy 50 g, czyli o połowę mniej — zmieści się więc o połowę mniej saletry.
$110 : 2 = 55\ \text{g}$
3
Ten sam ruch działa w drugą stronę: w 200 g wody rozpuści się dwa razy więcej.
$110 \cdot 2 = 220\ \text{g}$
Wskazówka
Rozpuszczalność podaje się na 100 g wody, ale woda w zadaniu rzadko waży akurat tyle — przeliczanie to połowa roboty.

Wszystkie kroki za Tobą!

Ochładzamy nasycony roztwór — rosną kryształy

1
W 60 °C rozpuszczamy w 100 g wody maksymalną porcję saletry.
$110\ \text{g}$
2
Ochładzamy roztwór do 20 °C. Zimna woda utrzyma już tylko tyle:
$32\ \text{g}$
3
- KNO₃ — saletra potasowa
Dwa odczyty na krzywej saletry — pionowy odstęp między nimi wypada z roztworu
Nadwyżka nie ma się gdzie podziać — wytrąca się z roztworu jako kryształy.
$110 - 32 = 78\ \text{g}$
Wskazówka
Dokładnie tak hoduje się wielkie kryształy: nasycić na gorąco, studzić powoli.

Wszystkie kroki za Tobą!

Twoja kolej

W 20 °C rozpuszczalność $\mathrm{KNO_3}$ wynosi 32 g. Ile gramów saletry rozpuści się maksymalnie w 200 g wody o tej temperaturze? Wpisz samą liczbę.

Pułapka! Mieszanie nie podnosi limitu

Źle: „Roztwór jest nasycony, ale pomieszam mocniej i rozpuści się więcej.”

Twoja kolej

Nasycony roztwór $\mathrm{KNO_3}$ w 100 g wody ochładzamy z 40 °C do 20 °C. Ile saletry się wytrąci? (rozpuszczalność: 64 g w 40 °C, 32 g w 20 °C)

Ściąga do zapamiętania

Co to jest rozpuszczalność i jak zależy od temperatury?

Rozpuszczalność to MAKSYMALNA masa substancji, jaka rozpuszcza się w 100 g wody w danej temperaturze (powstaje roztwór nasycony). Ciała stałe: zwykle rośnie z temperaturą — saletra potasowa mocno (32 g w 20 °C, 110 g w 60 °C), sól kuchenna ledwo (36→37 g). Gazy: MALEJE — dlatego ciepła cola wietrzeje, a rybom w ciepłej wodzie brakuje tlenu. Ochłodzenie nasyconego roztworu wytrąca nadwyżkę: różnicę rozpuszczalności, np. 110 − 32 = 78 g.

Dla rodzica

Jak pomóc dziecku w tym temacie?

Dziecko pyta, po co komu rozpuszczalność. Co odpowiedzieć?: To wiedza prosto z kuchni: dlaczego cukier nie chce się rozpuścić w mrożonej kawie, dlaczego otwarta cola z lodówki syczy dłużej niż ta z parapetu, dlaczego akwarysta pilnuje temperatury wody. Dalej w szkole na tej samej definicji staną stężenia roztworów — kto teraz zrozumie „maksimum na 100 g wody”, ten później tylko podstawia liczby.
Da się to pokazać w domu?: Najlepiej hodowlą kryształów: w gorącej wodzie rozpuszczamy cukier albo sól, aż przestanie znikać, a potem zostawiamy szklankę z zawieszoną na nitce zapałką na kilka dni. Stygnący i parujący roztwór nie utrzyma całej porcji i nadwyżka osiądzie kryształkami. Cukier daje efektowniejsze wyniki niż sól — jego rozpuszczalność mocniej zależy od temperatury.
Dziecko twierdzi, że wystarczy dłużej mieszać, żeby rozpuścić więcej. Jak to prostować?: Prosty eksperyment kontrolny: do szklanki zimnej wody dosypujemy sól, aż osad przestanie znikać, i wtedy mieszamy jeszcze minutę — osad zostaje. Mieszanie przyspiesza rozpuszczanie, ale nie podnosi maksimum; to robi dopiero podgrzanie. Rozróżnienie „szybciej” i „więcej” to najczęstsza pułapka tego tematu, także na sprawdzianach.

Sprawdź się!

Co podaje rozpuszczalność substancji?

Ile $\mathrm{KNO_3}$ rozpuści się maksymalnie w 100 g wody w 40 °C? (rozpuszczalność: 32 g w 20 °C, 64 g w 40 °C, 110 g w 60 °C)

Ile $\mathrm{KNO_3}$ rozpuści się maksymalnie w 50 g wody w 80 °C? (rozpuszczalność w 80 °C: 169 g)

Otwarta cola trzymana w cieple wietrzeje szybciej niż w lodówce. Co z tego wynika dla rozpuszczalności gazów w wodzie?

Nasycony w 60 °C roztwór $\mathrm{KNO_3}$ w 100 g wody ochłodzono do 20 °C. Ile saletry się wytrąciło? (rozpuszczalność: 110 g w 60 °C, 32 g w 20 °C)

Następny temat

Roztwory nasycone, nienasycone, stężone i rozcieńczone