Властивості води має знати кожен – оскільки вони багато в чому визначають наше життя і нас самих як таких…

Хімічні та фізичні властивості води в рідкому стані — терміни, визначення та коментарі

Строго кажучи, у цьому матеріалі ми коротко розглянемо не лишехімічні та фізичні властивості води в рідкому стані,а й властивості властиві їй загалом як такий.

Детальніше про властивості води в твердому стані ви можете прочитати в нашій статті. ВЛАСТИВОСТІ ВОДИ У ТВЕРДОМУ СТАНІ (читати →).

Вода- Надважлива речовина для нашої планети. Без неї на Землі життя неможливе, без нього не проходить жоден геологічний процес. Великий вчений і мислитель Володимир Іванович Вернадський у своїх роботах писав, що не існує такого компонента, значення якого могло б «порівнятися з нею за впливом на хід основних, найгрізніших геологічних процесів». Водаприсутній не тільки в організмі всіх живих істот нашої планети, а й у всіх речовинах на Землі – у мінералах, у гірських породах… Вивчення унікальних властивостей води постійно відкриває нам нові й нові таємниці, задає нам нові загадки і кидає нові виклики.

Аномальні властивості води

багато фізичні та хімічні властивості водидивують і випадають із загальних правил і закономірностей і є аномальними, наприклад:

• Відповідно до закономірностей, встановлених за принципом подібності, в рамках таких наук як хімія та фізика, ми могли б очікувати, що:
  • водазакипатиме при мінус 70°С, а замерзати при мінус 90°С;
  • водабуде не капати з кінчика крана, а литися тонким струмком;
  • лід тонутиме, а не плаватиме на поверхні;
  • у склянці водане розчинилося б більше кількох крупинок цукру.
• Поверхня водимає негативний електричний потенціал;
• При нагріванні від 0 ° C до 4 ° C (точніше 3,98 ° C) вода стискається;
• Викликає здивування висока теплоємність води рідкий стан;

Як уже зазначалося вище, у цьому матеріалі ми перерахуємо основні фізичні та хімічні властивості води та зробимо до деяких із них короткі коментарі.

Фізичні властивості води

ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ – це властивості, які проявляються поза хімічними реакціями.

Чистота

Чистота води – залежить від наявності в ній домішок, бактерій, солей важких металів… , для ознайомлення з інтерпретацією терміну ЧИСТА ВОДА за версією нашого сайту ЧИСТА ВОДА (читати →) .

Колір

Колір води– залежить від хімічного складу та механічних домішок

Наприклад наведемо визначення «Кольори моря», дане «Великою радянською енциклопедією».

Колір моря. Колір, що сприймається оком, коли спостерігач дивиться на поверхню моря, Колір моря залежить від кольору морської води, кольору неба, кількості та характеру хмар, висоти Сонця над горизонтом та ін.

Поняття Колір моря слід відрізняти від поняття колір морської води. Під кольором морської води розуміють колір, що сприймається оком при прямовисному огляді морської води над білим тлом. Від поверхні моря відбивається лише незначна частина падаючих неї світлових променів, решта їх частина проникає вглиб, де поглинається і розсіюється молекулами води, частинками завислих речовин і дрібними бульбашками газів. Відбиті і виходять з моря розсіяні промені і створюють Ц. м. Молекули води розсіюють найсильніше синій і зелені промені. Зважені частки майже однаково розсіюють усі промені. Тому морська вода з малою кількістю зависів здається синьо-зеленою (колір відкритих частин океанів), а зі значною кількістю зависів - жовтувато-зеленою (наприклад, Балтійське). Теоретична сторона вчення про Ц. м. розроблена В. В. Шулейкіним та Ч. В. Раманом.

Велика Радянська Енциклопедія. - М: Радянська енциклопедія. 1969-1978

Запах

Запах води– чиста вода зазвичай не має запаху.

Прозорість

Прозорість води— залежить від розчинених у ній мінеральних речовин та вмісту механічних домішок, органічних речовин та колоїдів:

ПРОЗОРНІСТЬ ВОДИ - здатність води пропускати світло. Зазвичай вимірюється диском Секкі. Залежить в основному від концентрації зважених та розчинених у воді органічних та неорганічних речовин. Може різко знижуватися внаслідок антропогенного забруднення та евтрофування водойм.

Екологічний енциклопедичний словник. – Кишинів І.І. Дідю. 1989

ПРОЗОРНІСТЬ ВОДИ — здатність води пропускати світлові промені. Залежить від товщини шару води, що проходить променями, наявності в ній зважених домішок, розчинених речовин тощо. У воді сильніше поглинаються червоні та жовті промені, глибше проникають фіолетові. За рівнем прозорості, у порядку зменшення її, розрізняють води:

• прозорі;
• слабо опалесцентні;
• опалесцентні;
• злегка каламутні;
• каламутні;
• сильно каламутні.

Словник з гідрогеології та інженерної геології. - М: Гостоптехіздат. 1961

Смак

Смак води – залежить від складу розчинених у ній речовин.

Словник з гідрогеології та інженерної геології

Смак води - властивість води, що залежить від розчинених у ній солей та газів. Є таблиці відчутної смак концентрації солей, розчинених у питній воді (в мг/л), наприклад наступна таблиця (по Штаффу).

Температура

Температура плавлення води:

ТЕМПЕРАТУРА ПЛАВЛЕННЯ — температура, за якої речовина переходить із ТВЕРДОГО СТАНУ в рідке. Температура плавлення твердої речовини дорівнює температурі замерзання рідини, наприклад температура плавлення льоду, Про °С, дорівнює температурі замерзання води.

Температура кипіння води : 99,974°C

Науково-технічний енциклопедичний словник

ТЕМПЕРАТУРА КИПІННЯ, температура, за якої речовина переходить з одного стану (фази) в інший, тобто з рідини в пару або газ. Температура кипіння зростає зі збільшенням зовнішнього тиску і знижується за його зменшенні. Зазвичай її вимірюють при стандартному тиску 1 атмосферу (760 мм рт. ст.) Температура кипіння води при стандартному тиску становить 100 °С.

Науково-технічний енциклопедичний словник

Потрійна точка води

Потрійна точка води: 0,01 ° C, 611,73 Па;

Науково-технічний енциклопедичний словник

ТРІЙНА ТОЧКА, температура і тиск, при яких всі три стани речовини (твердий, рідкий, газоподібний) можуть існувати одночасно. Для води потрійна точка знаходиться при температурі 273,16 К та тиску 610 Ра.

Науково-технічний енциклопедичний словник

Поверхневий натяг води

Поверхневе натяг води – визначає силу зчеплення молекул води один з одним, наприклад, від цього параметра залежить те, як засвоюється та чи інша вода організмом людини.

Адгезія та когезія води

Адгезія та когезія — це властивості, які визначають «липкість води» до інших матеріалів. Адгезія визначає "липкість" води до інших речовин, а когезія це липкість молекул води по відношенню один до одного.

Капілярність

Капілярність - властивість води, завдяки якому вода може підніматися вертикально вгору пористих матеріалах. Ця властивість реалізується через інші властивості води, такі як поверхневий натяг, адгезія та когезія.

Жорсткість води

Жорсткість води – визначається кількістю вмісту солей, детальніше читайте у матеріалах Жорстка вода - ЩО Ж ЦЕ ТАКЕ (читати →)і МІНЕРАЛІЗАЦІЯ ВОДИ (читати →).

Морський словник

Жорсткість води (Stiffness of Water) - властивість води, що знекровлюється вмістом розчинених у ній солей лужноземельних металів, гол. обр. кальцію та магнію (у вигляді двовуглекислих солей - бікарбонатів), і солей сильних мінеральних кислот - сірчаної та соляної. Жорсткість води вимірюється в спеціальних одиницях, так зв. градусах жорсткості. Градусом жорсткості називається ваговий вміст окису кальцію (СаО), що дорівнює 0,01 г на 1 л води. Жорстка вода непридатна для живлення котлів, оскільки сприяє сильному утворенню накипу на їх стінках, що може спричинити перепал трубок котла. Котли великих потужностей і особливо високих тисків повинні харчуватися абсолютно очищеною водою (конденсат від парових машин і турбін, очищений за допомогою фільтрів від домішки олії, а також дистилят, що готується в спеціальних випарниках).

Самойлов К. І. Морський словник. - М.-Л.: Державне Військово-морське Видавництво НКВМФ Союзу РСР, 1941

Науково-технічний енциклопедичний словник

Жорсткість води, нездатність води утворювати піну з милом через розчинені в ній солі, в основному кальцію і магнію.

Накип у казанах і трубах утворюється через присутність у воді розчиненого карбонату кальцію, що потрапляє у воду при контакті з вапняком. У гарячій або окропі карбонат кальцію переходить в осад у вигляді твердих вапняних відкладень на поверхнях всередині котлів. Карбонат кальцію також не дає милу пінитися. Іонообмінний контейнер(3), заповнений гранулами, покритими матеріалами натрію. з якими вода входить у контакт. Іони натрію як активніші, заміщають іони кальцію Оскільки солі натрію залишаються розчинними навіть за кип'ятінні, накип не утворюється.

Науково-технічний енциклопедичний словник

Структура води

Під структурою водирозуміється певне розташування молекул води по відношенню одна до одної. Це поняття активно використовується в теорії структурованої води- Читайте нашу статтю СТРУКТУРОВАНА ВОДА — БАЗОВІ ПОНЯТТЯ (читати →).

Мінералізація води

Мінералізація води:

Екологічний енциклопедичний словник

МІНЕРАЛІЗАЦІЯ ВОДИ - насичення води неорганічні. (мінеральними) речовинами, що знаходяться у ній у вигляді іонів та колоїдів; загальна сума неорганічних солей, що містяться переважно у прісній воді, ступінь мінералізації зазвичай виражають у мг/л або г/л (іноді в г/кг).

Екологічний енциклопедичний словник. – Кишинів: Головна редакція Молдавської радянської енциклопедії. І.І. Дідю. 1989

В'язкість води

В'язкість води - характеризує внутрішній опір частинок рідини її руху:

Геологічний словник

В'язкість води (рідини) - властивість рідини, що обумовлює при русі виникнення сили тертя. Є фактором, що здійснює передачу руху від шарів води, що переміщуються з великою швидкістю, до шарів з меншою швидкістю. В'язкість води залежить від температури та концентрації розчину. Фізично вона оцінюється коеф. в'язкості, що входить до ряду формул руху води.

Геологічний словник: у 2-х томах. - М: Надра. За редакцією К. Н. Паффенгольця та ін. 1978

Розрізняють два види в'язкості води:

• Динамічна в'язкість води - 0,00101 Пас (при 20 ° C).
• Кінематична в'язкість води - 0,01012 см 2 /с (при 20 ° C).

Критична точка води

Критичною точкою водиназивається її стан при певному співвідношенні тиску і температури, коли її властивості однакові в газоподібному та рідкому стані (газоподібній та рідкій фазі).

Критична точка води: 374 ° C, 22,064 MПа.

Діелектрична проникність

Діелектрична проникність, загалом, є коефіцієнтом, що показує, у скільки сила взаємодії між двома зарядами у вакуумі більше ніж у певному середовищі.

Що стосується водою цей показник надзвичайно високий й у статичних електричних полів дорівнює 81.

Теплоємність води

Теплоємність води— вода має напрочуд високу теплоємність:

Екологічний словник

Теплоємність – властивість речовин поглинати тепло. Виражається в кількості тепла, що поглинається речовиною при нагріванні на 1°С. Теплоємність води близько 1 кал/г, чи 4,2 Дж/г. Теплоємність ґрунту (при 14,5-15,5°С) коливається (від піщаних до торф'яних ґрунтів) від 0,5 до 0,6 кал (або 2,1-2,5 Дж) на одиницю об'єму та від 0,2 до 0,5 кал (або 0,8-2,1 Дж) на одиницю маси (г).

Екологічний словник. - Алма-Ата: "Наука". Б.А. Биків. 1983

Науково-технічний енциклопедичний словник

Питома теплоємність (позначення с), тепло, необхідне для того, щоб підняти температуру 1 кг речовини на 1К. Вимірюється у Дж/К.кг (де Дж-ДЖОУЛЬ). Речовини з високою питомою теплоємністю, такі як вода, вимагають більшої кількості енергії для підвищення температури, ніж речовини з низькою питомою теплоємністю.

Науково-технічний енциклопедичний словник

Теплопровідність води

Теплопровідність речовини має на увазі його здатність проводити тепло від своїх гарячіших частин до холодніших.

Передача тепла у воді відбувається або на молекулярному рівні, тобто передається молекулами води, або завдяки руху / переміщенню яких або обсягів вод - турбулентна теплопровідність.

Теплопровідність води залежить від температури та тиску.

Плинність

Під плинністю речовин розуміють їхню здатність змінювати свою форму під впливом постійної напруги або постійного тиску.

Плинність рідин, як і визначається рухливістю їх частинок, які у стані спокою нездатні сприймати дотичні напруги.

Індуктивність

Індуктивність визначає магнітні властивості замкнутих ланцюгів електричного струму. Вода, за винятком деяких випадків, електричний струм проводить, а отже і має певну індуктивність.

Щільність води

Щільність води- Визначається ставленням її маси до обсягу при певній температурі. Детальніше читайте у нашому матеріалі ЩО ТАКЕ ЩІЛЬНІСТЬ ВОДИ (читати →) .

Стисність води

Стисність води- дуже мала і залежить від солоності води та тиску. Наприклад, у дистильованої води вона дорівнює 0,0000490. У природних умовах вода практично стислива, але у промисловому виробництві для технічних цілей воду сильно стискають. Наприклад, для різання твердих матеріалів, у тому числі таких як метали.

Електропровідність води

Електропровідність води - багато в чому залежить від кількості розчинених у них солей.

Радіоактивність

Радіоактивність води- Залежить від змісту в ній радону, еманації радію.

Фізико-хімічні властивості води

Словник з гідрогеології та інженерної геології

ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ВОДИ - параметри, що визначають фізико-хімічні особливості природних вод. До них відносяться показники концентрації водневих іонів (рН) та окисно-відновний потенціал (Eh).

Словник з гідрогеології та інженерної геології. - М.: Держтоптехвидав. Укладач: А. А. Маккавєєв, редактор О. К. Ланґе. 1961

Розчинність

Різні джерела цю властивість класифікують по-різному - одні відносять його до фізичних, інші до хімічних властивостей речовини. Тому на даному етапі ми віднесли його до фізико-хімічних властивостей води, що підтверджується одним з визначень розчинності, наведеному нижче.

Великий Енциклопедичний словник

РОЗТВОРНІСТЬ - здатність речовини в суміші з однією або декількома іншими речовинами утворювати розчини. Міра розчинності речовини в даному розчиннику - концентрація його насиченого розчину при даних температурі та тиску. Розчинність газів залежить від температури та тиску, розчинність рідких та твердих тіл практично від тиску не залежить.

Великий словник енциклопедії. 2000

Довідник дорожніх термінів

Розчинність - властивість матеріалу (речовин) утворювати однорідні системи, що мають однаковий хімічний склад та фізичні властивості.

Довідник дорожніх термінів, М. 2005

Загальна хімія

Розчинність – властивість газоподібних, рідких та твердих речовин переходити у розчинений стан; виражається рівноважним масовим ставленням розчиненої речовини та розчинника при даній температурі.

Загальна хімія: підручник А. В. Жолнін; за ред. В. А. Попкова, А. В. Жолніна. 2012

Фізична енциклопедія

Розчинність - здатність речовини утворювати з ін речовиною розчини. Кількісно характеризується концентрацією речовини насиченому розчині. Розчинність визначається фіз. та хім. спорідненістю молекул розчинника і розчиненої речовини, яка характеризується т.з. енергією взаємообміну молекул розчину. Як правило, розчинність велика, якщо молекули розчиняється речовини і розчинника мають подібні властивості («подібне розчиняється в подібному»).

Залежність розчинності від температури та тиску встановлюється за допомогою Ле Шател'є-Брауна принципу. Розчинність зростає із зростанням тиску та проходить через максимум при високих тисках; розчинність газів у рідинах із зростанням температури падає, у металах зростає.

Фізична енциклопедія. У 5-ти томах. - М: Радянська енциклопедія. Головний редактор А. М. Прохоров. 1988

Кислотно-лужна рівновага (pH води)

Кислотно-лужний баланс води визначається pH показником, значення якого може змінюватися від 0 до 14. Значення 7 визначає кислотно-лужний баланс води як нейтральний, якщо менше 7 - вода кислотна, більше 7 - лужна вода.

Окисно-відновний потенціал води

Окисно-відновний потенціал води (ОВП) - здатність води вступати в біохімічні реакції.

Хімічні властивості води

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ РЕЧОВИНИ – це властивості, що виявляються внаслідок хімічних реакцій.

Нижче наведено Хімічні властивості води за підручником «Основи хімії. Інтернет-підручник» авторів А. В. Мануйлова, В. І. Родіонова.

Взаємодія води з металами

При взаємодії води з більшістю металів відбувається реакція із виділенням водню:

• 2Na + 2H2O = H2 + 2NaOH (бурхливо);
• 2K + 2H2O = H2 + 2KOH (бурхливо);
• 3Fe + 4H2O = 4H2 + Fe3O4 (тільки під час нагрівання).

Не всі, а лише досить активні метали можуть брати участь в окисно-відновних реакціях цього типу. Найбільш легко реагують лужні та лужноземельні метали І та ІІ груп.

При взаємодії води з благородними металами, такими як золото, платина, реакція відсутня.

Взаємодія водиз неметалами

З неметалів з водою реагують, наприклад, вуглець та його водневу сполуку (метан). Ці речовини набагато менш активні, ніж метали, але все ж таки здатні реагувати з водою при високій температурі:

• C + H2O = H2 + CO (при сильному нагріванні);
• CH4 + 2H2O = 4H2 + CO2 (при сильному нагріванні).

Взаємодія водиз електричним струмом

При дії електричним струмом вода розкладається на водень та кисень. Це також окислювально-відновна реакція, де вода є одночасно і окислювачем, і відновником.

Взаємодія води з оксидами неметалів

Вода вступає у реакцію з багатьма оксидами неметалів та деякими оксидами металів. Це не окислювально-відновні реакції, а реакції сполуки:

• SO2 + H2O = H2SO3 (сірчиста кислота);
• SO3 + H2O = H2SO4 (сірчана кислота);
• CO2 + H2O = H2CO3 (вугільна кислота).

Взаємодія води з оксидами металів

Деякі оксиди металів можуть вступати в реакції з'єднання з водою.

Приклади таких реакцій ми вже зустрічали:

CaO + H2O = Ca(OH)2 (гідроксід кальцію (гашене вапно)).

Не всі оксиди металів здатні реагувати із водою. Частина практично не розчинна у воді і тому з водою не реагує. Наприклад: ZnO, TiO2, Cr2O3, з яких готують, наприклад, стійкі до води фарби. Оксиди заліза також не розчиняються у воді і не реагують із нею.

Гідрати та кристалогідрати

Вода утворює сполуки, гідрати та кристалогідрати, в яких повністю зберігається молекула води .

Наприклад:

• CuSO4 + 5 H2O = CuSO4.5H2O;
• CuSO4 – речовина білого кольору (безводний сульфат міді);
• CuSO4.5H2O - кристалогідрат (мідний купорос), сині кристали.

Інші приклади утворення гідратів:

• H2SO4 + H2O = H2SO4.H2O (гідрат сірчаної кислоти);
• NaOH + H2O = NaOH.H2O (гідрат їдкого натру).

З'єднання, що зв'язують воду в гідрати і кристалогідрати, використовують як осушувачі. З їхньою допомогою, наприклад, видаляють водяні пари з вологого атмосферного повітря.

Біо-синтез

Вода бере участь у біо-синтезі в результаті якого утворюється кисень:

6n CO 2 + 5n H 2 O = (C 6 H 10 O 5) n + 6n O 2 (при дії світла)

Висновок

Ми бачимо, що властивості води різноманітні та охоплюють практично всі аспекти життя на Землі. Як сформулював один із вчених… вивчати воду необхідно комплексно, а не в контексті окремих її проявів.

Під час підготовки матеріалу використовувалася інформація з книг- Ю. П. Рассадкіна «Вода звичайна та незвичайна», Ю. Я. Фіалкова «Незвичайні властивості звичайних розчинів», Підручника «Основи хімії. Інтернет-підручник» авторів А. В. Мануйлова, В. І. Родіонова та ін.

Хімія вивчає склад води, елементи яких складається вода. Хіміки вивчають як вода входить у реакцію з різними речовинами, так відбувається реакція, що утворюється в результаті.

Вода - дуже активна в хімічному відношенні речовина.

Хімічні властивості води:

1) Вода реагує з багатьма металамиз виділенням водню:

2Na + 2H 2 O = H 2 + 2NaOH (бурхливо)

2K + 2H 2 O = H 2 + 2KOH (бурхливо)

3Fe + 4H 2 O = 4H 2 + Fe 3 O 4 (тільки при нагріванні)

Не всі, а лише досить активні метали можуть брати участь в окисно-відновних реакціях цього типу. Найбільш легко реагують лужні та лужноземельні метали І та ІІ груп.

З неметалівз водою реагують, наприклад, вуглець та його водневу сполуку (метан). Ці речовини набагато менш активні, ніж метали, але все ж таки здатні реагувати з водою при високій температурі:

C + H 2 O = H 2 + CO (при сильному нагріванні)

CH 4 + 2H 2 O = 4H 2 + CO 2 (при сильному нагріванні)

2) Вода розкладається на водень та кисень при дії електричного струму. Це також окислювально-відновна реакція, де вода є одночасно і окислювачем, і відновником:

3) Вода реагує з багатьма оксидами неметалів. На відміну від попередніх, ці реакції не окисно-відновні, а реакції сполуки:

4) Деякі оксиди металівтакож можуть вступати в реакції з'єднання з водою. Приклади таких реакцій ми вже зустрічали:

Не всі оксиди металів здатні реагувати із водою. Частина практично не розчинна у воді і тому з водою не реагує. Такі оксиди - це ZnO, TiO 2 , Cr 2 O 3 , з яких готують, наприклад, стійкі до води фарби. Оксиди заліза також не розчиняються у воді і не реагують із нею.

5) Вода утворює численні сполуки, у яких її молекула повністю зберігається. Це так звані гідрати. Якщо гідрат кристалічний, він називається кристалогідрат. Наприклад:

Наведемо інші приклади утворення гідратів:

H 2 SO 4 + H 2 O = H 2 SO 4 . H 2 O (гідрат сірчаної кислоти)

NaOH + H 2 O = NaOH . H 2 O (гідрат їдкого натру)

З'єднання, що зв'язують воду в гідрати і кристалогідрати, використовують як осушувачі. З їхньою допомогою, наприклад, видаляють водяні пари з вологого атмосферного повітря.

6) Особлива реакція води – синтез рослинами крохмалю (C6H10O5)n та інших подібних сполук (вуглеводів), що відбувається з виділенням кисню:

6n CO 2 + 5n H 2 O = (C 6 H 10 O 5) n + 6n O 2 (при дії світла)

ВИЗНАЧЕННЯ

Вода (оксид водню)- Бінарна неорганічна сполука.

Хімічна формула: Н 2 O

Структурна формула:

Молярна вага: 18,01528 г/моль.

Альтернативні назви: оксид , гідроксид водню, гідроксильна кислота, монооксид дигідрогена, оксидан, дигідромонооксид.

У молекулі води атом кисню перебуває у стані sp 3 –гібридизації, оскільки у освіті гібридних орбіталей беруть участь як валентні електрони, а й неподілені електронні пари. Гібридні орбіталі спрямовані до вершин тетраедра:

Внаслідок великої різниці електронегативностей кисню і водню зв'язку в молекулі сильно поляризовані, і відбувається зміщення електронної убік. Молекула води має великий дипольний момент, оскільки полярні зв'язки розташовані несиметрично.

З сильною поляризацією зв'язку Про – Н пов'язано утворення водневих зв'язківміж молекулами води Кожна молекула води може утворювати до чотирьох водневих зв'язків – дві з них утворює атом кисню, а ще дві – атоми водню:

Утворення водневих зв'язків визначає вищу температуру кипіння, в'язкість і поверхневе натяг води порівняно з гідридами аналогів (селену і телуру).

Ізотопні модифікації води

Залежно від типу ізотопів водню, що входять до складу молекули, виділяють такі ізотопні модифікації води:

З урахуванням того, що у кисню три стабільні ізотопи (16 O, 17 O і 18 O), можна скласти 18 формул молекул води, що відрізняються ізотопним складом. Як правило, природна вода містить усі ці різновиди молекул.

Приклади розв'язання задач на тему «формула води»

ПРИКЛАД 1

ПРИКЛАД 2

Роздуми (не навчальний матеріал!) на тему

властивостей молекули води

Найпоширеніша речовина на нашій планеті. Без неї не було б життя. Усі живі структури, крім вірусів, здебільшого складаються з води. На її прикладі дітям у школі пояснюють будову молекул, хімічні формули. Властивості, характерні тільки для води, використовуються в живій природі, а також у господарському житті людини.

З дитинства нам знайома речовина, яка ніколи не викликала якихось питань. Ну, вода, і що? А в такій простій, здавалося б, речовині приховано багато загадок.

Вода – основний природний розчинник. Всі реакції в живих організмах так чи інакше протікають у водному середовищі, речовини реагують у розчиненому стані.

Вода має відмінну теплоємність, але досить мала теплопровідність. Це дозволяє використовувати воду як транспорт тепла. На цьому принципі засновано механізм охолодження багатьох організмів. А в атомній енергетиці і воду, завдяки цій властивості, використовують як теплоносій.

У воді як протікають реакції, вона сама входить у реакції. Гідратація, фотоліз тощо.

Це лише деякі властивості, жодна речовина не може похвалитися таким набором властивостей. Воістину ця речовина є унікальною.

Ну, а тепер ближче до теми.

Завжди, скрізь, навіть у школі під час уроків хімії її називають просто «вода».

А ось яке хімічна назва та властивості молекули води?

На просторах інтернету та навчальної літератури можна зустріти такі називання: оксид водню, гідроксид водню, гідроксильна кислота. Це найчастіше зустрічаються.

Тож до якого класу неорганічних речовин належить вода?

Давайте розберемося у цьому питанні.

Нижче наведена схема:

Ця версія правдоподібніша: гідроксильна група явно натякає на щось подібне. Але який гідроксид? Давайте знову розберемо за властивостями гідроксиди:

Властивості основних гідроксидів (підстав):

Для розчинних основ (лугів):

Для розчинних основ (лугів) характерні реакції іонного обміну.

Взаємодія розчинних основ (лугів) із кислотними основами.

Взаємодія з амфотерними гідроксидами.

Нерозчинні основи розкладаються під час нагрівання.

Молекула води не виявляє жодної якості, тільки хіба що, при сильному нагріванні, вона піддасться розкладанню, а це з усіма речовинами так - є певний поріг температури, вище якого зв'язки не можуть більше існувати і руйнуються.

Також аргумент, «проти» амфотерного і основного гідроксиду — основні й амфотерні гідроксиди утворюють лише метали.

Тепер підходимо до найцікавішої частини. Виходить, що вода – це

кислотний гідроксид, тобто кисневмісна кислота.

Розглянемо за властивостями.

Для кислотних гідроксидів характерні:

Реакції із металами.

Реакції з основними та амфотерними оксидами.

Реакції з основами та амфотерними гідроксидами.

Реакції із солями.

Для сильних кислот також реакції іонного обміну.

Витіснення більш слабких, а також летких кислот із солей.

Для молекули води характерні майже всі ці властивості.

Розберемо докладно.

• Реакції із металами. Не всі метали здатні реагувати із водою. Вода як кислота дуже слабка, але, тим не менш, цю властивість вона проявляє:

HOH + Na → NaOH + H 2 - з води витісняється водень - вода поводиться, як більшість кислот.

• Реакції з основними та амфотерними оксидами. З амфотерними оксидами не реагує, оскільки кислотні властивості слабкі, але реагує з основними оксидами (не з усіма правда це пояснюється слабкими кислотними властивостями):

HOH + Na 2 O → 2NaOH

• Реакції з основами та амфотерними гідроксидами. Тут вода не може похвалитися такими реакціями через свою слабкість як кислоти.
• Реакції із солями. Деякі солі піддаються гідролізу - саме реакції з водою.

Ця реакція так само ілюструє останню властивість - витіснення кислоти, у води виходить витіснити сірководень.

З визначення: « кислота - це складна речовина, що складається з водню та кислотного залишку, при дисоціюючій на катіон H + і катіон кислотного залишку«.

Все личить. І виходить, що кислотний залишок – це гідроксильна група OH.

І, як я й казав раніше, вода утворює солі, виходить, що солі води-кислоти – це основні та амфотерні гідроксиди: метал, з'єднаний із кислотним залишком (OH).

І схеми реакцій:

кислота + метал → сіль + водень (загалом)

HOH + Na → NaOH + H 2

кислота + основний оксид → сіль вода

HOH + Na 2 O → 2NaOH (сіль утворюється, тільки води не утворюється, та й з чого це раптом в результаті реакції з водою, повинна утворюватися вода)

сіль + кислота → інша кислота + інша сіль

Al 2 S 3 + HOH → Al(OH) 3 ↓ + H 2 S

Отже, ми дійшли висновку, що амфотерні та основні гідроксиди – це солі води – кислоти.

Тоді як їх називати?

Звістку термін «гідроксід» також застосовується до кисневмісних кислот. За правилами виходить:

назва іона + ат = Гідрокс + ат.

Солі води – гідроксати.

Вода настільки слабка кислота, що виявляє деякі амфотерні властивості, наприклад, реакції з кислотними оксидами.

І у воді нейтральне середовище, а не кисле, як у всіх кислотах – це виняток із правила.

Але зрештою, як казав чудовий російський хімік-органік «Неможливих реакцій немає, а якщо реакція не йде, то ще не знайдено каталізатора».

Підіб'ємо підсумок.

Сформулюємо основні положення теорії «Вода – кислота»:

Молекула води за властивостями – слабка (дуже слабка) кислота.

Вода настільки слабка, що виявляє амфотерні властивості і має нейтральна реакція середовища.

Вода як кислота утворює солі – гідроксати.

До гідроксатів відносяться амфотерні та основні гідроксиди.

Формула води: HOH.

Правильні назви води: гідроксид водню, гідроксильна кислота.

1,000 г/см3 (3,98шC), tпл 0шC, tкіп 100шC; при замерзанні утворює лід. Одне з найпоширеніших сполук у природі (кількість води на поверхні Землі 1,39×10 18 т, в атмосфері 1,3×10 13 т); відомі ізотопні різновиди (дивися Важка вода). Вода входить до складу багатьох мінералів і гірських порід, всіх живих організмів (45 - 98%, у тому числі в організмі людини близько 60% маси тіла), присутня у ґрунті. Обов'язковий компонент практично всіх технологічних процесів у промисловості та сільському господарстві. Вода особливої ​​чистоти необхідна у виробництві продуктів харчування, напівпровідників, люмінофорів, в ядерній техніці, хімічному аналізі та ін.

Сучасна енциклопедія. 2000 .

Дивитись що таке "ВОДА, H2O" в інших словниках:

Вода - отримати на Академіці робочий купон на знижку Технопарк чи вигідно вода купити з безкоштовною доставкою на розпродаж у Технопарк

H2O: Just Add Water … Вікіпедія

Вода- ВОДА, H2O, рідина без запаху, смаку та кольору; щільність 1,000 г/см3 (3,98°C), tпл 0°C, tкіп 100°C; при замерзанні утворює лід. Одна з найпоширеніших сполук у природі (кількість води на поверхні Землі 1,39´1018 т, в атмосфері … Ілюстрований енциклопедичний словник

вода- вода, H2O, рідина без запаху, смаку, кольору (в товстих шарах блакитна). Найпростіше стійке з'єднання водню з киснем (11,19% Н і 88,81% по масі). Щільність 1000 г/см3 (3,98ºC), tпл 0ºС, tкіп 100ºC. Найпоширеніша речовина … Сільське господарство. Великий енциклопедичний словник

Зміст 1 Епізоди 2 Огляд сезонів 3 Список серій 3.1 … Вікіпедія

Хім. з'єднання водню та кисню. Ваговий склад її: 11,19% Н та 88,81% О. Молекулярна маса 18,0153. У молекулі Ст є 10 електронів (5 пар): одна пара внутрішніх електронів розташована поблизу ядра кисню, дві пари зовнішніх електронів. Геологічна енциклопедія

ВОДА- вода, окис водню, H2O, найпростіше стійке в звичайних умовах хімічна сполука водню з киснем (11,19% Н і 88,81% по масі). Молекулярна маса 18,0160, t замерзання 0°C (при 1 ат), t кипіння 100ºC (при 1 ат), щільність при… Ветеринарний енциклопедичний словник

вода (речовина)- - EN water (substance) Common liquid (H2O), які форми лунають, річки, море, etc. (Source: PHC)… … Довідник технічного перекладача

вода адсорбційна- вода адсорбційна adsorbtion water Adsorptionswasser молекули H2O, які притягаються мінералами під впливом поверхневої енергії … Гірничий енциклопедичний словарь

ВОДА- H2O, рідина без запаху, смаку, кольору (в товстих шарах блакитна). Найпростіше стійке з'єднання водню з киснем (11,19% Н і 88,81% по масі). Плоти. 1000 г/см3 (3,98 °С), tпл 0 °С, tкіп 100 °С. Найпоширеніше у природі … Сільсько-господарський енциклопедичний словник

Окис водню, H20, найпростіше стійке в звичайних умовах хімічна сполука водню з киснем (11,19% водню та 88,81% кисню за масою), молекулярна маса 18,0160; безбарвна рідина без запаху та смаку (в товстих шарах… Велика радянська енциклопедія