Подготовьтесь к сдаче ЕГЭ интересно и эффективно!
Вода: физические, химические свойства, химическая формула, плотность
6557

Вода: физические, химические свойства, химическая формула, плотность

Содержание:





Вода, или оксид (окись) водорода Н2О – важнейшая среда, в которой проходят все химико-биологические реакции. На 65-70 % организмы животных и человека состоят из воды. Ее содержание в растениях еще выше – 90 %. Вода – это основа жизни.

Строение воды

Вода – неорганическое соединение с формулой Н2О. Она состоит из кислородного атома, который связан с двумя водородными атомами. Угол между атомами Н-О-Н составляет 104,5˚.

Кислород – электроотрицательный элемент, к которому смещены общие электронные пары. На кислороде возникает частично отрицательный заряд, а на водороде – частично положительный. Вода – электрический диполь. Многие свойства воды обусловлены ее полярностью.

Молекулы воды между собой образовывают водородные связи, которые объясняют высокую плотность и температуру кипения. Чем выше температура реакции, тем меньшее количество связей образуется.



Физические свойства воды

Вода – бесцветная жидкость, у которой отсутствует запах и вкус. Она обладает рядом физических свойств.
  1. Температура кипения 100˚С (при давлении 101,3 кПа).

  2. Температура замерзания 0˚С.

  3. Максимальная плотность воды (характерна при 4˚С) 1 г/см3.

Лед всегда всплывает в водоемах или стаканах с водой. Это связано с тем, что плотность горячей и холодной воды отличается. Лед обладает меньшей плотностью, чем жидкая вода.

Воде свойственна высокая теплоемкость, поэтому она медленно нагревается и остывает. С помощью теплофизических свойств воды регулируется климат. Водные бассейны регулируют температуру на нашей планете. Вода задерживает до 60 % теплового излучения нашей планеты, не позволяя ей охлаждаться.

Теплопроводность воды небольшая. Вода в водоемах нагревается не с помощью молекулярной теплопроводности, а путем перемешивания с помощью волн и течений. Если вода не перемешивается, то она нагревается частями и образуется термическая слоистость (стратификация).

Физсвойства воды отражаются в агрегатных состояниях:

  • Н2О – молекула парообразной воды (гидроль);

  • 2О)2 – молекула жидкой воды (дигидроль);

  • 2О)3 – молекула твердой воды (тригидроль).

В химии физические свойства воды отражаются в количестве связей между молекулами. В парах находятся отдельные молекулы, в жидкостях между ними образуются водородные связи. Если вода находится в состоянии льда, то каждая молекула соединена с соседними молекулами с помощью четырех водородных связей.



Растворимость веществ в воде

Растворимость – максимальная масса вещества, которая может раствориться в 100 г растворителя при определенной температуре. Вещества классифицируются на три группы в зависимости от степени растворимости.
  • Хорошо растворимые – в 100 мл воды растворяется более 1 г вещества (сахар).

  • Малорастворимые – в 100 мл воды растворяется 0,01-1 г вещества (гипс).

  • Нерастворимые – в 100 мл воды растворяется менее 0,01 вещества (хлорид серебра (I)).

Большинство твердых веществ при нагревании растворяется быстрее. Растворимость газов повышается при понижении температуры и повышении давления.

Растворение многих веществ в воде сопровождается образованием оболочки из молекул воды. Данный комплекс называется гидратом. После кристаллизации в составе таких комплексов сохраняется часть молекул воды, образуя кристаллогидрат:

CuSO4 +5 H2O = CuSO4· 5H2O



Растворы

Растворы – гомогенные смеси, которые включают частицы растворенного вещества, растворитель и продукты их реакции. Растворы классифицируют на две группы:
  • насыщенные (вещество в растворе больше не растворяется при определенной температуре);

  • ненасыщенные (вещество продолжает растворяться при определенной температуре).


Химические свойства воды

Вода вступает во взаимодействие с рядом веществ.
  1. Со щелочными и щелочно-земельными металлами
    • 2 Na + 2 H2O = 2 NaOH + H2

  2. С металлами при нагревании
    • Fe + 4 H2O = Fe3O4 + 4 H2

  3. С неметаллами при нагревании
    • С + Н2О = СО↑ + Н2

  4. С оксидами активных металлов
    • Li2O + H2O = 2 LiOH

  5. С оксидами неметаллов
    • SO3 + H2O = H2SO4 
      Вода может разлагаться под действием электрического тока или температуры в 2000˚С.
      2 Н2О → 2 Н2↑ + О2

Вода – важнейший компонент такой реакции как гидролиз. Гидролиз – взаимодействие соли с водой, в результате которого происходит ионный обмен между молекулами.

Na3PO4 + H2O ↔ Na2HPO4 + NaOH



Очистка воды

Вода – самое распространенное вещество на нашей планете. Она наполняет океаны, моря, озера. Пары воды входят в состав воздуха. Природная вода всегда содержит различные примеси. В зависимости от целей использования применяют различные способы очистки воды.

В питьевой воде не должны содержаться примеси и болезнетворные бактерии. Чтобы вода из озер и рек была пригодна для питья, ей дают отстояться в специальных бассейнах. Затем ее фильтруют через слой песка. Очищенную от нерастворимых веществ воду обрабатывают хлором, озоном или ультрафиолетовыми лучами.

Для очищения воды от растворенных в ней веществ используют перегонку, или дистилляцию. Этим способом получают дистиллированную воду. Ее применяют в лабораториях, аптеках, охладительных системах машин и т. д.



Применение воды

Воду используют в промышленности, сельском хозяйстве и быту. В химическом производстве она является важнейшим сырьем для получения водорода. При получении оснований и кислот применяется способность воды вступать в реакции с некоторыми оксидами. Также вода часто выступает в роли растворителя.

Развитие промышленности привело к тому, что многие водоемы загрязнены отходами производства. Поэтому в каждом государстве должны приниматься меры по охране и рациональному использованию природных ресурсов.

Вода – важный ресурс для всего живого на планете. Если ее запасы на Земле иссякнут, то растения, животные и человек погибнут. Вода является более ценным природным богатством, чем нефть и газ, железо и уголь и т. д. Это связано с тем, что воду невозможно ничем заменить.

Поделитесь в социальных сетях:
24 октября 2021, 13:56


Как вы считаете, материал был полезен?

Для оценки комментариев необходимо «войти на сайт».
×
×