Ιδιότητες νερού - χημικές και φυσικές ιδιότητες του νερού σε υγρή κατάσταση. Πώς μελετά η χημεία το νερό; Λεξικό υδρογεωλογίας και μηχανικής γεωλογίας

Η Χημεία μελετά τη σύσταση του νερού, τα στοιχεία που απαρτίζουν το νερό. Οι χημικοί μελετούν πώς το νερό αντιδρά με διαφορετικές ουσίες, άρα συμβαίνει η αντίδραση και τι σχηματίζεται ως αποτέλεσμα.

Το νερό είναι μια πολύ χημικά δραστική ουσία.

Χημικές ιδιότητες του νερού:

1) Το νερό αντιδρά με πολλά μέταλλαμε την απελευθέρωση υδρογόνου:

2Na + 2H 2 O = H 2 + 2NaOH (ταραχώδης)

2K + 2H 2 O = H 2 + 2KOH (ταραχώδης)

3Fe + 4H 2 O = 4H 2 + Fe 3 O 4 (μόνο όταν θερμαίνεται)

Όχι όλα, αλλά μόνο επαρκώς ενεργά μέταλλα μπορούν να συμμετέχουν σε αντιδράσεις οξειδοαναγωγής αυτού του τύπου. Τα μέταλλα αλκαλίων και αλκαλικών γαιών των ομάδων I και II αντιδρούν πιο εύκολα.

Από αμέταλλαΓια παράδειγμα, ο άνθρακας και η ένωση του υδρογόνου (μεθάνιο) αντιδρούν με το νερό. Αυτές οι ουσίες είναι πολύ λιγότερο δραστικές από τα μέταλλα, αλλά εξακολουθούν να είναι ικανές να αντιδρούν με το νερό σε υψηλές θερμοκρασίες:

C + H 2 O = H 2 + CO (σε υψηλή θερμοκρασία)

CH 4 + 2H 2 O = 4H 2 + CO 2 (με υψηλή θερμοκρασία)

2) Το νερό αποσυντίθεται σε υδρογόνο και οξυγόνο όταν εκτίθεται σε ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτή είναι επίσης μια αντίδραση οξειδοαναγωγής, όπου το νερό είναι και οξειδωτικός και αναγωγικός παράγοντας:

3) Το νερό αντιδρά με πολλά οξείδια αμέταλλα. Σε αντίθεση με τις προηγούμενες, αυτές οι αντιδράσεις δεν είναι οξειδοαναγωγικές, αλλά αντιδράσεις σύζευξης:

4) Μερικά οξείδια μετάλλωνΟι ενώσεις μπορούν επίσης να αντιδράσουν με το νερό. Έχουμε ήδη δει παραδείγματα τέτοιων αντιδράσεων:

Δεν είναι όλα τα οξείδια μετάλλων ικανά να αντιδράσουν με το νερό. Μερικά από αυτά είναι πρακτικά αδιάλυτα στο νερό και επομένως δεν αντιδρούν με το νερό. Τέτοια οξείδια είναι τα ZnO, TiO 2, Cr 2 O 3, από τα οποία παρασκευάζονται, για παράδειγμα, αδιάβροχα χρώματα. Τα οξείδια του σιδήρου είναι επίσης αδιάλυτα στο νερό και δεν αντιδρούν με αυτό.

5) Το νερό σχηματίζει πολυάριθμες ενώσεις στις οποίες το μόριό του διατηρείται πλήρως. Αυτά είναι τα λεγόμενα ενυδατώνει. Εάν το ένυδρο είναι κρυσταλλικό, τότε ονομάζεται κρυσταλλική ένυδρη. Για παράδειγμα:

Ακολουθούν άλλα παραδείγματα σχηματισμού ένυδρου:

H2SO4 + H2O = H2SO4 . H 2 O (ένυδρο θειικό οξύ)

NaOH + H2O = NaOH . H 2 O (ένυδρη καυστική σόδα)

Οι ενώσεις που δεσμεύουν το νερό σε ένυδρες και κρυσταλλικές ένυδρες ρίζες χρησιμοποιούνται ως ξηραντικά. Με τη βοήθειά τους, για παράδειγμα, οι υδρατμοί απομακρύνονται από τον υγρό ατμοσφαιρικό αέρα.

6) Μια ειδική αντίδραση του νερού είναι η σύνθεση από τα φυτά αμύλου (C 6 H 10 O 5) n και άλλων παρόμοιων ενώσεων (υδατάνθρακες), που συμβαίνει με την απελευθέρωση οξυγόνου:

6n CO 2 + 5n H 2 O = (C 6 H 10 O 5) n + 6n O 2 (υπό την επίδραση του φωτός)

Προβληματισμοί (όχι εκπαιδευτικό υλικό!!!) για το θέμα

ιδιότητες του μορίου του νερού

Η πιο κοινή ουσία στον πλανήτη μας. Χωρίς αυτήν δεν θα υπήρχε ζωή. Όλες οι ζωντανές δομές, με εξαίρεση τους ιούς, αποτελούνται κυρίως από νερό. Χρησιμοποιώντας το παράδειγμά της, εξηγείται η δομή των μορίων και οι χημικοί τύποι στα παιδιά στο σχολείο. Ιδιότητες χαρακτηριστικές μόνο του νερού χρησιμοποιούνται στη ζωντανή φύση, καθώς και στην ανθρώπινη οικονομική ζωή.

Αυτή η ουσία είναι οικεία σε εμάς από την παιδική ηλικία και δεν έχει εγείρει ποτέ ερωτήσεις. Λοιπόν, νερό, και τι; Και σε μια τόσο απλή φαινομενικά ουσία κρύβονται πολλά μυστήρια.

Το νερό είναι ο κύριος φυσικός διαλύτης. Όλες οι αντιδράσεις στους ζωντανούς οργανισμούς με τον έναν ή τον άλλον τρόπο συμβαίνουν σε υδατικό περιβάλλον οι ουσίες αντιδρούν σε διαλυμένη κατάσταση.

Το νερό έχει εξαιρετική θερμική ικανότητα, αλλά μάλλον χαμηλή θερμική αγωγιμότητα. Αυτό επιτρέπει στο νερό να χρησιμοποιείται ως μεταφορά θερμότητας. Ο μηχανισμός ψύξης πολλών οργανισμών βασίζεται σε αυτήν την αρχή. Και στην πυρηνική ενέργεια, το νερό, χάρη σε αυτή την ιδιότητα, χρησιμοποιείται ως ψυκτικό.

Όχι μόνο οι αντιδράσεις γίνονται στο νερό, αλλά και το ίδιο μπαίνει σε αντιδράσεις. Ενυδάτωση, φωτόλυση κ.λπ.

Αυτές είναι μόνο μερικές από τις ιδιότητες που καμία ουσία δεν μπορεί να υπερηφανεύεται για ένα τέτοιο σύνολο ιδιοτήτων. Πραγματικά αυτή η ουσία είναι μοναδική.

Λοιπόν, τώρα πιο κοντά στο θέμα.

Πάντα, παντού, ακόμα και στα σχολικά μαθήματα χημείας, λέγεται απλώς «νερό».

Και ιδού τι χημική ονομασία και ιδιότητες του μορίου του νερού?

Στο Διαδίκτυο και στην εκπαιδευτική βιβλιογραφία μπορείτε να βρείτε τα ακόλουθα ονόματα: οξείδιο του υδρογόνου, υδροξείδιο του υδρογόνου, υδροξυλικό οξύ. Αυτά είναι τα πιο συνηθισμένα.

Σε ποια κατηγορία λοιπόν ανόργανων ουσιών ανήκει το νερό;

Ας εξετάσουμε αυτό το ζήτημα.

Παρακάτω είναι το διάγραμμα:

Αυτή η εκδοχή είναι πιο εύλογη: η ομάδα υδροξυλίου υπαινίσσεται σαφώς κάτι παρόμοιο. Ποιο υδροξείδιο όμως; Ας δούμε ξανά τις ιδιότητες των υδροξειδίων:

Ιδιότητες βασικών υδροξειδίων (βάσεις):

Για διαλυτές βάσεις (αλκάλια):

Οι διαλυτές βάσεις (αλκάλια) χαρακτηρίζονται από αντιδράσεις ανταλλαγής ιόντων.

Αλληλεπίδραση διαλυτών βάσεων (αλκαλίων) με όξινες βάσεις.

Αλληλεπίδραση με αμφοτερικά υδροξείδια.

Οι αδιάλυτες βάσεις αποσυντίθενται όταν θερμαίνονται.

Ένα μόριο νερού δεν παρουσιάζει ιδιότητες, εκτός από το ότι όταν θερμανθεί έντονα, θα υποστεί αποσύνθεση, αλλά αυτό συμβαίνει με όλες τις ουσίες - υπάρχει ένα ορισμένο όριο θερμοκρασίας πάνω από το οποίο οι δεσμοί δεν μπορούν πλέον να υπάρχουν και καταστρέφονται.

Υπάρχει επίσης ένα επιχείρημα "κατά" αμφοτερικών και βασικών υδροξειδίων - τα βασικά και τα αμφοτερικά υδροξείδια σχηματίζονται μόνο από μέταλλα.

Τώρα ερχόμαστε στο πιο ενδιαφέρον κομμάτι. Αποδεικνύεται ότι το νερό είναι

υδροξείδιο οξέος, αυτό είναι οξυγονωμένο οξύ.

Ας δούμε τις ιδιότητες.

Τα υδροξείδια οξέος χαρακτηρίζονται από:

Αντιδράσεις με μέταλλα.

Αντιδράσεις με βασικά και αμφοτερικά οξείδια.

Αντιδράσεις με βάσεις και αμφοτερικά υδροξείδια.

Αντιδράσεις με άλατα.

Για τα ισχυρά οξέα υπάρχουν και αντιδράσεις ανταλλαγής ιόντων.

Μετατόπιση ασθενέστερων και πτητικών οξέων από άλατα.

Σχεδόν όλες αυτές οι ιδιότητες είναι χαρακτηριστικές ενός μορίου νερού.

Ας το δούμε αναλυτικά.

• Αντιδράσεις με μέταλλα. Δεν είναι όλα τα μέταλλα ικανά να αντιδράσουν με το νερό. Το νερό ως οξύ είναι πολύ αδύναμο, αλλά, ωστόσο, εμφανίζει αυτή την ιδιότητα:

HOH + Na → NaOH + H 2 - το υδρογόνο εκτοπίζεται από το νερό - το νερό συμπεριφέρεται όπως τα περισσότερα οξέα.

• Αντιδράσεις με βασικά και αμφοτερικά οξείδια. Δεν αντιδρά με αμφοτερικά οξείδια, καθώς οι όξινες ιδιότητες είναι αδύναμες, αλλά αντιδρά με βασικά οξείδια (όχι με όλα, ωστόσο, αυτό εξηγείται από τις ασθενείς όξινες ιδιότητες):

HOH + Na 2 O → 2NaOH

• Αντιδράσεις με βάσεις και αμφοτερικά υδροξείδια. Εδώ το νερό δεν μπορεί να καυχηθεί για τέτοιες αντιδράσεις - λόγω της αδυναμίας του ως οξύ.
• Αντιδράσεις με άλατα. Ορισμένα άλατα υφίστανται υδρόλυση - ακριβώς την ίδια αντίδραση με το νερό.

Αυτή η αντίδραση απεικονίζει επίσης την τελευταία ιδιότητα - η μετατόπιση του οξέος αποδεικνύεται ότι εκτοπίζει το υδρόθειο.

Από τον ορισμό: " Το οξύ είναι μια σύνθετη ουσία που αποτελείται από υδρογόνο και ένα όξινο υπόλειμμα, το οποίο διασπάται σε κατιόν Η + και κατιόν όξινου υπολείμματος«.

Όλα ταιριάζουν. Και αποδεικνύεται ότι το όξινο υπόλειμμα είναι η υδροξυλομάδα ΟΗ.

Και, όπως είπα προηγουμένως, το νερό σχηματίζει άλατα, αποδεικνύεται ότι τα άλατα νερού-οξέων είναι βασικά και αμφοτερικά υδροξείδια: ένα μέταλλο σε συνδυασμό με ένα όξινο υπόλειμμα (ΟΗ).

Και τα σχήματα αντίδρασης:

οξύ + μέταλλο → αλάτι + υδρογόνο (γενικά)

HOH + Na → NaOH + H2

οξύ + βασικό οξείδιο → αλμυρό νερό

HOH + Na 2 O → 2NaOH (Σχηματίζεται αλάτι, αλλά δεν σχηματίζεται νερό και γιατί θα σχηματιστεί ξαφνικά ως αποτέλεσμα μιας αντίδρασης με το νερό; Θα πρέπει να σχηματιστεί νερό)

αλάτι + οξύ → άλλο οξύ + άλλο αλάτι

Al 2 S 3 + HOH → Al(OH) 3 ↓ + H 2 S

Έτσι, καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι τα αμφοτερικά και βασικά υδροξείδια είναι άλατα νερού - οξέων.

Τότε πώς να τους ονομάσουμε;

Ο όρος «υδροξείδιο» ισχύει επίσης για οξέα που περιέχουν οξυγόνο. Σύμφωνα με τους κανόνες αποδεικνύεται:

όνομα ιόντος + at = Hydrox + at.

Τα άλατα του νερού είναι υδροξικά.

Το νερό είναι τόσο ασθενές οξύ που εμφανίζει ορισμένες αμφοτερικές ιδιότητες, όπως αντιδράσεις με όξινα οξείδια.

Και το νερό έχει ουδέτερο περιβάλλον, και όχι όξινο, όπως σε όλα τα οξέα - αυτή είναι μια εξαίρεση στον κανόνα.

Αλλά στο τέλος, όπως είπε ο υπέροχος Ρώσος οργανικός χημικός, «Δεν υπάρχουν μη πραγματοποιήσιμες αντιδράσεις, και αν η αντίδραση δεν συμβεί, τότε ο καταλύτης δεν έχει βρεθεί ακόμη».

Συνοψίζω.

Ας διατυπώσουμε τις κύριες διατάξεις θεωρία "Νερό - οξύ":

Οι ιδιότητες του μορίου του νερού είναι αυτές ενός ασθενούς (πολύ ασθενούς) οξέος.

Το νερό είναι τόσο αδύναμο που παρουσιάζει αμφοτερικές ιδιότητες και έχει ουδέτερη αντίδραση στο περιβάλλον.

Το νερό, ως οξύ, σχηματίζει άλατα - υδροξικά.

Τα υδροξικά περιλαμβάνουν αμφοτερικά και βασικά υδροξείδια.

Φόρμουλα νερού: HOH.

Σωστές ονομασίες για το νερό: υδροξείδιο του υδρογόνου, υδροξυλικό οξύ.

ΟΡΙΣΜΟΣ

Νερό (οξείδιο του υδρογόνου)– δυαδική ανόργανη ένωση.

Χημική φόρμουλα: H2O

Δομικός τύπος:

Μοριακή μάζα: 18,01528 g/mol.

Εναλλακτικά ονόματα: οξείδιο, υδροξείδιο του υδρογόνου, υδροξυλικό οξύ, μονοξείδιο του διυδρογόνου, οξείδιο, διυδρομονοξείδιο.

Σε ένα μόριο νερού, το άτομο οξυγόνου βρίσκεται σε κατάσταση υβριδισμού sp 3, αφού στον σχηματισμό υβριδικών τροχιακών δεν συμμετέχουν μόνο ηλεκτρόνια σθένους, αλλά και μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων. Τα υβριδικά τροχιακά κατευθύνονται προς τις κορυφές του τετραέδρου:

Λόγω της μεγάλης διαφοράς στην ηλεκτραρνητικότητα του οξυγόνου και του υδρογόνου, οι δεσμοί στο μόριο είναι πολύ πολωμένοι και το ηλεκτρόνιο μετατοπίζεται προς το . Ένα μόριο νερού έχει μεγάλη διπολική ροπή επειδή οι πολικοί δεσμοί είναι διατεταγμένοι ασύμμετρα.

Η ισχυρή πόλωση του δεσμού Ο-Η σχετίζεται με το σχηματισμό του δεσμούς υδρογόνουμεταξύ των μορίων του νερού. Κάθε μόριο νερού μπορεί να σχηματίσει έως και τέσσερις δεσμούς υδρογόνου - δύο από αυτούς σχηματίζονται από ένα άτομο οξυγόνου και δύο ακόμη από άτομα υδρογόνου:

Ο σχηματισμός δεσμών υδρογόνου καθορίζει το υψηλότερο σημείο βρασμού, το ιξώδες και την επιφανειακή τάση του νερού σε σύγκριση με τα ανάλογα υδρίδια (σελήνιο και τελλούριο).

Ισοτοπικές τροποποιήσεις του νερού

Ανάλογα με τον τύπο των ισοτόπων υδρογόνου που περιλαμβάνονται στο μόριο, διακρίνονται τα ακόλουθα: ισοτοπικές τροποποιήσεις του νερού:

Λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι το οξυγόνο έχει τρία σταθερά ισότοπα (16 Ο, 17 Ο και 18 Ο), είναι δυνατό να δημιουργηθούν 18 τύποι για μόρια νερού που διαφέρουν ως προς την ισοτοπική σύνθεση. Συνήθως, το φυσικό νερό περιέχει όλους αυτούς τους τύπους μορίων.

Παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων σχετικά με το θέμα "φόρμουλα νερού"

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1

Ασκηση	9 λίτρα νερού χύθηκαν στο ψυγείο αυτοκινήτου και προστέθηκαν 2 λίτρα μεθυλίου με πυκνότητα 0,8 g/ml. Σε ποια ελάχιστη θερμοκρασία μπορείτε τώρα να αφήσετε το αυτοκίνητο σε εξωτερικό χώρο χωρίς φόβο ότι το νερό στο ψυγείο θα παγώσει (η κρυοσκοπική σταθερά του νερού είναι 1,86 K kg/mol);
Λύση	Σύμφωνα με το νόμο του Raoult, η μείωση της θερμοκρασίας κρυστάλλωσης αραιωμένων διαλυμάτων μη ηλεκτρολυτών είναι ίση με: όπου: – μείωση της θερμοκρασίας πήξης του διαλύματος. К cr – κρυοσκοπική σταθερά του διαλύτη. Cm είναι η μοριακή συγκέντρωση του διαλύματος. m B είναι η μάζα της διαλυμένης ουσίας. m A είναι η μάζα του διαλύτη. M B – μοριακή μάζα της διαλυμένης ουσίας. Η μάζα της μεθυλικής αλκοόλης είναι: Η μάζα του νερού είναι: Η μοριακή μάζα της μεθυλικής αλκοόλης είναι 32 g/mol Ας υπολογίσουμε τη μεταβολή της θερμοκρασίας κατάψυξης:
Απάντηση	Το αυτοκίνητο μπορεί να μείνει έξω σε θερμοκρασίες άνω των -10,3°C

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2

Ασκηση	Πόσα γραμμάρια Na 2 SO 4 10H 2 O πρέπει να διαλυθούν σε 250 g νερού για να ληφθεί διάλυμα που να περιέχει 5% άνυδρο;
Λύση	Η μοριακή μάζα του Na 2 SO 4 είναι: Μοριακή μάζα κρυσταλλικού ένυδρου: Ας συμβολίσουμε την ποσότητα (mol) του διαλυμένου αλατιού ως x. Τότε η λύση θα είναι ίση με: Η μάζα του άνυδρου άλατος στο τελικό διάλυμα θα είναι ίση με:

1.000 g/cm3 (3.98°C), σημείο τήξεως 0°C, σημείο βρασμού 100°C. Όταν παγώσει, σχηματίζει πάγο. Μία από τις πιο κοινές ενώσεις στη φύση (η ποσότητα νερού στην επιφάνεια της Γης είναι 1,39?1018 τόνοι, στην ατμόσφαιρα 1,3?1013 τόνοι). είναι γνωστά ισοτοπικά είδη (βλ. Βαρύ νερό). Το νερό είναι μέρος πολλών ορυκτών και πετρωμάτων, όλων των ζωντανών οργανισμών (45 - 98%, συμπεριλαμβανομένου περίπου 60% του σωματικού βάρους στο ανθρώπινο σώμα), και υπάρχει στο έδαφος. Βασικό συστατικό όλων σχεδόν των τεχνολογικών διαδικασιών στη βιομηχανία και τη γεωργία. Το νερό ειδικής καθαρότητας είναι απαραίτητο για την παραγωγή τροφίμων, ημιαγωγών, φωσφόρων, πυρηνικής τεχνολογίας, χημικών αναλύσεων κ.λπ. Ως φαρμακευτικά νερά χρησιμοποιούνται φυσικά νερά που περιέχουν αυξημένη ποσότητα μεταλλικών αλάτων, αερίων και ορισμένα χημικά στοιχεία (βλ. Μεταλλικά νερά ).

Σύγχρονη εγκυκλοπαίδεια. 2000 .

Δείτε τι είναι το "WATER, H2O" σε άλλα λεξικά:

Νερό - αποκτήστε ένα εκπτωτικό κουπόνι εργασίας στο Akademika Technopark ή αγοράστε νερό με κέρδος με δωρεάν παράδοση σε έκπτωση στο Technopark

H2O: Απλά προσθέστε νερό... Wikipedia

Νερό- ΝΕΡΟ, H2O, άοσμο, άγευστο και άχρωμο υγρό. πυκνότητα 1.000 g/cm3 (3.98°C), σημείο τήξεως 0°C, σημείο βρασμού 100°C. Όταν παγώσει, σχηματίζει πάγο. Μία από τις πιο κοινές ενώσεις στη φύση (η ποσότητα του νερού στην επιφάνεια της Γης είναι 1,39´1018 τόνοι, στην ατμόσφαιρα ... Εικονογραφημένο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

νερό- νερό, H2O, άοσμο, άγευστο, άχρωμο υγρό (μπλε σε παχιές στρώσεις). Η απλούστερη σταθερή ένωση υδρογόνου και οξυγόνου (11,19% Η και 88,81% Ο κατά μάζα). Πυκνότητα 1000 g/cm3 (3,98ºC), σημείο τήξεως 0ºC, σημείο βρασμού 100ºC. Η πιο κοινή ουσία... Γεωργία. Μεγάλο εγκυκλοπαιδικό λεξικό

Περιεχόμενα 1 Επεισόδια 2 Ανασκόπηση σεζόν 3 Λίστα επεισοδίων 3.1 ... Wikipedia

Chem. μια ένωση υδρογόνου και οξυγόνου. Σύνθεση βάρους του: 11,19% Η και 88,81% Ο. Μοριακό βάρος 18,0153. Υπάρχουν 10 ηλεκτρόνια (5 ζεύγη) στο μόριο του οξυγόνου: ένα ζεύγος εσωτερικών ηλεκτρονίων βρίσκεται κοντά στον πυρήνα του οξυγόνου, δύο ζεύγη εξωτερικών ηλεκτρονίων... ... Γεωλογική εγκυκλοπαίδεια

ΝΕΡΟ- νερό, οξείδιο του υδρογόνου, H2O, η απλούστερη χημική ένωση υδρογόνου και οξυγόνου που είναι σταθερή υπό κανονικές συνθήκες (11,19% Η και 88,81% Ο κατά βάρος). Μοριακό βάρος 18,0160, σημείο πήξης 0°C (σε 1 atm), σημείο βρασμού 100ºC (σε 1 atm), πυκνότητα σε... ... Κτηνιατρικό εγκυκλοπαιδικό λεξικό

νερό (ουσία)- - EN νερό (ουσία) Κοινό υγρό (H2O) που σχηματίζει τη βροχή, τα ποτάμια, τη θάλασσα κ.λπ., και που αποτελεί μεγάλο μέρος των σωμάτων των οργανισμών. (Πηγή: PHC)…… Οδηγός Τεχνικού Μεταφραστή

το νερό προσροφάται- προσρόφηση νερού προσρόφηση νερού Προσρόφηση μόρια H2O, τα οποία έλκονται από ορυκτά υπό την εισροή επιφανειακής ενέργειας... Εγκυκλοπαιδικό λεξικό Girnichy

ΝΕΡΟ- H2O, άοσμο, άγευστο, άχρωμο υγρό (μπλε σε παχιές στρώσεις). Η απλούστερη σταθερή ένωση υδρογόνου και οξυγόνου (11,19% Η και 88,81% Ο κατά μάζα). Σχεδία. 1000 g/cm3 (3,98 °C), σημείο τήξεως 0 °C, σημείο βρασμού 100 °C. Το πιο συνηθισμένο πράγμα στη φύση... Γεωργικό εγκυκλοπαιδικό λεξικό

Οξείδιο του υδρογόνου, Η20, η απλούστερη χημική ένωση υδρογόνου και οξυγόνου που είναι σταθερή υπό κανονικές συνθήκες (11,19% υδρογόνο και 88,81% οξυγόνο κατά βάρος), μοριακό βάρος 18,0160; άχρωμο υγρό, άοσμο και άγευστο (σε παχιές στρώσεις... ... Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια

ΟΡΙΣΜΟΣ

Νερό– το οξείδιο του υδρογόνου είναι μια δυαδική ένωση ανόργανης φύσης.

Τύπος – H 2 O. Μοριακή μάζα – 18 g/mol. Μπορεί να υπάρχει σε τρεις καταστάσεις συσσωμάτωσης - υγρό (νερό), στερεό (πάγος) και αέριο (υδροατμός).

Χημικές ιδιότητες του νερού

Το νερό είναι ο πιο κοινός διαλύτης. Υπάρχει μια ισορροπία σε ένα υδατικό διάλυμα, γι' αυτό το νερό ονομάζεται αμφολύτης:

H 2 O ↔ H + + OH — ↔ H 3 O + + OH — .

Υπό την επίδραση του ηλεκτρικού ρεύματος, το νερό αποσυντίθεται σε υδρογόνο και οξυγόνο:

H 2 O = H 2 + O 2.

Σε θερμοκρασία δωματίου, το νερό διαλύει ενεργά μέταλλα για να σχηματίσει αλκάλια και απελευθερώνεται επίσης υδρογόνο:

2H 2 O + 2Na = 2NaOH + H 2.

Το νερό είναι σε θέση να αλληλεπιδράσει με ενώσεις φθορίου και διαλογονιδίων και στη δεύτερη περίπτωση η αντίδραση λαμβάνει χώρα σε χαμηλές θερμοκρασίες:

2H 2 O + 2F 2 = 4HF + O 2.

3H 2 O +IF 5 = 5HF + HIO 3.

Τα άλατα που σχηματίζονται από μια ασθενή βάση και ένα ασθενές οξύ υφίστανται υδρόλυση όταν διαλύονται στο νερό:

Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S.

Το νερό μπορεί να διαλύσει ορισμένες ουσίες, μέταλλα και αμέταλλα, όταν θερμαίνεται:

4H2O + 3Fe = Fe 3 O 4 + 4H2;

H 2 O + C ↔ CO + H 2 .

Το νερό, παρουσία θειικού οξέος, εισέρχεται σε αντιδράσεις αλληλεπίδρασης (ενυδάτωση) με ακόρεστους υδρογονάνθρακες - αλκένια με το σχηματισμό κορεσμένων μονοϋδρικών αλκοολών:

CH 2 = CH 2 + H 2 O → CH 3 - CH 2 - OH.

Φυσικές ιδιότητες του νερού

Το νερό είναι ένα διαυγές υγρό (ν.σ.). Η διπολική ροπή είναι 1,84 D (λόγω της έντονης διαφοράς στις ηλεκτραρνητικότητες του οξυγόνου και του υδρογόνου). Το νερό έχει την υψηλότερη ειδική θερμοχωρητικότητα μεταξύ όλων των ουσιών σε υγρή και στερεή κατάσταση αδρανών. Η ειδική θερμότητα σύντηξης του νερού είναι 333,25 kJ/kg (0 C), η εξάτμιση είναι 2250 kJ/kg. Το νερό μπορεί να διαλύσει πολικές ουσίες. Το νερό έχει υψηλή επιφανειακή τάση και αρνητικό επιφανειακό ηλεκτρικό δυναμικό.

Λήψη νερού

Το νερό λαμβάνεται με μια αντίδραση εξουδετέρωσης, δηλ. αντιδράσεις μεταξύ οξέων και αλκαλίων:

H 2 SO 4 + 2KOH = K 2 SO 4 + H 2 O;

HNO 3 + NH 4 OH = NH 4 NO 3 + H 2 O;

2CH 3 COOH + Ba(OH) 2 = (CH 3 COO) 2 Ba + H 2 O.

Ένας από τους τρόπους λήψης νερού είναι η αναγωγή των μετάλλων με υδρογόνο από τα οξείδια τους:

CuO + H 2 = Cu + H 2 O.

Παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1

Ασκηση	Πόσο νερό χρειάζεται να πάρετε για να παρασκευάσετε ένα διάλυμα 5% από ένα διάλυμα οξικού οξέος 20%;
Λύση	Σύμφωνα με τον ορισμό του κλάσματος μάζας μιας ουσίας, ένα διάλυμα οξικού οξέος 20% είναι 80 ml διαλύτη (νερό) 20 g οξέος και ένα διάλυμα οξικού οξέος 5% είναι 95 ml διαλύτη (νερό) 5 g οξέος . Ας κάνουμε μια αναλογία: x = 20 × 95 /5 = 380. Εκείνοι. το νέο διάλυμα (5%) περιέχει 380 ml διαλύτη. Είναι γνωστό ότι το αρχικό διάλυμα περιείχε 80 ml διαλύτη. Επομένως, για να λάβετε ένα διάλυμα 5% οξικού οξέος από ένα διάλυμα 20%, πρέπει να προσθέσετε: 380-80 = 300 ml νερό.
Απάντηση	Χρειάζεστε 300 ml νερό.

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2

Ασκηση	Όταν κάηκε μια οργανική ουσία βάρους 4,8 g, σχηματίστηκαν 3,36 λίτρα διοξειδίου του άνθρακα (CO) και 5,4 g νερού. Η πυκνότητα υδρογόνου της οργανικής ύλης είναι 16. Προσδιορίστε τον τύπο της οργανικής ύλης.
Λύση	Μοριακές μάζες διοξειδίου του άνθρακα και νερού, υπολογισμένες με χρήση του πίνακα χημικών στοιχείων του D.I. Mendeleev – 44 και 18 g/mol, αντίστοιχα. Ας υπολογίσουμε την ποσότητα της ουσίας στα προϊόντα αντίδρασης: n(CO 2) = V(CO 2) / V m; η(Η2Ο) = m(Η2Ο) / Μ(Η2Ο); n(CO 2) = 3,36 / 22,4 = 0,15 mol; η(Η2Ο) = 5,4 / 18 = 0,3 mol. Λαμβάνοντας υπόψη ότι το μόριο CO 2 περιέχει ένα άτομο άνθρακα και το μόριο H 2 O περιέχει 2 άτομα υδρογόνου, η ποσότητα της ουσίας και η μάζα αυτών των ατόμων θα είναι ίση με: n(C) = 0,15 mol; η(Η) = 2×0,3 mol; m(C) = n(C)× M(C) = 0,15 × 12 = 1,8 g; m(N) = n(N)× M(N) = 0,3 × 1 = 0,3 g. Ας προσδιορίσουμε αν η οργανική ουσία περιέχει οξυγόνο: m(O) = m(C x H y O z) – m(C) – m(H) = 4,8 – 0,6 – 1,8 = 2,4 g. Ποσότητα ουσίας ατόμων οξυγόνου: n(O) = 2,4 / 16 = 0,15 mol. Στη συνέχεια, n(C): n(H): n(O) = 0,15: 0,6: 0,15. Διαιρούμε με τη μικρότερη τιμή, παίρνουμε n(C):n(H): n(O) = 1: 4: 1. Επομένως, ο τύπος της οργανικής ουσίας είναι CH 4 O. Υπολογίστηκε η μοριακή μάζα της οργανικής ουσίας χρησιμοποιώντας τον πίνακα χημικών στοιχείων Δ.Ι. Mendeleev – 32 g/mol. Μοριακή μάζα μιας οργανικής ουσίας, υπολογισμένη με βάση την πυκνότητα υδρογόνου της: M(C x H y O z) = M(H2) × D(H2) = 2 x 16 = 32 g/mol. Εάν οι τύποι μιας οργανικής ουσίας που προέρχεται από προϊόντα καύσης και χρησιμοποιούν πυκνότητα υδρογόνου διαφέρουν, τότε ο λόγος των μοριακών μαζών θα είναι μεγαλύτερος από 1. Ας ελέγξουμε αυτό: M(C x H y O z) / M(CH 4 O) = 1. Επομένως, ο τύπος της οργανικής ουσίας είναι CH 4 O.
Απάντηση	Ο τύπος της οργανικής ύλης είναι CH 4 O.