Стеллажи, телефон (495) 642 02 91
Проектирование, продажа, монтаж лестниц и стеллажей. Стеллажи из различных материалов, простой конструкции и функционального дизайна, обеспечивающее безопасность хранения и удобство доступа.

Стеллажи всех видов

 

Химические свойства воды кратко


Фізичні та хімічні властивості води

Вода - це справжнє джерело життя на землі, вона приймає участь у безлічі біологічних процесів і є невід'ємним їх компонентов. Це можливо завдяки її унікальним властивостям.

Фізичні властивості води

Хімічні властивості води

Взаємодія води з простими речовинами

Реакції з оксидами неметалів

Фотосинтез

Вода – ідеальний розчинник

У блозі ми часто посилаємося на певні властивості води, але рідко розкриваємо їх суть. Сьогодні спробуємо побути Вікіпедією і зануритися в курс фізики та хімії води, простою мовою розповісти про те, чому ж вона не тільки "джерело життя на землі", а й воістину особлива хімічна речовина.

Фізичні властивості води

Чиста вода не має смаку і запаху, за нормальної температури (20 оС) знаходиться в рідкому вигляді.

"Вода" - це тривіальна назва, хімічну сполуку називають оксидом водню. З назви можна зрозуміти, що в її складі містяться іони водню і кисню, які пов'язані між собою так званим ковалентним зв'язком.

Атом водню має валентність (здатність утворювати зв'язки) 1, а атом кисню - 2. Завдяки цьому формула води саме H2O.

Також кожна молекула води здатна утворювати до чотирьох водневих зв'язків (2 з них водень, 2 кисень). Всі аномалії фізичних властивостей води пов'язані саме з ними — у води досить висока температура кипіння (100°C). Якби не існувало водневих зв'язків, то вода кипіла б при температурі -80°C, а замерзала б при -100°C. Така будова дозволяє нам бачити воду в трьох агрегатних станах (лід, рідина, газ) в навколишньому природному середовищі. Тут коротко описані фізичні властивості води, а ось детальніше про те, як кипить і замерзає вода , як та чим відрізняється важка вода , ми писали раніше.

Хімічні властивості води

Тут ми детальніше поговоримо про те, які хімічні властивості може проявляти вода, і як вони пов'язані з показниками води на Землі.

Якщо розглядати воду, як компонент реакцій, то основні хімічні властивості H2O, які потрібно знати, щоб розуміти процеси в навколишньому середовищі, можна описати невеликим списком.

Взаємодія води з простими речовинами

З лужними та лужноземельними металами взаємодія відбувається досить бурхливо з виділенням тепла, а іноді навіть світла, наприклад, натрій, калій, кальцій здатні рухатися і навіть "стрибати" по воді.

2Na + 2H2O = H2 + 2NaOH.

Менш активні метали реагують або при нагріванні, або не реагують зовсім, наприклад залізо:

3Fe + 4H2O = 4H2+ Fe3O4 (лише при нагріванні)

Ці реакції в природному середовищі не відбуваються, а ось реакція корозії, коли до води приєднується повітря, дуже навіть поширена:

4Fe + 3O2 + 6H2O ➝ 4Fe(OH)3.

Це рівняння описує формування іржі на залізних поверхнях. Подібні процеси можуть відбуватися також з міддю, цинком і їх сплавами.

Реакції з неметалами відбуваються виключно при нагріванні або інших типах впливу. Вони також не принципові для вивчення властивостей води.

Реакції з оксидами неметалів

Дуже часто вода в природі зустрічається з вуглекислим газом, а також оксидами сірки та азоту, які є компонентами вихлопних газів, за таким механізмом:

SO2 + H2O = H2SO4.

В результаті саме цих процесів утворюються кислотні дощі.

Фотосинтез

Ця унікальна реакція дозволяє рослинам під впливом сонячного випромінювання з вуглекислого газу і води синтезувати поживні речовини: крохмаль і глюкозу.

6nCO2 + 5nH2O = (C6H10O5)n + 6nO2

Це, мабуть, все реакції, які можуть бути цікаві щодо води, як окремого елемента.

Вода – ідеальний розчинник

Вода є ідеальним розчинником, тому багато процесів відбувається невидимо для нашого ока. Ось вони — якраз, і найцікавіші. У природі не існує води, яка не містить домішок. У воді завжди розчинені неорганічні солі, гази, а при антропогенному впливі ще й величезний асортимент органічних речовин.

Наприклад, природна твердість води обумовлена тим, що під час її руху через породи, вона насичується мінералами. Залежно від складу порід, їх розчинності, температури навколишнього середовища певні їх концентрації здатні розчинятися у воді. Переважно такі породи представлені карбонатами, сульфатами, нітратами кальцію, магнію, натрію, калію та ін. катіонів. Мабуть, основними мінералами, які становлять базис жорсткості, є гіпс (CaSO4), доломіт (CaCO3 • MgCO3), вапняки (CaCO3).

Що стосується розчиненого заліза і марганцю, то вони характерні переважно для природних свердловинних вод, оскільки розчинні солі заліза зазвичай "мешкають" в просторі з недостачею повітря. Джерелами їх є переважно магнітний, бурий, червоний залізняки, магнезит та ін.

Сірководень також зберігається глибше ґрунтових вод, як продукт хімічних процесів серед органічних речовин. На повітрі теж схильний окиснюватися до елементарної сірки й випадати в осад (зазвичай невидимий людському оку).

У природних поверхневих водах завжди міститься розчинений кисень і азотовмісні компоненти, які виходять як наслідок життєдіяльності мікроорганізмів — це амоній, нітрити, нітрати, які з легкістю перетворюються один в одного. Також у водоймах завжди є білки й амінокислоти.

Що ж стосується антропогенного навантаження, то саме завдяки йому в воду вносяться найтоксичніші забруднювачі:

  • солі важких металів;
  • промислові органічні продукти;
  • нітрати й фосфати застосовуються як добрива.

У воді постійно відбуваються якісь реакції. Це й обмінні процеси, які викликають, наприклад, осадження накипу, що складається з карбонату кальцію. І окислювально-відновні, через які у свердловинній воді з'являється рудувата залізна муть або осад на стінках. Вода — це складна хімічна система, і кожен елемент завжди має своє джерело.

Химические свойства воды. 6 основных типов химических реакций для воды.

Химические свойства воды. 6 основных типов химических реакций для воды. ( хороший обзор Новосибирского Университета)

Давайте вспомним все уже известные нам реакции, в которых участвует вода. Для этого вновь напишем уравнения встречавшихся ранее реакций и систематизируем их. Оказывается, вода – весьма активное в химическом отношении вещество.

1) Вода реагирует со многими металлами с выделением водорода:

2Na + 2H2O = H2 + 2NaOH (бурно)

2K + 2H2O = H2 + 2KOH (бурно)

3Fe + 4H2O = 4H2 + Fe3O4 (только при нагревании)

Не все, а только достаточно активные металлы могут участвовать в окислительно-восстановительных реакциях этого типа. Наиболее легко реагируют щелочные и щелочноземельные металлы I и II групп.

Из неметаллов с водой реагируют, например, углерод и его водородное соединение (метан). Эти вещества гораздо менее активны, чем металлы, но все же способны реагировать с водой при высокой температуре:

C + H2O = H2 + CO (при сильном нагревании)

CH4 + 2H2O = 4H2 + CO2 (при сильном нагревании)

2) Электролиз. Вода разлагается на водород и кислород при действии электрического тока. Это также окислительно-восстановительная реакция, где вода является одновременно и окислителем, и восстановителем.

3) Вода реагирует со многими оксидами неметаллов. В отличие от предыдущих, эти реакции не окислительно-восстановительные, а реакции соединения:

SO2

+

H2O

=

H2SO3

       

сернистая кислота


SO3

+

H2O

=

H2SO4

       

серная кислота


CO2

+

H2O

=

H2CO3

       

угольная кислота


4) Некоторые оксиды металлов также могут вступать в реакции соединения с водой. Примеры таких реакций мы уже встречали:

CaO

+

H2O

=

Ca(OH)2

       

гидроксид кальция (гашеная известь)

Не все оксиды металлов способны реагировать с водой. Часть из них практически не растворима в воде и поэтому с водой не реагирует. Мы уже встречались с такими оксидами. Это ZnO, TiO2, Cr2O3, из которых приготовляют, например, стойкие к воде краски. Оксиды железа также не растворимы в воде и не реагируют с ней.

5) Вода образует многочисленные соединения, в которых ее молекула полностью сохраняется. Это так называемые гидраты. Если гидрат кристаллический, то он называется кристаллогидратом. Например:

CuSO4

+

5 H2O

=

CuSO4.5H2O

вещество белого цвета (безводный сульфат меди)

     

кристаллогидрат (медный купорос),синие кристаллы

Приведем другие примеры образования гидратов:

H2SO4 + H2O = H2SO4.H2O (гидрат серной кислоты)

NaOH + H2O = NaOH.H2O (гидрат едкого натра)

Соединения, связывающие воду в гидраты и кристаллогидраты, используют в качестве осушителей. С их помощью, например, удаляют водяные пары из влажного атмосферного воздуха.

6) Фотосинтез . Особая реакция воды– синтез растениями крахмала (C6H10O5)n и других подобных соединений (углеводов), происходящая с выделением кислорода:

6n CO2 + 5n H2O = (C6H10O5)n + 6n O2 (при действии света)

Физические и химические свойства воды

Биохимия

  • Сообщение от Кеннеди Брем

02

августа

Основные понятия

В этом уроке о свойствах воды вы узнаете о физических и химических свойствах воды. Вы также узнаете о структуре молекулы воды.

Темы, освещенные в других статьях

Полярность воды

Электроотрицательность

Растворитель против растворителя. Растворенное вещество

Удельная теплоемкость

Плотность

Словарь

Плотность- Масса на единицу объема

Удельная теплоемкость- Количество энергии, необходимое для повышения температуры 1 кг материала 90 2 90 3 C 90 1 Теплота 1 0 of Vaporization- Количество энергии, необходимое для превращения некоторого количества жидкости в газ

Полярная молекула- Молекула с частично отрицательно заряженным концом и частично положительно заряженным концом

Электроотрицательность- Склонность атома притягивать общие электроны в химической связи h30) является «универсальным растворителем» и самой распространенной поверхностью на Земле. Это также единственное обычное вещество, существующее в твердом, жидком и газообразном состояниях. Молекулы воды образуют водородные связи и чрезвычайно полярны. Пять основных свойств воды — это ее высокая полярность, высокая удельная теплоемкость, высокая теплота парообразования, низкая плотность в твердом состоянии и притяжение к другим полярным молекулам.

Полярность и структура

Один атом кислорода и два атома водорода составляют молекулу воды. Он имеет изогнутую молекулярную геометрию с кислородом, имеющим две неподеленные пары электронов. Разница в электроотрицательности между кислородом и водородом приводит к тому, что кислород имеет частичный отрицательный заряд, а водород - частичный положительный заряд. Эта разница в заряде вызывает полярность. Частичный положительный заряд водорода одной молекулы воды притягивает частичный отрицательный заряд кислорода другой молекулы воды. Это притяжение называется водородной связью.

Водородная связь слабее, чем ковалентная связь между кислородом и водородом одной и той же молекулы, но обуславливает многие уникальные свойства воды. Например, для разрыва водородных связей требуется больше энергии, поэтому вода имеет более высокую температуру плавления и кипения.

Универсальный растворитель

Вода — растворитель жизни. Гидрофильные вещества – это те, которые растворяются в воде, тогда как гидрофобные вещества плохо смешиваются с водой. Вещества могут растворяться в воде, если они могут соответствовать или преодолевать водородные связи между молекулами воды. Если они не могут, вещество образует осадок. Кислоты, спирты и соли хорошо растворимы в воде, а жиры и масла гидрофобны.

Растворенное в воде ионное вещество отделяется. Например, NaCl распадается на катионы Na+ и анионы Cl-, окруженные молекулами воды. Вода амфотерна, то есть может действовать как кислота или основание в зависимости от раствора. Он может образовывать ионы H+ и OH-.

Удельная теплоемкость

Вода имеет высокую удельную теплоемкость 4184 Дж/(кг x К) при 20°C и высокую теплоту парообразования из-за водородных связей. Это позволяет водоемам иметь минимальные колебания температуры для регулирования климата.

Высокая температура испарения воды позволяет людям использовать пот для охлаждения. Пот в основном состоит из воды. Он поглощает избыточное тепло тела, когда оно испаряется. Этот процесс известен как испарительное охлаждение.

Плотность

Плотность воды составляет 1 грамм на кубический сантиметр. Это используется для определения грамма. Вместо того, чтобы подвергаться тепловому расширению, плотность увеличивается с температурой до пика 3,98 ° C, а затем уменьшается. Отрицательное тепловое расширение — это увеличение плотности между 32 и 390,16 F. В результате лед менее плотный, чем вода, которая имеет уменьшение плотности примерно на 10%. Вот почему водоемы могут иметь слой льда на поверхности, но содержать жидкость под ним. Это позволяет рыбам и морским обитателям выживать подо льдом. Высокая удельная теплоемкость поддерживает относительно стабильную температуру воды в течение зимы, что позволяет морской флоре и фауне выжить.

Содержание соли снижает температуру замерзания океана почти на 2°C. Лед по-прежнему плавает в океане, но лед практически не содержит солей, а его плотность аналогична плотности льда в пресноводных водоемах. Соль увеличивает соленость и плотность оставшейся воды, которая опускается за счет конвекции. Этот процесс называется отказом от рассола.

Сжимаемость

Сжимаемость является результатом давления и температуры. Сжимаемость воды настолько мала, что ее часто считают несжимаемой. Низкая сжимаемость позволяет воде в глубоких океанах с высоким давлением уменьшаться в объеме всего на 1,8%.

Электропроводность

Чистая вода является хорошим изолятором, но деионизированная вода никогда не бывает полностью свободной от ионов. Вода в жидком состоянии подвергается процессу, называемому автоионизацией. Это означает, что две молекулы воды могут образовать один анион гидроксида (OH-) и один катион гидроксония (H 3 0+).

Когезия и адгезия

Водородные связи между молекулами воды постоянно разрываются и восстанавливаются с другими молекулами воды. Когезия – это способность молекул воды слипаться. Полярность воды также придает воде высокую адгезию: способность прилипать к другим поверхностям. Силы сцепления сильнее, чем силы сцепления.

Благодаря сильному когезии и адгезии вода проявляет капиллярное действие. Капиллярное действие — это процесс течения жидкости через узкое пространство без и часто против силы тяжести. Вода прилипает к стенкам корней растений и поднимается в растение. Пористые материалы, такие как вода, также проявляют капиллярное действие. Деревья могут переносить воду за счет капиллярного действия на расстояние более 100 метров.

Поверхностное натяжение

Водородная связь также приводит к тому, что вода имеет высокое поверхностное натяжение 71,99 мН/м при 25. Поверхностное натяжение достаточно велико, чтобы насекомые могли ходить по воде. Поверхностное натяжение является результатом когезионных свойств воды. Капли воды и вода, поднимающаяся над краем стакана, показывают высокое поверхностное натяжение воды. Подробнее о свойствах воды читайте здесь.

Физические и химические свойства воды

Важнейшим ресурсом, также необходимым для основного устойчивого развития человека, является вода. Прежде чем мы обсудим воду, давайте познакомимся с некоторыми ключевыми статистическими данными о воде. Вот некоторые из них: 

  • В среднем человек использует 101 галлон воды в день, т. е. 380 литров воды, используемой в день.

  • 68% запасов пресной воды на Земле находится в ледниках

  • 85% человеческого мозга состоит из воды

Что такое вода?

Вода, также известная как \[H_{2}O\], представляет собой вещество, состоящее из химических элементов водорода (\[H_{2}\]) и кислорода (\[O_{2} \]). Как полярное неорганическое соединение вода представляет собой бесцветную жидкость без вкуса и запаха. Вода, как наиболее изученное химическое соединение, известна как универсальный растворитель. Это единственное вещество, которое существует во всех трех агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном. Считалось, что жизнь на Земле зародилась в водоемах мира, таких как океаны, реки, озера.

Как образуется молекула воды?

Молекула воды образуется при химической связи водорода и кислорода. Вода — лучший пример полярной ковалентной связи. Это означает химическую связь, при которой электроны неравномерно делят атомы. Каждая молекула воды ковалентно связана с двумя атомами водорода и одним атомом кислорода, реакция может быть записана следующим образом:

\[H_{2} + O_{2} \rightarrow H_{2}O \]

Какие состояния воды?

Как уже говорилось, вода является единственным веществом, которое существует во всех трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. Первое состояние воды в твердом состоянии — это лед. Как твердое вещество, вода доступна в виде твердого амальгамированного кристалла, называемого льдом, и рыхлого амальгамированного кристалла, называемого снегом. Наиболее часто видимым состоянием воды, которое является вторым состоянием, в атмосфере Земли является жидкость, известная как «вода». Третье состояние воды в газообразном состоянии называется водяным паром или паром. Это состояние воды, когда образуются облака — из мельчайших капелек воды, взвешенных в воздухе.

Какая связь между гидрологическим циклом и состоянием воды?

Гидрологический цикл – это общий круговорот природы, при котором водный поток регулируется в различных состояниях воды, что делает его переносимым для всех форм жизни на Земле. Это усиливается за счет наличия воды во всех штатах. Кроме того, процесс испарения, осаждения и конденсации облегчает транспортировку воды по разным формам рельефа.

Жидкое состояние воды из водоемов – океанов, рек, озер и т.п. переходит в газообразное состояние, называемое водяным паром, в результате процесса испарения. Далее вода конденсируется вместе, образуя крошечные капельки водяного пара, называемые облаками. Кроме того, облака осаждаются в виде воды в жидком состоянии, известной как дождь. Эта вода в жидком состоянии используется формами жизни для различных целей, а оставшаяся вода собирается обратно в водоемы.

Каковы свойства воды?

Свойства соединения – вода можно разделить на: 

Давайте продолжим и сосредоточимся на физических и химических свойствах воды: 

Физические свойства воды

  • Внешний вид: Как вы уже знаете, вода бесцветная жидкость без запаха и вкуса в естественном состоянии. Кристаллическая структура воды шестиугольная.

  • Температура кипения воды: Температура кипения определяется как температура, при которой давление паров жидкости равно давлению, окружающему жидкость, и, таким образом, жидкость превращается в пар. Нам известно, что температура кипения воды равна 100°С.

  • Температура замерзания воды: Температура замерзания – это температура, при которой вещество переходит из жидкого состояния в твердое. Итак, для воды точка, в которой вода из жидкого состояния превращается в лед в твердом состоянии, является точкой замерзания воды, которая составляет 0°C или 32°F.

  • Удельная теплоемкость: Вода имеет высокую удельную теплоемкость 4,2 Дж на грамм при 25°C. Это связано с обширными водородными связями между молекулами воды.

  • Плотность воды: Плотность воды составляет около 1 г/куб. см и изменяется необычным образом в зависимости от температуры. Плотность воды в разных состояниях – твердом и жидком. В твердом состоянии плотность составляет 0,9 г/см3.

  • Вязкость воды: Вязкость определяется сопротивлением деформации при заданной скорости. Другими словами, густота жидкости — например, сиропа и воды. Вязкость воды составляет 0,89 сП (сантипуаз).

  • Поверхностное натяжение воды: Поверхностное натяжение – это тенденция жидкости сжиматься на минимальной площади поверхности. Вода имеет высокое поверхностное натяжение 72 мН/м при 25°C. Из-за высокого поверхностного натяжения воды насекомые могут ходить по поверхности воды без какого-либо дискомфорта.

  • Показатель преломления воды. Проще говоря, показатель преломления — это число, которое описывает, как быстро свет достигает материала. Показатель преломления воды составляет 1,333 при 20°С.

  • Сжимаемость воды: Сжимаемость определяется как функция температуры и давления и их влияние на вещество. Для воды сжимаемость при 0°C составляет \[5,1 \times 10 - 10 Pa - 1\], а до 45°C она снижается до \[ 4,4 \times 10 - 10 Pa - 1\]. По мере увеличения давления сжимаемость еще больше снижается.

  • Диэлектрическая проницаемость воды: Диэлектрическая проницаемость является мерой того, насколько легко материал поляризуется электрическим полем. Диэлектрическая проницаемость воды очень высока и составляет 78,6. Эта константа играет очень важную роль в воде, являющейся универсальным растворителем.

Химические свойства воды

Химическая формула: Химическая формула воды \[H_{2}O\]. Как было описано ранее, молекула воды образована ковалентной связью атомов водорода и кислорода.

Амфотерность воды: Амфотерность — одно из важнейших свойств воды. Амфотерность означает способность вещества действовать как кислота или основание. Вода в естественном состоянии не является ни кислой, ни щелочной. Основная причина заключается в его способности отдавать и принимать протоны. Однако дождевая вода слабокислая, с pH от 5,2 до 5,8.

Растворимость воды: Вода считается универсальным растворителем. Это связано с химическим составом и физическими свойствами, а также с его высокой диэлектрической проницаемостью, что делает его наиболее растворимым веществом. Наличие положительных и отрицательных зарядов у водорода и кислорода соответственно позволяет ему притягиваться к другим молекулам соединений, нарушая их молекулярные силы и позволяя им распадаться и растворяться.

Химическое соединение, состоящее из двух атомов водорода и одного атома кислорода, известно как вода. Воду обычно называют жидким состоянием этого соединения, твердую фазу называют льдом, а газ называют паром. Сверхкритический флюид также образуется водой при особых условиях. В химии формула воды — \[H_{2}O\].

Формула воды

\[H_{2}O\] — это химическая формула воды, состоящей из двух элементов: водорода и кислорода. Чтобы образовалась вода, две молекулы водорода соединяются с одной молекулой кислорода. Вода также известна как универсальный растворитель, что указывает на то, что она обладает свойством растворять многие вещества.

Физические свойства воды

Некоторые из физических свойств воды:

  1. Молекулы воды имеют водородные связи между собой.

  2. Температура кипения и плавления воды составляет 100° и 0°C соответственно.

  3. Вода может иметь три состояния: твердое, жидкое и газообразное.

  4. Вода имеет полярную природу, из-за которой она может растворять почти все вещества, поэтому ее называют универсальным растворителем.

  5. В твердом состоянии вода имеет кристаллическую структуру, которая представляет собой клетку, имеющую трехмерную форму. Кристаллическая структура воды имеет много пустот, из-за которых плотность льда меньше, чем у воды, и, следовательно, он может плавать на воде.

  6. Известно, что плотность воды составляет 0,99 г/мл при 4°C.

 

Физические свойства воды{-}\]

  1. Гидролиз. Диэлектрическая проницаемость воды очень высока, что означает сильную тенденцию к гидратации. При наличии вокруг себя гидратных оболочек вода вступает в сильные реакции с ионами солей.

\[SiCl_{4} + 2H{2}O \rightarrow  SiO_{2} 4HCl \]

  1. Окислительно-восстановительные реакции - Диводород можно получить с помощью воды, так как он является отличным источником и может быть восстановлен при реагирует с высоко электроположительным металлом, таким как натрий.


    Learn more

Корзина
товаров: 0 на сумму 0.00 руб.

Стеллажи Тележки Шкафы Сейфы Разное

Просмотр галереи

 

Новости

Сделаем красиво и недорого

На протяжении нескольких лет работы в области складского хозяйства нашими специалистами было оснащено немало складов...

08.11.2018

Далее

 

С Новым годом!

Коллектив нашей компании поздравляет всех с Наступающим Новым 2012 годом!

02.12.2018

Далее

 

Работа с клиентом

Одним из приоритетов компании является сервис обслуживания клиентов. На примере мы расскажем...

01.11.2018

Далее

 

Все новости
 


 

© 2007-2019. Все права защищены
При использовании материалов, ссылка обязательна.
стеллажи от СТ-Интерьер (г.Москва) – изготовление металлических стеллажей.
Электронная почта: [email protected]
Карта сайта