Свойства воды как растворителя. Растворитель воды


Вода как растворитель | АКВАРИУМНЫЕ РЫБКИ

Если аквариумисты говорят о воде, то они совершенно не думают о h3O, а думают о предназначенной для рыб среде. Однако эта среда значительно отличается от чистой воды, которая производится в лаборатории с помощью дорогостоящей неоднократной дистилляции (перегонки). Дождевые воды уже не являются «Aqua dest». Каждый из нас знает о вызванных «кислотными дождями» проблемах. При движении по воздуху вода уже накапливает чужеродные вещества. Этот процесс усугубляется, когда дождевая капля касается земли. Теперь вода реагирует с твердой средой.

Химически связанная молекула воды, как свидетельствует изложенное выше, имеет положительные полюса. Если это так, то грунт аквариума обязательно является предметом взаимодействия с водой.

Поваренная соль (NaCl) растворяется в воде, вследствие чего диссоциирует на ион натрия и ион хлора. Заряженные ионы окружаются молекулами воды, которые ориентируются соответствующим образом.

Представим себе, что дождевая капля падает через очень чистый воздух. Она практически не загрязнена воздухом и чиста почти как дистиллированная вода. Едва она попадает в землю, сразу же встречает молекулу поваренной соли. Полярность воды так сильна, что она в состоянии разделить оба атома в соединении поваренной соли. Это происходит вследствие того, что молекулы воды со стороны отрицательного кислорода группируются вокруг атома натрия, а со стороны положительного водорода – вокруг атома хлора. Атомы, растворенные в воде таким образом, называются ионами. Рисунок показывает, что происходит с положительно заряженными ионами, как например, Na+. Эти ионы называются катионами. Отрицательно заряженные ионы, такие, как Cl , называются анионами.

Попадая на землю, вода преимущественно растворяет вещества в виде солей. Вещества, содержащиеся в воде, уже не являются первоначальными солями. Поэтому будем приводить в анализах воды всегда только электролиты, т.е. катионы или анионы. В воде всегда существует баланс катионов и анионов. Для биологических процессов наряду с веществами, в основном содержащимися в воде, большое значение имеют так же сопутствующие вещества и микроэлементы. В таблице на стр. 23 представлен состав воды в естественном водоеме.

Содержание солей в проточной воде

Истинный раствор Коллоидный раствор Суспензия
Вид и количество Электролиты Неэлектролиты
Катионы Анионы Газы Твердые вещества
Основные вещества> 10 мг/л Na+Ka+Mg++Ca2+ Cl–NO3–HCO3–SO4– O2N2CO2 SiO2* x h3O Глины, желтые пески, органические вещества
Сопутствующие вещества<<10 мг/л>0,1 мг/л Sr+Fe++Mn2+Nh5 F–Br–I–HPO4–HBO2 h3SNh4Ch5He Органические соединения, продукты обмена веществ Гидроокиси Fe, Mn, кремниевая кислота, силикаты и гуминовые вещества Гидроокиси Fe, Mn, масла, жиры и иные органические вещества
Микроэлементы< 0,1 мг/л Li+Rb+Ba2+As(lll)Cu2+Zn2+Pb2+ HS– Rn

ИНТЕРЕСНЫЕ СТАТЬИ:

  • Ремонт аквариумов своими руками в домашних условияхФевраль 16, 2017 Ремонт аквариумов своими руками в домашних условиях
  • Таймер для аквариума — описание фото видео обзор Февраль 8, 2017 Таймер для аквариума — описание фото видео обзор
  • Аквариум Амано Такаши — удивительный подводный мирФевраль 16, 2017 Аквариум Амано Такаши — удивительный подводный мир
  • Жесткость воды в аквариумеФевраль 16, 2017 Жесткость воды в аквариуме
  • Температура воды в аквариуме для рыбокФевраль 13, 2017 Температура воды в аквариуме для рыбок
  • Голландский аквариум — описание фото видеоФевраль 16, 2017 Голландский аквариум — описание фото видео
  • Карантин аквариумных рыбок — описаниеФевраль 13, 2017 Карантин аквариумных рыбок — описание
  • Чешутся рыбы в аквариуме что делать — описаниеФевраль 9, 2017 Чешутся рыбы в аквариуме что делать — описание
  • Кондиционер для воды в аквариуме как пользоваться — описание фото Февраль 8, 2017 Кондиционер для воды в аквариуме как пользоваться — описание фото
  • Основные ошибки начинающих аквариумистовФевраль 18, 2017 Основные ошибки начинающих аквариумистов

aquarium-fish-home.ru

Вода как растворитель

Химия Вода как растворитель

просмотров - 229

Энергия образования молекул воды высока, она сос­тавляет 242 кДж/моль. Этим объясняется устойчивость во­ды в природных условиях. Устойчивость в сочетании с электрическими характеристиками и молекулярным стро­ением делают воду практически универсальным растворите­лем для многих веществ. Высокая диэлектрическая проницаемость обусловливает самую большую растворяю­щую способность воды по отношению к веществам, мо­лекулы которых полярны. Из неорганических веществ в воде растворимы очень многие соли, кислоты и основания. Из органических веществ растворимы лишь те, в молекулах которых полярные группы составляют значительную часть – многие спирты, амины, органические кислоты, са­хара и т.д.

Растворение веществ в воде сопровождается образо­ванием слабых связей между их молекулами или ионами и молекулами воды. Это явление принято называть гидратацией. Для веществ с ионной структурой характерно формирование гидратных оболочек вокруг катионов за счет донорно-акцепторной связи с неподелœенной парой электронов атома кислорода. Катионы гидратированы тем в большей степени, чем меньше их радиус и выше заряд. Анионы, обычно менее гидратированные, чем катионы, присоединяют молекулы воды водородными связями.

В процессе растворения веществ изменяется величина электрического момента диполя молекул воды, изменяется их пространственная ориентация, разрываются одни и обра­зуются другие водородные связи. В совокупности эти явления приводят к перестройке внутренней структуры.

Растворимость твердых веществ в воде зависит от природы этих веществ и температуры и изменяется в широких пределах. Повышение температуры в большинстве случаев увеличивает растворимость солей. При этом раст­воримость таких соединœений, как CaSО4·2h3О, Ca(OH)2, при повышении температуры снижается.

При взаимном растворении жидкостей, одной из кото­рых является вода, возможны различные случаи. К примеру, спирт и вода смешиваются друг с другом в любых соотношениях, так как оба полярны. Бензин (неполярная жидкость) в воде практически нерастворим. Наиболее общим является случай ограниченной взаимной раст­воримости. Примером могут служить системы вода–эфир, вода–фенол. При нагревании взаимная растворимость для одних жидкостей возрастает, для других – уменьшается. К примеру, для системы вода–фенол повышение температуры выше 68 °С приводит к неограниченной взаимной рас­творимости.

Газы (к примеру, Nh4, СО2, SО2) хорошо растворимы в воде, как правило, в тех случаях, когда они вступают с водой в химическое взаимодействие; обычно же растворимость газов невелика. При повышении температуры растворимость газов в воде уменьшается.

Следует отметить, что растворимость кислорода в воде почти в 2 раза выше, чем растворимость азота. Вследствие этого состав растворенного в воде водоемов или очистных сооружений воздуха отличается от атмосферного. Раство­ренный воздух обогащен кислородом, что очень важно для организмов, обитающих в водной среде.

Для водных растворов, как и для любых других, харак­терны понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения. Одно из общих свойств растворов проявляется в явлении осмоса. В случае если два раствора разной концентрации разделœены полупроницаемой перегородкой, молекулы растворителя проникают через нее из разбавленного раствора в концентрированный. Механизм осмоса можно понять, если учесть, что, согласно общему есте­ственному принципу, всœе молекулярные системы стремятся к состоянию наиболее равномерного распределœения (в случае двух растворов — стремление к выравниванию концентраций по обе стороны перегородки).

Читайте также

  • - Вода как растворитель

    Благодаря полярности молекул воды она растворяет многие вещества лучше других жидкостей. Растворение кристаллов неорганических солей осуществляется благодаря гидратации входящих в их состав ионов. Хорошо растворяются в воде органические вещества с карбоксильными,... [читать подробенее]

  • - Вода как растворитель

    Энергия образования молекул воды высока, она сос­тавляет 242 кДж/моль. Этим объясняется устойчивость во­ды в природных условиях. Устойчивость в сочетании с электрическими характеристиками и молекулярным стро­ением делают воду практически универсальным растворите­лем... [читать подробенее]

  • oplib.ru

    Свойства воды как растворителя

    вода – растворитель, самый распространенный в природе

    свойства воды как растворителя:

    - высокая диэлектрическая проницаемость - вода активно растворяет вещества с полярными молекулами

    - образование водородных связей между частицами в-ва и молекулами воды

    - низкая вязкость воды

    свойства воды как растворителя определяются строением молекул воды

    строение молекулы воды

    формула молекулы воды h3O

    H -

    \

    О(II)-2 хим.связь одинарная полярная ковалентная, Ð105°

    / молекула имеет угловую форму _ -

    H+ -

    молекула в виде диполя: 2 неподеленные е-пары атома кислорода образуют (-)полюс +

    2 катиона водорода образуют (+)полюс +

    диполи воды активно растворяют вещества с полярными молекулами:

    полярные - молекулы неорганических веществ, имеющие или ионные связи, или полярные ковалентные связи

    полярные - молекулы органических веществ, имеющие полярные функциональные группы

    полярные молекулы имеют свойства диполей

    электрический диполь - два точечных заряда, одинаковые по величине и противоположные по знаку,

    находящиеся на расстоянии l друг от друга, которое называется плечом диполя

    Р = q × l - электрический момент диполя

    различают молекулы с постоянной полярностью – жесткие диполи, и

    молекулы с непостоянной полярностью – индуцированные диполи

    диполи воды вызывают электролитическую диссоциацию растворяемых в-в или распад в-в на ионы:

    растворяемые в-ва должны иметь ионные или полярные ковалентные связи

    вокруг частиц растворяемого в-ва диполи воды образуют гидратные оболочки

    гидратные оболочки тормозят обратное слипание частиц растворяемого в-ва

    ПР: HCl полярная ковалентная связь

    в-во находится в растворенном виде,

    в электрическом поле диполя H+Сl- диполи Н2О располагаются упорядоченно,

    взаимодействие диполей Н+Cl- и упорядоченно расположенных диполей Н2О поляризует связь Н+-Cl- до ионной

    взаимодействие диполей Н+-Сl- и упорядоченно расположенных диполей Н2О ослабляет связи Н+-Cl-,

    образуются ионы Cl-_и Н+ (свободно не существуют)

    физическая фаза ®химическая фаза:

    в электрическом поле ионов Н+ и Сl- диполи Н2О располагаются упорядоченно

    ® гидраты ионов Сl- и ионы гидроксония Н3О+ (донорно-акцепторная связь)

    NaCl ионная связь, ионная кристаллическая решётка

    в электрическом поле ионов Na+ и Сl- диполи Н2О располагаются упорядоченно,

    взаимодействие ионов Na+ и Cl- и диполей Н2О ослабляет связи Na+-Cl-,

    образуются ионы Na+ и Cl- (одновременно идет растворение и диссоциация)

    физическая фаза ®химическая фаза:

    в электрическом поле ионов Na+ и Сl- диполи Н2О располагаются упорядоченно

    ® гидраты ионов Na+ и Сl-

    NaОН ионная связь, ионная кристаллическая решётка

    в электрическом поле ионов Na+ и ОН- диполи Н2О располагаются упорядоченно,

    взаимодействие ионов Na+ и ОН- и диполей Н2О ослабляет связи Na+-ОН-,

    образуются ионы Na+ и ОН- (одновременно идет растворение и диссоциация)

    физическая фаза ®химическая фаза:

    в электрическом поле ионов Na+ и ОН- диполи Н2О располагаются упорядоченно

    ® гидраты ионов Na+ и гидроксид-ионы ОН-

    гидрофильное и гидрофобное взаимодействие веществ с водой

    вещества по растворимости в воде делятся на гидрофильные и гидрофобные

    - гидрофильные хорошо растворяются в воде

    состоят из ионов и полярных молекул или молекул с полярными функциональными группами

    варианты гидрофильного взаимодействия – ионно-дипольное ПР: растворение NaCl

    диполь-дипольное ПР: растворение HCl

    образование водородных связей ПР: растворение С2Н5ОН

    - гидрофобные плохо растворяются в воде

    состоят из неполярных молекул

    гидрофобное взаимодействие – «отталкивание» молекул воды от молекулы в-ва

    - дифильные, у которых молекулы имеют и гидрофильные, и гидрофобные группы

    дифильные молекулы при растворении в воде деформируются так,

    чтобы контакт с водой гидрофобных групп уменьшился, а контакт с водой гидрофильных групп увеличился

    ПР: в воде белковые молекулы приобретают форму глобул

    внутри глобул гидрофобные группы, снаружи глобул гидрофильные группы

     

    влияние на растворимость природы компонентов, температуры и давления

    факторы, влияющие на растворимость в-в:

    - природа растворителя

    одно в-во в разных растворителях растворяется по-разному

    289) природа в-ва.полярные растворители и неполярные растворители.

    различают полярные растворители и неполярные растворители

    ПР: вода, спирт – полярные растворители

    у полярных растворителей полярные молекулы

    полярные растворители сильно поляризуются и имеют высокую диэлектрическую проницаемость e

    в полярных растворителях хорошо растворяются в-ва ионной структуры с ионными связями и

    молекулярной структуры с полярными ковалентными связями

    в неполярных растворителях хорошо растворяются в-ва молекулярной структуры с неполярными ковалентными..

     

    - природа в-ва

    в одном растворителе разные в-ва растворяются по-разному

    некоторые в-ва имеют низкую растворимость

    ПР: твердые в-ва с прочной атомной кристаллической решеткой практически нерастворимы

    в-ва с ионной и полярной ковалентной связью хорошо растворяются в полярных растворителях

    в-ва с неполярной ковалентной связью плохо растворяются в полярных растворителях

    ПР:

    одна из причин высокой растворимости в-в – образование связей между частицами в-ва и растворителя

    ПР: при растворении спирта в воде образуются водородные связи между молекулами воды и спирта

    ПР: при растворении AgCl в водном растворе Nh4 образуются комплексы [Ag(Nh4)4]+

     

    - температура и давление, присутствие в растворе других в-в..

    если растворение – равновесное состояние, то влияние внешних факторов оценивается по принципу Ле-Шателье

    внешние факторы – температура, давление, присутствие других в-в..

    график зависимости растворимости от температуры – кривая растворимости..

    растворимость твердых в-в в жидкостях

    факторы, влияющие на растворимость твердых в-в в жидкостях:

    - природа растворителя..

     

    - природа твердого в-ва..

     

    - температура и давление

    если растворение – равновесное состояние, то влияние внешних факторов оценивается по принципу Ле-Шателье

    если растворение эндотермический процесс –

    при нагревании растворимость твердых в-в в жидкостях увеличивается

    если растворение экзотермический процесс –

    при нагревании растворимость твердых в-в в жидкостях уменьшается

    объем системы при растворении твердых тел в жидкостях не меняется –

    повышение давления не влияет на растворимость твердых в-в в жидкостях

     

    - присутствие в растворе других в-в..

     

    studopedya.ru


    Смотрите также