Вода в химии: Вода с химической точки зрения – строение, взаимодействие.

Вода с химической точки зрения – строение, взаимодействие.

Вода с химической точки зрения – строение, взаимодействие.

Вода – это неорганическое соединение, образованное двумя элементами. Ее химическая формула Н2O, то есть молекула включает два атома водорода и один – кислорода. В обычных условиях вода является жидкостью. Ее твердое состояние называется лед, а газообразное – пар.

Свойства воды многообразны, она охватывает большинство сторон жизни на Земле. Без нее в принципе невозможна жизнь. А ее влияние на течение базовых процессов не сравнится ни с чем, ведь вода содержится и в живых организмах, и во всех веществах.

Получение воды

В ходе различных реакций можно получить Н2О. Одна из них – разложение пероксида углерода, в процессе 2Н2О2 делится на 2Н2О и О2. Гидрокарбонат натрия при соединении с уксусной кислотой образует воду, углекислый газ и ацетат натрия.

В ходе реакции нейтрализации (при взаимодействии кислоты и щелочи) также выделяется вода, как и при реакциях восстановления оксидов металлов водородом.

Химические реакции при участии воды

Химические свойства Н2О проявляются в различных реакциях с ее участием. Вещество взаимодействует с металлами, неметаллами, их оксидами. При соединении с металлами выделяется кислород , но участвуют в реакциях активные металлы – щелочные и щелочеземельные I и II групп. Неметаллы реагируют менее активно, для этого требуется нагревание.

Реакции воды с оксидами являются реакциями соединения. Так при соединении с оксидом серы (IV) образуется сернистая кислота, оксидом серы (VI) – серная кислота, диоксидом углерода – угольная кислота. При вступлении в реакцию с оксидом кальция образуется гашеная известь. Но не все оксиды металлов взаимодействуют с водой. Например, оксиды цинка, титана, хрома добавляют в стойкие краски, так как они не растворяются в воде. Также не реагируют с Н2О оксиды железа.

При воздействии эл. тока происходит окислительно-восстановительная реакция, в ходе которой Н2О выступает окислителем и восстановителем. В результате соединение распадается на кислород и водород.

Н2О образует гидраты и кристаллогидраты. Их особенность в сохранении молекулы. Такие соединения активно применяют в виде осушителей воздуха.

Также вода участвует в реакции био-синтеза, в ходе которой при участии двуокиси углерода выделяется кислород. Даная реакция возможна под действием света.

Доступность чистой воды

Давно уже известна способность воды оказывать влияние на человеческий организм. Обеспечивая обменные процессы, эта жидкость может нести в себе и угрозу, если содержит вредные химические соединения, примеси, бактерии, микроорганизмы. Поэтому важно обеспечить доступ к чистой питьевой воде дома и на работе. Это легко сделать, если заказать воду в офис в нашей компании. Стоит это недорого. Привозится вода в 19 литровых бутылях, что очень удобно.

Кроме доставки воды в офис, мы предлагаем аренду, очистку кулера. По доступной стоимости весь коллектив и клиенты будут обеспечены чистой водой, а оборудование позволит в любой момент выпить чай или кофе, не тратя время на ожидание закипания чайника.

Мы всегда заботимся о покупателях, поэтому доставка воды в офис осуществляется в рабочее время. Чтобы сделать заказ, позвоните, напишите нам или оставьте заявку на сайте.

Вода как химическое соединение

Заканчиваем цикл статей, посвященных соединениям и элементам, сыгравшим основную роль в создании жизни на Земле. После воздуха, кислорода, углерода, водорода и азота нельзя не рассказать о воде.

Вода — неорганическое соединение, оксид водорода или гидрид кислорода. Вода составляет всего 0,05% массы планеты, но покрывает, в виде жидкости и льда, более 70% ее поверхности.

Кроме обычной воды, существует такая же внешне, но отличная по свойствам тяжелая вода, с дейтерием в молекуле, и сверхтяжелая вода с изотопом тритием. Тяжелая вода плохо растворяет соли, скорость химических реакций в ней другая. Она не поддерживает биологические процессы в живых клетках и не утоляет жажду. Ее еще называют «мертвой водой». Она востребована в атомной энергетике.

Свойства

Прозрачная жидкость, без цвета (в тонком слое), без запаха и вкуса. По своим физическим свойствам представляет собой аномальное вещество. В нормальных условиях вода жидкая, а похожие по составу водородные соединения (метан, фтороводород, сероводород) — газы. Если сравнить воду с гидридами серы, теллура и селена, относящимися к той же группе таблицы Менделеева, что и кислород, то выясняется, что кипит и замерзает вода «неправильно». По правилам, она должна была бы кипеть при -80 °С, а замерзать при -100 °С, а не кипеть при +100 и замерзать при 0 °С.

Вода — единственное вещество, существующее в естественных условиях в жидком, твердом и газообразном состоянии. Превращение воды в твердое вещество сопровождается уменьшением плотности.

Вода — очень сильный растворитель. Пропускает УФ-излучение, поглощает инфракрасное и микроволновое излучение. Чистая вода не пропускает электрический ток, но так как в «обычной» воде всегда растворены какие-то вещества, то, на практике, вода хорошо пропускает электричество. На этом свойстве основан принцип действия ионометров, определяющих чистоту воды по ее электропроводности.

Аномальные свойства воды ученые объясняют ее сложным изотопным составом и водородными связями между молекулами. У водорода имеется 5 изотопов, у кислорода — шесть. Всего возможно 23 комбинации изотопного состава воды, из них в природной воде найдены 9.

Вода относится к химически активным веществам, проявляющим окислительные и восстановительные свойства. В реакциях с активными газами, такими как фтор и хлор, вода проявляет восстановительные свойства, образуя кислоты. В реакциях с активными металлами, кальцием, литием и т.п. выступает в качестве окислителя, образуя гидроксид кальция, лития и прочие. При определенных условиях (повышение температуры, использование катализатора и т. д.) вступает в реакции с угарным газом, углем, метаном, фторидами, оксидами металлов и неметаллов, с железом и магнием, солями слабых кислот и со многими другими веществами, включая органические вещества, такие как амиды, эфиры карбоновых кислот, ацетилен и др. Образует кристаллогидраты многих солей.

Важнейшее свойство воды — ее возможность распадаться на ионы. Ионы воды, присоединяясь к молекулам погруженного в воду вещества, ослабляют связи между его молекулами, способствуя его растворению.

Химия воды | АТЭС Вода

Поиск

Вода — феноменальная субстанция. Его присутствие дает жизнь и рост всем видам организмов,
и, следовательно, его отсутствие приводит к обратному. Покрывая 80% поверхности Земли, это
единственное вещество, встречающееся в природе на планете во всех трех состояниях; твердые, жидкие и газообразные. За
будучи таким важным веществом, он удивительно прост в своем составе. Вода состоит из двух
частей водорода и одной части кислорода, образуя химический символ h3O.

Свойства воды

Вода естественным образом существует на планете во всех трех состояниях. Когда температура воды ниже
замерзая (32 градуса по Фаренгейту), это твердое тело. Между точкой замерзания и точкой кипения,
это жидкость. А выше точки кипения (212 градусов по Фаренгейту) это газ. Помимо
В трех состояниях вода обладает рядом уникальных свойств. Большинство жидкостей становятся меньше по мере того, как они становятся холоднее,
но не вода. Вода перестанет уменьшаться примерно в 39градусов по Фаренгейту, а потом повернется
и начинают расширяться, когда становится еще холоднее. Еще одно свойство называется связностью, что означает
эта вода притягивается к другой воде.

Молекулы воды

Вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Их тянет друг к другу из-за
их электростатическое притяжение. Это означает, что атом водорода заряжен положительно, а
атом кислорода заряжен отрицательно. Противоположности притягиваются, и вода не исключение. Вода притягивается
к другой воде из-за притяжения этого заряда. Точно так же, как соединяются атомы.
Водород одной молекулы воды свяжется с атомом кислорода другой молекулы.

Растворимость

Растворимость данной жидкости просто
означает количество твердого вещества, которое может быть растворено в жидкости. Растворимость зависит от нескольких
такие факторы, как используемая жидкость, температура окружающей среды и атмосферное давление. Некоторые
точка, только такое количество твердого вещества может быть растворено в воде, прежде чем оно достигнет равновесия, которое
означает, что никакое другое твердое вещество не может быть растворено. Думайте об этом, как о насыпании сахара в чашку
кофе. В кофе можно растворить только определенное количество сахара, после чего больше нельзя будет добавить.
добавлен.

Вода (жидкая)

Когда вода находится в жидкой форме, она
проще всего увидеть. В конце концов, он покрывает большую часть планеты. Некоторые конкретные переменные должны
быть в самый раз для изменения состояния воды, и эти переменные должны оставаться в пределах определенного диапазона
чтобы вода оставалась в любом состоянии, в котором она находится. Например, вода должна быть между 32 и 212
градусов по Фаренгейту, чтобы оставаться в жидком состоянии. Основной путь возврата жидкой воды в
Поверхность Земли за счет осадков. Конденсация — это способ, которым водяной пар превращается
в жидкую воду. Это приводит к образованию облаков, которые, в свою очередь, вызывают осадки, принося воду.
обратно к нам.

Лед

Проще говоря, лед — это замороженное состояние
вода. Когда вода замерзает, она расширяется и задерживает молекулы воздуха внутри себя. Собственно, это единственный
известное вещество (неметаллическое), которое будет расширяться таким образом. Вот почему лед будет плавать в
стакан воды. Он не обязательно должен быть в жидком состоянии, чтобы стать льдом. Вода
пар может образовывать кристаллы льда, как и в виде инея. Лед можно найти во многих формах в
среды, от снега и града до айсбергов и сосулек.

Водяной пар

Вода
существует в виде пара в газообразном состоянии. Это может
происходить несколькими путями, но в основном в
температуры выше 212 градусов по Фаренгейту. Выше
этой температуре вода закипит и превратится в
видимый пар в виде пара. Вода может
также существуют ниже этой температуры, например, когда
вы можете видеть свое дыхание в холодный день.
Другая форма превращения воды в пар – через
испарение, то есть поглощение жидкости
воды в воздух. Примером этого может быть
мокрая поверхность, позволяющая высохнуть. Та вода не
исчезнуть, он просто растворился в окружающем
воздуха.

  • Круговорот воды.
    включить очень наглядную картину круговорота воды на планете.
  • Липкая вода – An
    объяснение и эксперимент по свойству поверхностного натяжения воды.
  • Модель
    молекулы воды. Изучите трехмерную модель молекулы воды и получите
    некоторое представление о его конструкции.
  • Структура Средства Фундамент –
    Хорошая информация и фотографии о структуре и составе молекул воды.
  • Вода
    Полярность — дополнительная информация о зарядах частиц, из которых состоит вода, и о том, как они
    притягивать друг друга.
  • Состояния воды – что происходит
    к молекулам, когда вода переходит между тремя состояниями? Они остаются прежними? Выяснить
    здесь.
  • Растворимость –
    Химически тяжелая страница, здесь много информации о растворимости, включая правила и многое другое.
    на равновесии.
  • Растворимый
    или Нерастворимые – краткий список типов соединений, которые растворяются или не растворяются в
    вода.
  • Определять
    Растворимость — лабораторное руководство по химии, в котором предлагаются шаги по определению растворимости.
    растворимость вещества в воде.
  • Вода и Марс – Отличная информация о том, почему
    вода не может существовать на Марсе, что иллюстрирует свойства, которые позволяют воде существовать в
    определенные состояния.
  • Жидкая вода внизу
    Замерзание – вода замерзает при температуре 32 градуса по Фаренгейту, но каким-то образом ученые нашли способ
    чтобы он оставался жидким даже ниже точки замерзания.
  • Физические свойства
    Лед — объяснение (с диаграммами) структуры замерзшей воды.
  • Замерзающая вода
    Расширение — здесь вы можете узнать больше о том, как и почему вода расширяется при замерзании.
  • Плотность льда –
    Молекулярные рассуждения и еще диаграммы плотности воды и льда.
  • Соль
    и Ледяная вода – Вопросы и пояснения о взаимодействии соли и воды и о том, как
    это влияет на процесс замораживания.
  • Сухой
    Лед — узнайте разницу между обычным льдом и сухим льдом.
  • Мифы о водяном паре – краткое руководство,
    тяжелый текст, который развенчивает некоторые распространенные убеждения.
  • Водяной пар в космосе – вода
    критическим на всех трех этапах для существования человеческой жизни. Узнайте больше о его существовании в космосе.
  • Климат – Узнать больше
    о роли водяного пара в регулировании климата на планете.
  • Облака – кратко
    сведения об образовании облаков из пара.

    • Химия воды

    Вода
    Химия

    Вы
    вероятно, знаете, что химическое описание воды H 2 O. Молекула воды
    состоит из одного атома кислорода, связанного с двумя атомами водорода. Водород
    атомы «прикрепляются» к одной стороне атома кислорода, в результате чего
    молекула воды, имеющая положительный заряд на той стороне, где атомы водорода
    и отрицательный заряд с другой стороны, где находится атом кислорода. С
    противоположные электрические заряды притягиваются, молекулы воды притягиваются друг к другу,
    делает воду «липкой». Сторона с атомами водорода (положительная
    заряд) притягивает кислородную сторону (отрицательный заряд) другой молекулы воды.

    Все эти молекулы воды
    притяжение друг к другу означает, что они склонны слипаться. Вот почему вода
    капли и есть капли! Если бы не некоторые земные силы, такие как
    гравитации, капля воды имела бы форму шара — идеальная сфера. Даже если
    на Земле она не образует идеальной сферы, мы должны радоваться, что вода липкая.

    Воду называют «универсальным
    растворитель», потому что он растворяет больше веществ, чем любая другая жидкость.
    Это означает, что куда бы вода ни текла, будь то через землю или через
    наши тела, он берет с собой ценные химические вещества, минералы и питательные вещества.

    Чистая вода имеет нейтральный
    рН. Чистая вода имеет рН около 7, что не является ни кислой, ни щелочной.

    Вода
    Физические свойства:
    Вода уникальна
    в том, что это единственное природное вещество, которое находится во всех трех состояниях
    — жидкие, твердые (лед) и газообразные (пар) — при обычных температурах
    на земле. Земная вода постоянно взаимодействует, изменяется и находится в движении.

    Вода
    замерзает при 32 по Фаренгейту (F) и кипит при 212 F. На самом деле вода замерзает
    а точки кипения являются базовой линией, с которой измеряется температура: 0
    по шкале Цельсия — температура замерзания воды, а 100 — температура кипения воды.
    точка. Вода необычна тем, что ее твердая форма, лед, менее плотна, чем
    жидкая форма, поэтому лед плавает.

    Вода имеет
    высокий удельный показатель теплоемкости. Это означает, что вода может поглощать много тепла.
    прежде чем он начнет нагреваться. Вот почему вода ценна для промышленности и
    в радиаторе вашего автомобиля в качестве охлаждающей жидкости. Высокая удельная теплоемкость воды
    также помогает регулировать скорость изменения температуры воздуха, поэтому
    изменение температуры между сезонами скорее постепенное, чем резкое, особенно
    возле океанов.

    Вода имеет
    очень высокое поверхностное натяжение. Другими словами, вода липкая и эластичная,
    и имеет тенденцию слипаться в капли, а не растекаться тонкой пленкой.
    Поверхностное натяжение отвечает за капиллярное действие, которое позволяет воде (и
    его растворенных веществ) перемещаться по корням растений и через
    крошечные кровеносные сосуды в наших телах.

    Вода
    температура:
    Температура воды
    важно не только для пловцов и рыбаков, но и для промышленности и
    даже рыбы и водоросли. Много воды используется для охлаждения в энергетике.
    установки, вырабатывающие электроэнергию. Для начала им нужна прохладная вода, и
    они обычно выпускают более теплую воду обратно в окружающую среду. Температура
    высвобожденной воды может повлиять на среду обитания ниже по течению. Температура также может
    влияют на способность воды удерживать кислород, а также на способность организмов
    сопротивляться некоторым загрязняющим веществам.

    рН:
    рН является мерой
    насколько кислой/основной является вода. Диапазон варьируется от 0 до 14, где 7 означает нейтральное значение.
    рН менее 7 указывает на кислотность, тогда как рН более 7 указывает на кислотность.
    база. рН на самом деле является мерой относительного количества свободного водорода и
    гидроксильных ионов в воде. Вода, в которой больше свободных ионов водорода, считается кислой.
    тогда как вода, в которой больше свободных гидроксильных ионов, является щелочной. Так как pH может быть затронут
    химическими веществами в воде, рН является важным показателем воды, который меняется
    химически. pH сообщается в «логарифмических единицах», таких как шкала Рихтера.
    шкала, которая измеряет землетрясения. Каждое число представляет 10-кратное изменение
    в кислотности/основности воды. Вода с рН 5 в десять раз больше
    кислее, чем вода, имеющая рН шесть.

    Загрязнение
    может изменить рН воды, что, в свою очередь, может нанести вред животным и растениям, живущим
    в воде. Например, вода, вытекающая из заброшенной угольной шахты, может
    иметь pH 2, что очень кисло и определенно повлияет на любую рыбу
    достаточно сумасшедший, чтобы попытаться жить в нем! Используя логарифмическую шкалу, эта дренажная шахта
    вода будет в 100 000 раз более кислой, чем нейтральная вода, так что держитесь подальше
    заброшенных шахт.

    Специальный
    Проводимость:
    Удельная проводимость
    является мерой способности воды проводить электрический ток. Это
    сильно зависит от количества растворенных твердых веществ (например, соли) в
    вода. Чистая вода, например дистиллированная, имеет очень низкую удельную
    проводимость, а морская вода будет иметь высокую удельную проводимость. Дождевая вода
    часто растворяет переносимые по воздуху газы и переносимую по воздуху пыль, находясь в воздухе,
    и поэтому часто имеет более высокую удельную проводимость, чем дистиллированная вода. Специфический
    электропроводность является важным показателем качества воды, поскольку она дает хорошие
    представления о количестве растворенного вещества в воде.

    Возможно
    в школе вы провели эксперимент, подключив батарейку к свету
    лампочку и протяните два провода от аккумулятора в стакан с водой. Когда провода
    помещают в стакан с дистиллированной водой, свет не загорится. Но
    лампочка загорается, когда в стакане находится соленая вода (солевой раствор). В солевом растворе
    воды соль растворилась, высвободив свободные электроны, и вода
    проводить электрический ток.

    Мутность:
    Мутность
    является мерой мутности воды. Измеряется при прохождении луча
    света сквозь воду и видя, насколько сильно он отражается от частиц
    в воде. Помутнение воды вызвано такими материалами, как грязь и остатки
    из листьев, то есть подвешенных (плавающих) в воде. Кристально чистая вода,
    таких как озеро Тахо (где упорно трудятся, чтобы не допустить смывания отложений в
    озеро) имеет очень низкую мутность. Но посмотрите на реку после бури — она
    скорее всего коричневый. Вы видите всю взвешенную почву в воде. Счастливый
    для нас материалы, вызывающие мутность в нашей питьевой воде, либо оседают
    или фильтруются до того, как вода попадает в наш стакан для питья дома.
    Мутность измеряется в нефелометрических единицах мутности (NTU).

    Распущен
    Кислород:
    Хотя вода
    молекулы содержат атом кислорода, этот кислород не то, что нужно водным
    организмы, живущие в наших природных водах. Небольшое количество кислорода, примерно
    десять молекул кислорода на миллион воды фактически растворены в воде.
    Этим растворенным кислородом дышат рыбы и зоопланктон, и он необходим им.
    им выжить.

    Быстро
    движущаяся вода, например, в горном ручье или большой реке, как правило, содержит
    много растворенного кислорода, а стоячая вода содержит мало. Процесс
    где бактерии в воде помогают органическим веществам, таким как то, что происходит из
    очистные сооружения, тление потребляет кислород. Таким образом, избыток органического материала
    в наших озерах и реках может привести к кислородной недостаточности.
    Водным обитателям может быть тяжело в стоячей воде, в которой много гниения,
    органических веществ в нем, особенно летом, когда уровень растворенного кислорода
    находятся на сезонном минимуме.

    Твердость:
    Количество
    растворенных в воде кальция и магния определяет ее «жесткость».
    Жесткость воды варьируется на всей территории Соединенных Штатов. Если вы живете в районе
    где вода «мягкая», то вы, возможно, никогда даже не слышали о
    жесткость воды. Но если вы живете во Флориде, Нью-Мексико, Аризоне, Юте, Вайоминге,
    Небраска, Южная Дакота, Айова, Висконсин или Индиана, где вода относительно
    жесткий, вы можете заметить, что при мытье трудно получить пену
    свои руки или одежду. И предприятиям в вашем районе, возможно, придется потратить деньги
    для смягчения воды, так как жесткая вода может повредить оборудование. Жесткая вода может
    даже сократить срок службы тканей и одежды! Означает ли это, что студенты
    которые живут в районах с жесткой водой, следят за модой с момента своего рождения.
    одежда изнашивается быстрее?

    Подвесной
    Осадок:
    Подвесной
    осадок — это количество почвы, движущейся по течению. Это сильно зависит
    от скорости течения воды, так как быстротекущая вода может подхватывать и приостанавливать
    больше почвы, чем спокойной воды. Во время штормов почву смывает с берегов ручья.
    в поток. Количество, которое смывается в поток, зависит от типа
    земли в водосборном бассейне реки и растительности, окружающей реку.

    Если земля
    нарушается вдоль ручья и не принимаются меры по охране, то превышение
    осадок может нанести вред качеству воды в ручье. Вы, наверное, видели такие
    короткие пластиковые заборы, которые строители поставили по краям участка.
    развиваются. Эти заграждения от ила должны задерживать отложения во время ливня.
    и не позволяйте ему смываться в ручей, так как избыток наносов может повредить ручьям,
    реки, озера и водохранилища.

    Осадок
    заход в водоем всегда вызывает беспокойство; как только он входит, он не может получить
    наружу — большая часть осядет на дно. Резервуары могут «заиливать»
    если в них попадает слишком много осадка. Объем резервуара уменьшается,
    что приводит к уменьшению площади для катания на лодках, рыбалки и отдыха, а также к сокращению
    мощность электростанции на плотине.

    Водный
    Геохимия раствора:
    Смотри
    на схеме гидрогеохимического цикла.

    • Кислота = вещество
      содержащий водород, который дает свободный водород (H + ) при растворении
      в воде
    • Основание = вещество
      содержащий группу ОН, которая дает свободный (ОН —) при растворении
      в воде

    Например:

    • pH = обратный
      log концентрации (активности) свободного H + , или pH = -log
      [Ч + ]
    • диапазоны pH
      при 25С от 0 до 14; pH < 7 = кислый раствор; pH > 7 = основной раствор.
      Если добавить HCl или другую кислоту, pH уменьшится; если NaOH или другое основание
      добавляется, тогда pH увеличивается.
    • pH увеличивает
      как угольная кислота (слабая кислота) диссоциирует: Когда углекислый газ объединяется
      с водой, например, что происходит в атмосфере, когда ископаемое топливо
      сгорает, образуется угольная кислота: H 2 О + СО 2 ==>
      Н 2 СО 3 . Доступны бесплатные H +
      во время последовательных диссоциаций:

    • Н 2
      CO 3 ==> H + + HCO 3- угольная кислота
      в бикарбонат, происходит при рН ~6,4

    • ХСО
      3 ==> Н + + CO 3 2- бикарбонат
      до карбоната, происходит при рН ~10,3

    Помните, бесплатно H +
    доступен только в кислой среде или при pH < ~ 7. Диссоциация бикарбоната
    карбонатизация происходит, когда в системе слишком много OH — и
    H + «освобождается», чтобы сбалансировать базу.

    • Растворенные катионы
      и анионы в воде

      Катионы =
      доноры электронов, положительно заряженные: Na + , K +
      , Mg ++ , Ca ++ , Fe ++ или Fe +++
      , Мн ++ , Ал +++

    Анионы = электрон
    акцепторы, отр. заряжены: Cl — , F — , I —
    , 9 комн.0176 — , СО 4 — , СО 3 —
    , HCO 3 — , № 3 — , № 2 —

    Металлы = акт
    в основном подобные катионы: Cu, Zn, Pb, Co, Ni, Cr, As, Se, Mo и др.