Применение воды в химии 8 класс кратко

Обновлено: 05.07.2024

Уникальность такой жидкости, как вода, заключается в том, что она может существовать на нашей планете во всех трех агрегатных состояниях. Наиболее распространенная форма — жидкая, вcтречается также газообразная и твердая (лед, снег). Все имеют химическую формулу H 2 O .

Плотность воды

Одной из важных физических характеристик любого вещества является его плотность. Твердые тела имеют более высокие значения плотности, жидкие и газообразные — низкие. Вычисляется плотность по формуле: ρ = m ÷ V ( m — м а с с а , V — о б ъ е м )

В результате расчетов получается величина, измеряемая в кг на м 3 либо г на мл (для жидкости). Плотность веществ зависит от характеристик давления, а также температуры и наличия примесей. Так, чистая пресная вода, имеющая температуру 20оС и находящаяся при атмосферном давлении 1 атм, имеет плотность 998 , 23 к г / м 3 . В то же время для морской воды аналогичная величина равняется 1027 к г / м 3 .

Изменение плотности воды в зависимости от температуры демонстирует следующая таблица:

Из таблицы видно, что плотность жидкости при увеличении температуры до 4 о С растет. При дальнейшем увеличении температуры отмечается уменьшение плотности. Значит, при 4 о С — достигается максимальное значение плотности воды. Примечательно, что плотность жидкой воды при этой температуре больше плотности твердого льда. Для большинства веществ наблюдается обратная зависимость: в твердом агрегатном состоянии плотность выше, чем в жидком.

Особенности изменения плотности объясняют такие явления, как:

увеличение объема воды при ее заморозке;
снижение плотности при переходе в твердую фазу (именно поэтому лед плавает на поверхности водоема);
незначительный коэффициент сжатия (расширения) и т.п.

Такая особенность, как максимальная плотность при температуре +4оС, важна для существования биологических организмов. Так, в нижней части прудов, замерзающих сверху вниз, сохраняют свою жизнеспособность его жители.

Что такое вода — общее определение

Вода — неорганическое соединение, состав описывается формулой Н 2 О , следовательно, в молекуле воды содержится два атома водорода и один — кислорода. Соединены они ковалентной связью, которая образована путем перекрывания пары валентных электронных облаков. Чистое вещество не имеет цвета, запаха, вкуса.

В природе вода всегда содержит растворенные в ней вещества. Являясь сильнополярным растворителем, она в той или иной степени растворяет все вещества, с которыми контактирует. В результате такие характеристики воды как плотность, электропроводность и др. меняются из-за присутствия примесей.

Для жизни всей планеты важен круговорот веществ в природе, важнейшим из которых является круговорот воды. Испаряясь с поверхности природных водоемов, ее пары поднимаются вверх и формируют облака. В дальнейшем, выпадая в виде осадков, на землю вместе с водой возвращается масса химических веществ, которые в ней растворены. Круговорот воды влияет также на формирование климата и погоды.

На планете Земля порядка 1400 м л н к м 3 воды. Покрывая более 70% поверхности земли, водоемы составляют Мировой океан. В большинстве своем, это соленая вода, непригодная для употребления человеком и выращивания сельскохозяйственных структур. На долю пресной воды приходится всего 1,81%, большая часть ее заключена в ледниках, и подземных запасах (0,63%). Крайне незначительная часть влаги присутствует в атмосфере (0,001%).

Без воды невозможно существование живых организмов, поскольку она присутствует в их тканях и системах. Человек, способный обходиться без продуктов питания порядка 50-70 суток, не сможет жить без воды более 3-5 дней. На практике этот период может быть значительно меньше.

Физические и химические свойства

Физические свойства воды определяются особенностями ее строения (молекулярная кристаллическая решетка) и способностью переходить из одного агрегатного состояния в другое в сравнительно небольшом интервале температур. При обычных условиях вода — жидкость с определенной степенью прозрачности. По химической природе она представляет собой оксид водорода. Ее полярная молекула имеет высокий дипольный момент 1,84 Д, что объясняется большой разностью электроотрицательностей атомов кислорода и водорода.

Для промышленных процессов, а также для использования в быту, важен такой параметр вещества, как удельная теплоемкость. H 2 O обладает очень высоким значением этой характеристики, как в жидком, так и твердом состояниях.

Удельная теплота плавления льда равняется 333,25 кДж/кг(0оС), а парообразования — 2250 кДж/кг.

Вода является отличным растворителем, характеризуется высоким поверхностным натяжением.

В химических реакция вода образуется, например, при нейтрализации кислот щелочами:

Кроме того, может быть получена при реакции оксидов металлов с водородом:

C u O + H 2 = C u + H 2 O

Химические свойства воды

В химическом отношении вода является активным веществом. Являясь участником многих окислительно-восстановительных реакций, она может выступать как растворителем, так и окислителем. Рассмотрим, к примеру, уравнение:

H 2 O = H 2 + O 2

Это уравнение реакции электролиза, в ходе которого под действием электрического тока вода распадается на молекулярный кислород и водород.

Помимо высокой высокой растворяющей способности, вода является амфолитом — электролитом, обладающим одновременно и кислотными и основными свойствами:

H + + H 2 O = H 3 O + (ион гидроксония)

При этом частицы H + (в растворе присутствуют в виде H 3 O + ) и O H - имеют противоположные заряды.

При комнатной температуре вода способна взаимодействовать с наиболее активными металлами, образовывая щелочи. В ходе такой реакции выделяется водород:

2 H 2 O + 2 N a = 2 N a O H + H 2

А вот реакция с межгалоидными соединениями (интергалогенидами) протекает при пониженных температурах:

3 H 2 O + I F 5 = 5 H F + H I O 3

В отличие от других галогенов, фтор окисляет воду до кислорода:

2 H 2 O + 2 F 2 = 4 H F + O 2

Соли, образованные слабыми кислотами и основаниями, в водных растворах подвергаются полному гидролизу (разложению водой):

A l 2 S 3 + 6 H 2 O = 2 A l ( O H ) 3 + 3 H 2 S

С водой также вступают в реакции простые вещества металлы и неметаллы, обычно при повышенной температуре:

4 H 2 O + 3 F e = F e 3 O 4 + 4 H 2 и л и H 2 O + C = C O + H 2

Непредельные углеводороды ряда алкенов вступают в реакцию гидратации (присоединения воды) в присутствии минеральных кислот. При этом образуются предельные одноатомные спирты:

C H 2 = C H 2 + H 2 O → C H 3 - C H 2 - O H

Замерзание воды и водных растворов в различных условиях

Процессы замерзания воды и ее растворов отличаются многообразием. Например, в грунте при отрицательной температуре некоторая часть влаги все-таки сохраняется в жидком состоянии, хотя в природе чистая вода замерзает при 0оС. В работах Н.А.Цытовича продемонстрировано, что по мере нагревания (при фоновой отрицательной температуре) содержание жидкой воды в грунте увеличивается.

Существуют особенности в процессе замерзания воды, содержащей растворенные соли. Когда ее температура опускается до точки замерзания, первыми обнаруживаются ледяные кристаллы, которые выглядят как шестигранные призмы, похожие на иглы. Эти кристаллы содержат чистую воду, соли по-прежнему находятся в растворе, их концентрация при этом увеличивается. В связи с тем, что лед легче воды, ледяные иглы поднимаются на поверхность, делая внешний вид водоема похожим на пятна жира.

Определить точную температуру кристаллизации льда легко для бесконечно разбавленных смесей. В случае же концентрированных растворов, протекающие процессы более сложные, поэтому численные результаты требуют дополнительной обработки.

При таянии морского льда вначале вытаивает соль, т. е. остается в жидком растворе. По этой причине полярный лед превращается в пресную субстанцию.

Особенности замерзания морской воды проявляются также в зависимости температуры замерзания от ее химического состава. Известно, что в различных морях различное количество солей. Так, в озере Сиваш она имеет соленость 100 промилле, а в Кара-Богаз-Голе — 250 промилле. Температуры замерзания этих вод соответственно -6 оС и -10 оС.

Существует специальная таблица, по которой можно определить, при каких значениях температуры воздуха произойдет замерзание воды, содержащей примеси:

Соленость в °/00	Температура замерзания (в градусах)	Соленость в °/00	Температура замерзания (в градусах)
0 (пресная вода)	0	20	-1,1
2	-0,1	22	-1,2
4	-0,2	24	-1,3
6	-0,3	26	-1,4
8	-0,4	28	-1,5
10	-0,5	30	-1,6
12	-0,6	32	-1,7
14	-0,8	35	-1,9
16	-0,9	37	-2,0
18	-1,0	39	-2,1

Согласно таблице при увеличении солености на каждые 2 промилле, температура замерзания воды понижается на 0,1 оС. Так, для замерзания воды в океане (соленость 35 промилле) необходима температура около -2оС.

Анализируя таблицу, можно сделать вывод, что соленость Азовского моря, равная 12 промилле, обеспечивает снижение температуры его замерзания до -0,6 оС. А воды Белого моря (его открытой части), имея соленость 25 промилле, замерзнут при температуре -1,4 оС.

Применение и значение воды

Благодаря особым свойствам воды на Земле существует жизнь. То, что она, имея температуру, приемлемую для земных организмов, остается в жидком состоянии, обеспечило современное состояние земной поверхности, способствовало зарождению всех форм жизни.

Вода — идеальный растворитель, в котором в растворенном состоянии могут находится органические и неорганические вещества. Именно этот факт обеспечивает протекание биохимических процессов на клеточном уровне. Человеческое тело, как и тело животного, больше, чем наполовину состоит из воды. Без ее поступления в организм обычный человек может прожить не более 3-5 дней.

При протекании химических реакций вода часто выступает в роли катализатора или растворителя. Ее роль в аккумуляторных электролитах, лекарственных формах, напитках, буферных растворах огромна. Из природных растворов методом выпаривания получают чистые химические вещества. Однако и в природном состоянии их применяют в ходе физиотерапевтических процедур, при водолечении, бальнеолечении и т.п. Проведение таких процедур позволяет ускорить выздоровление больных.

Говоря о роли воды в природе, нельзя не упомянуть о ее влиянии на формирование климата. Будучи веществом с высокой теплоемкостью, она в составе океанов поглощает тепло, которое в последующем отдает обратно, в атмосферу, что делает климат на планете более мягким. Важную роль играют холодные и теплые течения, например, Гольфстрим. Из-за него климат в Англии, Мурманске теплее и мягче, чем на континентальной части.

Воду в виде пара содержит атмосфера. Именно эта влага способна задерживать тепло, которое излучает Земля. Ученые считают, что, благодаря такому эффекту (парниковый эффект), наша планета сохраняет практически постоянную температуру и сохраняет жизнь во всех формах ее сегодняшнего проявления.

Цель урока: сформировать у учащихся понятие о химических свойствах воды.

Предметная:

создать условия для исследования и выявления химических свойств воды;
способствовать осмыслению новых понятий “основания, гидроксильная группа”;
способствовать развитию умения пользоваться опорными знаниями, закрепить умения и навыки химического эксперимента, умение работать с таблицами, учебником.

Метапредметная:

способствовать формированию умения планировать свою деятельность для изучения различных сторон окружающей действительности, умения делать логические выводы из наблюдений по опыту;
искать пути и средства осуществления целей.

Личностная:

создание условий для формирования навыков сотрудничества, умения принимать мнения других;
формирование навыков оценки и самооценки;
сформировать понимание практической важности воды в жизни человека.

Задачи:

Образовательные: Обобщить и расширить знания учащихся о воде, ее роли в живой и неживой природе, в жизни человека, о необходимости бережного отношения к воде.

Развивающие: Продолжить формировать логическое мышление, умения наблюдать, анализировать и сравнивать, находить причинно-следственные связи, делать выводы, наблюдать за ходом эксперимента, осуществлять самоконтроль и взаимоконтроль.

Воспитательные: Формировать научное мировоззрение учащихся; научить слушать учителя и своих одноклассников, быть внимательным к себе и окружающим, вести беседу.

Планируемые результаты: По окончанию урока учащиеся смогут:

Метапредметные: использовать свои знания и умения для изучения различных сторон окружающей действительности.

Предметные: иметь понятие о химических свойствах воды, писать их уравнения реакций, иметь понятия о гидроксидах, основаниях, щелочах, оксидах, кислотах, опыт проведения химического эксперимента.

Личностные: научаться управлять своей познавательной деятельностью, будут продолжать развивать в себе целеустремленность.

Формируемые химические знания, умения, навыки учащихся: систематизация знаний учащихся о распространенности воды в природе, физических и химических свойствах, областях применения воды, расширение знаний учащихся об экологических проблемах, связанных с очисткой воды.

Формируемые компетенции:

Формы организации работы детей: групповая (просмотр презентации, видеоролика, решение задач), индивидуальная (беседа, работа с рабочей тетрадью, работа с книгой), проблемное обучение (решение проблемных вопросов), опережающее обучение.

Формы организации работы учителя: организует эмоциональный настрой учащихся, вводит детей в тему урока, активизация и обобщает ранее полученные знания, организует беседу по слайдам и опытам, анализирует и дополняет ответы детей, создает проблемные ситуации.

Основные виды деятельности учащихся.

1. Составлять уравнения реакций, характеризующих химические свойства воды.

2. Работа с книгой.

3. Анализ видеоролика.

4. Дидактические игры.

Используемые технологии обучения: проблемного обучение (решение проблемных вопросов), опережающее обучение, личностно-ориентированного обучения, критического мышления, здоровьесберегающая.

Используемое оборудование ИКТ: компьютер, экран, мультимедийный проектор, презентация к уроку, выполненная в программе PowerPoint, опорный конспект.

Ход урока

1. Организационный момент 1-2 мин.

2. Актуализация знаний (фронтальная беседа)

Здравствуйте. Хотите узнать, о чем мы сегодня с вами будем говорить? Тогда отгадайте загадку: слайд № 1.

Я и туча, и туман,
И ручей, и океан,
И летаю, и бегу,
И стеклянной быть могу!

Правильно, это вода.

Посмотрите ребята на экран. На экране слова аквариум, акватория, акваланг, акварель. Слайд № 2

Что общего в этих словах.

Ответы учащихся: слайд №2 корень аква.

Что означает слово аква?

Ответы учащихся: вода.

Сейчас мы продолжим говорить о воде, вспомним физические воды.

Такие слова написал о воде французский писатель Антуан де Сент-Экзюпери.

Без крыльев летят.
Без ног бегут, без паруса плывут. (Облака)
Приходил – стучал по крыше,
Ууходил – никто не слышал. (Дождь)
Растёт она вниз головою.
Не летом растет а зимою.
Но солнце её припечёт –
Заплачет она и умрет. (Сосулька)

Отгадав эти загадки мы назвали три агрегатных состояния воды.

(Газ, жидкость, лед)

А какими еще физическими свойствами обладает вода при нормальных условиях? Используя предыдущие высказывания, и свои знания обобщим физические свойства воды, работая с индивидуальной картой. Ответы проверим по слайду №5. 1-2 мин. (самопроверка)

Физические свойства воды

Жидкое
Твердое
Газообразное

Плотность воды при t+4°С

3. Фронтальный и индивидуальный опрос

Вычислите массовые доли водорода и кислорода в воде в индивидуальной карте.

Каков состав воды?
Какими методами можно определить состав воды?
Что такое анализ и синтез?

1. Вода в природе? Дополнить предыдущие ответы. Содержание воды в разных организмах.

2. Назовите способы очистки воды – отстаивание, фильтрование, обеззараживание (хлорирование, озонирование, ультрафиолетом), аэрация.

3. Чтобы очистить воду от примесей ее пропускают через решетки, направляют в отстойник, фильтруют. (Схема в учебнике)

4. Фильтром для очистки служит слой песка и гравия. Для обеззараживания питьевой воды применяют хлорирование (0,7 г хлора на 1т воды)

5. Метод хлорирования применяется и в нашем районе, хотя он устарел и экологически небезопасен для здоровья.

6. Хлорированная вода влияет, прежде всего, на органы пищеварения, печень, почки.

7. Причины загрязнения водоемов сточные воды, сбросы предприятий, с/х. Основная причина утечка нефти.

8. В чем заключается охрана природных ресурсов?

В конце ΧΙΧ в. горожанину хватало полтора ведра воды в сутки – и на мытье, и даже на тушение пожаров. Нынешняя норма – свыше 18 ведер, т.е. 220 л. На деле мы и в эту ному не укладываемся, расходуя 30-40 ведер на человека.

Струйкой толщиной со спичку литровая банка наполняется за 3 мин. Этот эксперимент позволяет установить, что за сутки из неисправного крана утекает минимум 500 л.
Существует мнение, что промышленность тратит львиную долю воды. На самом деле на выпуск 1 т стали уходит 150 м 3 , хлопчатобумажной ткани – 1000 м 3 , искусственного волокна – 3000 м 3 водопроводной воды. Из воды, поступающей в Москву ежесуточно, заводы и фабрики забирают лишь четверть. Столько же идет в столовые, детские сады, больницы. Остальное – в жилые дома.

А ведь экономить воду без всякого гигиенического ущерба совсем не сложно. Скажем, зубы после чистки можно прополоскать из стакана, закрыв кран. Экономия – 5 л. воды за одну человеко - чистку. Во время бритья можно, вместо того чтобы открыть кран с горячей водой, налить, как в старину, воду из чайника в стакан, на бритье уйдет не 5-10 л., а всего 0,2, а бреющихся миллионы…

Хозяйки считают, что полоскать белье после стирки надо в проточной воде. Конечно, так белье выполаскивается быстрее, поскольку градиент концентрации стирального порошка на поверхности белья и омывающей его воде больше, чем в непроточной, а значит, и скорость диффузии больше. Но зато расход воды велик. Современные моющие средства вымываются из чистого белья и после того, как оно полежит в непроточной воде 10-15 мин. Сменив воду, белье можно выполоскать дочиста. Кстати, в стиральных машинах белье полощется также в двух-трех водах, а не в проточной воде. Мыть посуду лучше всего в раковине с двумя отделениями и пробками для сливных отверстий. Так же можно мыть овощи. Не забывайте, что вода - это богатство, красота и жизнь нашей планеты, и её надо беречь.

Учитель. Известны случаи пожаров причиной, которых являлся дождь?

Мы можете это объяснить?

Объяснить это явление, можно только изучив химические свойства воды.

Слайд №7. Химические свойства воды:

Разложение воды в индивидуальной карте записать уравнение реакции.

Проверка – прочитать уравнение, используя химический язык.

(вопросы на внимательность)

Как называется прибор - эвдиометр

Условия прохождения реакции - пост. ток, 2000 гр.С
Объемные отношения -1:2,
Массовые -1:8

Взаимодействие с активными металлами

Как определить активность металла, чтобы правильно написать уравнение реакции. Металлы по своей активности делятся на три группы: активные, средней активности и неактивные. Работа с рядом активности.

Н2О +

Взаимодействие с менее активными металлами
Взаимодействие с неметаллами
Взаимодействие с оксидами металлов
Взаимодействие с оксидами неметаллов

Запишите уравнения реакций по слайду, определите тип химической реакции (в индивидуальной карте).

Самопроверка химических свойств по слайду

Давайте просмотрим видеоролики взаимодействия воды.

Смотрите внимательно. Обратите внимание на определения. Условия течения реакций.

Что такое щелочь? (Растворимые основания)

Основания – это сложные вещества, состоящие из металлов и одной или несколько гидроксильных групп ОН.

Что за вещество фенолфталеин? (Индикатор – вещества, изменяющие свою окраску в зависимости от среды)

1) С активными металлами IA группы и IIA групп.

2Na + 2HOH = 2 Na OH + H₂↑ +Q

2) с менее активными металлами при нагревании

3) С неактивными металлами

Взаимодействие меди с водой - не реагирует с водой никогда.

Ребята, как вы думаете, будут ли с водой взаимодействовать серебро и золото.

Минута для релаксации (под шум прибоя)

Проведём физминутку.

Очень всем нужна вода
Делай – раз, делай – два.
Звери у ручья напились
Вправо влево наклонились.
Вместе на носочки встали,
Тучку лапками достали.
Дружно хлопнули в ладоши
До чего же день хороший.
Дождик вдруг полил с утра.
За работу нам пора!

Второй видеоролик

4. Взаимодействие с неметаллами

5. Взаимодействие со сложными веществами

1) Взаимодействие с оксидами неметаллов.

2) Взаимодействие с оксидами неметаллов.

Просмотр видеоролик взаимодействие с кислотными оксидами.

Применение воды.

Ни умыться, не напиться,
Без воды
Листику не распуститься
Без воды
Без воды прожить не могут
Птица, зверь и человек
И поэтому всегда
Всем везде нужна вода.

Что может быть привычнее для нас, чем вода? Это самое распространенное вещество на поверхности земли в природе. Жизнь человека во все времена самым тесным образом была связана с водой.

Работа с книгой

Используя рис.44 стр. 109. Дайте характеристику применению воды. Беседа.

Применение воды

Земледелие. Выращивание достаточного количества сельскохозяйственных культур на открытых засушливых землях требует значительных расходов воды, доходящих до 90 % в некоторых странах.

Питьё и приготовление пищи

Живое человеческое тело содержит от 50 % до 75 % воды, в зависимости от веса и возраста. Потеря организмом человека более 10 % воды может привести к смерти. В зависимости от температуры и влажности окружающей среды, физической активности и т.д. человеку нужно выпивать разное количество воды. Ведётся много споров о том, сколько воды нужно потреблять для оптимального функционирования организма.

Питьевая вода представляет собой воду из какого-либо источника, очищенную от микроорганизмов и вредных примесей. Пригодность воды для питья при её обеззараживании перед подачей в водопровод оценивается по количеству кишечных палочек на литр воды, поскольку кишечные палочки распространены и достаточно устойчивы к антибактериальным средствам, и если кишечных палочек будет мало, то будет мало и других микробов. Если кишечных палочек не больше, чем 3 на литр, вода считается пригодной для питья.

Растворитель

Вода является растворителем для многих веществ. Она используется для очистки как самого человека, так и различных объектов человеческой деятельности. Вода используется как растворитель в промышленности.

Теплоноситель

Среди существующих в природе жидкостей вода обладает наибольшей теплоёмкостью. Теплота её испарения выше теплоты испарения любых других жидкостей, а теплота кристаллизации уступает лишь аммиаку. В качестве теплоносителя воду используют в тепловых сетях, для передачи тепла по теплотрассам от производителей тепла к потребителям. Воду в качестве льда используют для охлаждения в системах общественного питания, в медицине. Большинство атомных электростанций используют воду в качестве теплоносителя.

Замедлитель. Во многих ядерных реакторах вода используется не только в качестве теплоносителя, но и замедлителя нейтронов для эффективного протекания цепной ядерной реакции. Также существуют тяжеловодные реакторы, в которых в качестве замедлителя используется тяжёлая вода.

Пожаротушение. В пожаротушении вода зачастую используется не только как охлаждающая жидкость, но и для изоляции огня от воздуха в составе пены.

Спорт. Многими видами спорта занимаются на водных поверхностях, на льду, на снегу и даже под водой. Это подводное плавание, хоккей, лодочные виды спорта, биатлон и др.

Гидроабразивная резка. Вода используется как инструмент для разрыхления, раскалывания и даже резки пород и материалов. Она используется в добывающей промышленности, горном деле и в производстве. Достаточно распространены установки по резке водой различных материалов: от резины до стали. Вода, выходящая под давлением несколько тысяч атмосфер способна разрезать стальную пластину толщиной несколько миллиметров, или более при добавлении абразивных частиц.

Смазка. Вода применяется как смазочный материал для смазки подшипников из древесины, пластиков, текстолита, подшипников с резиновыми обкладками и др. Воду также используют в эмульсионных смазках.

Слайды по бережному использованию воды.

Берегите эти земли, эти воды,
Даже малую былиночку любя.
Берегите всех зверей внутри природы.
Убивайте лишь зверей внутри себя!
Евгения Евтушенко

Приведите в систему все те знания, которые вы получили на уроке.

Закрепление

Закрепления знаний проведем дидактические игры. Учащиеся выполняют данный вид работы в индивидуальных листах.

1. Щелочи – это _(растворимые) основания

2. Вода взаимодействует с __(активными)_ металлами

3. С неактивными металлами вода _(не взаимодействует)_

4. Фенолфталеин меняет свою окраску в щелочах на (малиновую)

5. При взаимодействии воды с оксидами неметаллов образуются (кислоты)

6. Без воды человек может прожить __(три дня)__

7. Основания – это сложные вещества состоящие из металла и (гидроксильной группы ОН)

8. Вода распадается на (водород) _и (кислород)

Правильность выполнения задания осуществляется методом взаимопроверка, затем самопроверка. (слайд № 25)

Карточка-задание:

1. Формула воды – Н₂О.

3. Щелочи хорошо растворяются в воде.

4. Вода не имеет вкуса и запаха.

5. Вода – хороший растворитель.

6. В воде растворяется железный гвоздь.

7. Вода имеет вкус и запах.

8. Вода – летучая жидкость.

9. Вода может существовать в трех агрегатных состояниях.

10. медь не взаимодействует с водой.

11. основание можно определить фенолфталеином.

12. Вода при температуре +4°С 1г/см 3 .

Заполненные индивидуальные листы сдайте на проверку учителю.

Под действием электрического тока или при температуре выше 2000° C вода разлагается на простые вещества (водород и кислород).
Вода бурно взаимодействует с активными металлами с образованием щелочи (гидроксида) и водорода.
С некоторыми менее активными металлами вода может взаимодействовать при нагревании с образованием оксида и водорода.
Некоторые оксиды металлов и неметаллов способны вступать в реакции с водой. Первые образуют гидроксиды, вторые – кислоты.
Вода может вступать в реакции с некоторыми неметаллами.

Молекула воды состоит из атома кислорода и двух атомов водорода, присоединившихся к нему под углом 104,5°.

Угол 104,5° между связями в молекуле воды обусловливает рыхлость льда и жидкой воды и как следствие аномальную зависимость плотности от температуры. Именно поэтому крупные водоемы не промерзают до дна, что делает возможным существование в них жизни.

Физические свойства

ВОДА, ЛЁД И ПАР, соответственно жидкое, твердое и газообразное состояния химического соединения с молекулярной формулой Н ₂ О.

Благодаря сильному притяжению между молекулами у воды высокие температуры плавления (0°С) и кипения (100°С). Толстый слой воды имеет голубой цвет, что обусловливается не только ее физическими свойствами, но и присутствием взвешенных частиц примесей. Вода горных рек зеленоватая из-за содержащихся в ней взвешенных частиц карбоната кальция. Чистая вода – плохой проводник электричества. Плотность воды максимальна при 4°С она равна 1 г/см 3 . Лёд имеет меньшую плотность, чем жидкая вода и всплывает на её поверхность, что очень важно для обитателей водоёмов зимой.

Вода обладает исключительно большой теплоёмкостью, поэтому она медленно нагревается и медленно остывает. Благодаря этому водные бассейны регулируют температуру на нашей планете.

Химические свойства воды

Вода — весьма реакционноспособное вещество. При обычных условиях она взаимодействует со многими основными и кислотными оксидами, а также со щелочными и щелочноземельными металлами. Вода образует соединения – кристаллогидраты.

Под действием электрического тока вода разлагается на водород и кислород:

2H ₂ O электрический ток = 2H ₂ ↑+ O ₂ ↑

I. Взаимодействие воды с металлами

1). Взаимодействие с самыми активными металлами , находящимися в периодической системе в I(А) и I I(А) группах (щелочные и щелочноземельные металлы) и алюминий . В результате образуются основание и газ водород .

Щелочные металлы – это I(А) группа – Li, Na, K, Rb, Cs, Fr

Щелочноземельные металлы – это II(А) – Ca, Sr, Ba, Ra (Be, Mg не относятся)

Me + H ₂ O = Me(OH) _n + H ₂ (р. замещения)

Внимание! Алюминий и магний ведут себя также.

2) Взаимодействие с менее активными металлами , которые расположены в ряду активности от алюминия до водорода.

Металлы средней активности, стоящие в ряду активности до (Н ₂ ) – Be, Fe, Pb, Cr, Ni, Mn, Zn – реагируют с образованием оксида металла и водорода

Me + Н ₂ О = Ме _х О _у + Н ₂ (р. замещения)

Например, бериллий с водой образует амфотерный оксид: Be + H ₂ O = BeO + H ₂

3) Металлы, стоящие в ряду активности после водорода, не реагируют с водой.

Cu + H ₂ O ≠ нет реакции

(Валентность металла можно легко определить по ряду активности металлов, над их символом стоит значение, например, +2, это означает, что валентность этого металла равна 2) .

II. Взаимодействие воды c неметаллами

III. Взаимодействие с оксидами металлов

1). Взаимодействие с основными оксидами

С водой взаимодействуют только основные оксиды активных металлов, которые расположены в I(А) и II(А) группах, кроме Ве и Mg .

Реакция соединения протекает при обычных условиях, при этом образуется растворимое основание – щёлочь.

H ₂ O + ОКСИД МЕТАЛЛА = Ме(ОН) _n (р. соединения)

Ключевые слова конспекта: вода, физические и химические свойства воды, водные растворы.

Физические свойства воды

Чистая вода — прозрачная жидкость, без цвета, вкуса и запаха, плотность 1 кг/л, температура кипения 100 °С при 1 атм, температура плавления 0°С. У воды высокая удельная теплоемкость — 4,12 кДж/кг К), поэтому она долго нагревается и медленно остывает. У воды большая теплота испарения. На испарение 1 г воды требуется 2,25 кДж теплоты.

Атомы Н и О в молекуле воды соединены полярными ковалентными связями. На атоме водорода в молекуле Н₂О имеется небольшой положительный заряд δ+, а на атоме кислорода — небольшой отрицательный δ-. Поскольку молекула воды имеет уголковое строение, она представляет собой двухполюсную частицу — диполь: . Между молекулами воды существует межмолекулярная водородная связь: Н₂O ··· Н₂O.

Химические свойства воды

Вода реагирует со многими металлами по типу реакций замещения.

С наиболее активными металлами — от Li по Аl в ряду активности металлов при комнатной температуре протекают реакции замещения одного атома Н в молекуле Н₂O. С магнием реакция идет при нагревании, с алюминием — после снятия защитной оксидной пленки. В реакции образуются гидроксиды металлов — соединения, содержащие гидроксогруппу ОН, и водород:

2Li + 2Н₂O = 2LiOH + Н₂↑,
Са + 2Н₂O = Са(ОН)₂ + Н₂↑.

Менее активные металлы — Zn, Mo, W, Fe — взаимодействуют с водой при высокой температуре (400-600 °С). В этих реакциях образуются оксиды металлов и водород:

Zn + Н₂O = ZnO + Н₂↑,
3Fe + 4Н₂O = Fe₃O₄ + 4Н₂↑

Вода реагирует с оксидами активных металлов (реакция гидратации). При этом получаются растворимые в воде гидроксиды металлов — щелочи:

Na₂O + Н₂O = 2NaOH,
СаО + Н₂O = Са(ОН)₂.

Вода соединяется с оксидами многих неметаллов. При этом получаются растворимые в воде гидроксиды неметаллов — кислоты:

СO₂ + Н₂O = Н₂СO₃,
SO₃ + Н₂O = H₂SO₄.

Гидролиз — это обратимая реакция обмена, например соли с водой. При этом происходит расщепление молекул воды на Н и ОН, которые входят в состав двух новых веществ:

К₂СO₃ + Н₂O = КНСО₃ + КОН,
РСl₃ + ЗН₂O = Н₃РО₃ + ЗНСl.

Вода в жизнедеятельности человека. Водные растворы

Вода — жизненная среда всех живых организмов. Человек живет на суше, но его организм на 65-70% состоит из воды. Все процессы в живой клетке осуществляются в водной среде. В сутки человеку необходимо 2 л питьевой воды. Кроме того, вода нужна, чтобы варить пищу, стирать белье, умываться. Большие количества пресной воды расходуются в промышленности и сельском хозяйстве (растворитель). Отметим, что соленая вода морей и океанов для этих целей непригодна. Доля пресной воды в общих запасах воды на Земле составляет менее 3% от всех водных ресурсов.

Вода — химический реагент. Соединяясь с оксидами активных металлов, вода образует щелочи, а в реакциях с оксидами неметаллов дает кислоты — два больших и важных в деятельности человека класса веществ. Один из способов синтеза этилового спирта (этанола) C₂H₅OH — реакция этилена С₂Н₄ с водой:

Жесткость воды — это свойства воды, обусловленные содержанием в ней ионов Са 2+ , Mg 2+ , Fe 2+ . Если концентрация этих ионов велика, то воду называют жесткой, если мала — мягкой. При стирке с мылом в жесткой воде образуются осадки, часть мыла уходит в осадок и ухудшается качество ткани. Такая вода непригодна для охлаждения в радиаторах автомобилей, в паровых котлах и стиральных машинах. При нагревании жесткой воды образуется накипь, которая забивает трубы и ускоряет изнашивание механизмов. Различают временную и постоянную жесткость воды.

Временная или карбонатная жесткость вызвана присутствием растворенных гидрокарбонатов кальция Са(НСО₃)₂, магния Mg(HCO₃)₂ и железа Fe(HCO₃)₂. При кипячении воды гидрокарбонаты разлагаются с образованием осадка карбоната, и жесткость воды снижается:

Са(НСO₃)₂ = СаСО₃↓ + СO₂↓ + Н₂O,
Fe(HCO₃)₂ = FeCO₃↓ + CO₂↓ + Н₂O.

Другой способ устранения временной жесткости — действие известкового молока или соды:

Постоянная жесткость воды обусловлена присутствием в ней хлоридов, сульфатов и других растворимых солей кальция, магния и железа. Ее устраняют действием соды:

СаСl₂ + Na₂CO₃ = СаСO₃↓ + 2NaCl.

Водный раствор — разновидность раствора, в котором растворителем служит вода. Будучи превосходным растворителем, именно вода используется для приготовления большинства растворов в химии.

Вещества, которые плохо растворяются в воде, называют гидрофобными (‘боящимися воды’), а хорошо в ней растворяющиеся — гидрофильными (‘любящими воду’). Примером типичного гидрофильного соединения может служить хлорид натрия (поваренная соль).

Если вещество образует водный раствор, который хорошо проводит электрический ток, то он называется сильным электролитом; в противном случае — слабым.

Читайте также: