Урок №31. Физические и химические свойства воды. Применение воды
ВОДА
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 Н2О.
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/см3. 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:
2H2O электрический ток= 2H2↑+ O2↑
Видео "Электролиз воды"
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 + H2O = Me(OH)n + H2 (р. замещения)
Внимание! Алюминий и магний ведут себя также.
Алюминий: 2Al + 6H2O = 2Al(OH)3+3H2
Магний (в горячей воде): Mg + 2H2O =t°C= Mg(OH)2+H2
2) Взаимодействие с менее активными металлами, которые расположены в ряду активности от алюминия до водорода.
Металлы средней активности, стоящие в ряду активности до (Н2) – Be, Fe, Pb, Cr, Ni, Mn, Zn – реагируют с образованием оксида металла и водорода
Me + Н2О = МехОу + Н2 (р. замещения)
Например, бериллий с водой образует амфотерный оксид: Be + H2O = BeO + H2
3) Металлы, стоящие в ряду активности после водорода, не реагируют с водой.
Cu + H2O ≠ 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
Cl2 + H2O = HCl + HClO
C + H2O =t°С = CO + H2
Si + 2H2O =t°С = SiO2 + 2H2
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.
H2O + ОКСИД МЕТАЛЛА = Ме(ОН)n (р. соединения)
Na2O + H2O = 2NaOH
BaO + H2O = Ba(OH)2
Al2O3 + H2O ≠ нет реакции
BeO + H2O ≠ нет реакции
MgO + H2O ≠ нет реакции
2) Взаимодействие кислотных оксидов с водой.
Кислотные оксиды реагируют с водой все. Исключение составляет только SiO2.
При этом образуются кислородсодержащие кислоты (см. таблицу кислот). Во всех кислотах на первом месте расположен водород, поэтому уравнение реакции записывают так:
H2O + ОКСИД НЕМЕТАЛЛА = Hn A (р. соединения)
Внимание! SiO2 + H2O ≠ нет реакции
Таблица кислородсодержащих кислот и соответствующих им ангидридов.
АНГИДРИД, химическое соединение, полученное из другого соединения путем удаления воды. Таким образом, триоксид серы (SО3) является ангидридом серной кислоты (H2SO4).
Задание для закрепления:
Закончить уравнения практически осуществимых реакций, назвать продукты реакции
CaO + H2O =
SO2 + H2O =
Li + H2O =
Cu + H2O =
ZnO + H2O =
Al + H2O =
Ba + H2O =
K2O + H2O =
Mg + H2O =
N2O5 + H2O =