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

Видео "Взаимодействие оксидов металлов с водой"

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

Видео "Взаимодействие кислотных оксидов с водой"

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 =

Проверь себя!