Zato što je voda dobar rastvarač. glavni rastvarač. II. Poruka o temi i svrsi lekcije

Voda je univerzalni rastvarač prilagođen svakoj životnoj aktivnosti. Otapa gotovo sve tvari, posebno jonske i polarne spojeve. Jedinstvena udarna svojstva karakterizira visoka dielektrična konstanta. U prirodi voda sadrži puno tvari i spojeva koji su u nju na ovaj ili onaj način dospjeli.

Proces rastvaranja

Na prvi pogled, proces propadanja je jednostavan, ali njegova suština je mnogo složenija nego što izgleda. Zato postoje supstance koje su rastvorljive u vodi i nerastvorljive u drugim tečnostima. Stvaranje otopine povezano je s fizičkim procesima: difuzija opisuje samo ukapljivanje čestica kao rezultat miješanja. Hidratacija je proces kojim se formiraju hemijske veze između vode i dodane supstance.

Otapanje supstanci karakteriše:

hidratacija koja je nastupila;
promjena boje otopine;
toplotni efekti (pod određenim uslovima) itd. faktori.

Dokaz da je došlo do miješanja je promjena boje otopine. Na primjer, mješavina bakrenog sulfata (koji je u početku bijel) pretvara vodu u intenzivnu plavu boju. Ako su hemijska svojstva baza odgovorna za boju, tada je oslobađanje topline uzrokovano fizičkim uzrocima. Dakle, radi se o potpuno fizičko-hemijskom procesu.

Šta je rešenje

Rješenje - homogena smeša rastvaračima. Rastvorljive tvari se pod djelovanjem polarnih molekula vode razlažu u male čestice, kao rezultat toga, miješajući se do potpune homogenosti. Vodeni rastvori su bezbojni i obojeni, ali jedno je nepromenljivo - prozirne su, bez obzira na boju.

Nije važno dodajete li supstanci vodu ili je sipate. Takođe, proces će se odvijati postepeno i bez intervencije (mešanja), u nekim slučajevima će se formirati vidljivi talog. U drugim slučajevima, rastvor je obojen u boju dodane supstance, ali obavezno ostaje providan za svetlost.

Neotopljene tvari talože se na dno u gustom sloju pod pritiskom vode. Ili mogu ostati na površini u obliku neravnih čestica. Tečnosti formiraju slojeve jer imaju različite gustine sa vodom. Na primjer, biljno ulje formira film na površini.

Koje supstance su rastvorljive u vodi, a koje nisu?

Voda je zaista univerzalna i jedinstvena po svojim svojstvima. Ponekad je potrebno jače miješati da bi se postiglo potpuno uništenje čestica, ali većinom će voda erodirati sve spojeve. Međutim, postoje supstance koje nisu podložne ni njoj.

Postoji uvjet prema kojem količina vode mora biti veća kako bi se tvari raspršile, a ne taložile na dno. Na primjeru jestive soli: kada se doda velika količina, ona prestaje da se otapa i formira gust sloj nalik kamenu.

Osim toga, neke supstance se mogu prečistiti iz tečnosti, dok druge ne. Tako se, na primjer, živa otapa u vodi i proces prečišćavanja je nemoguć. Druge slične supstance koje se nalaze u svakodnevnom životu: kuhinjska i morska so, šećer bilo koje vrste, soda bikarbona, skrob. Oni su nevidljivi i imaju tendenciju da zaprljaju vodu, ali su čestice toliko male da jednostavno prolaze kroz filtraciju zajedno s otopinom. Rasute tvari poput pijeska ili gline se ne otapaju, pa se voda može filtrirati.

Klasifikacija sposobnosti prema supstancama:

Visoko rastvorljiv (alkohol, šećer, so (aka natrijum), većina alkalija i metalnih nitrata).
Slabo rastvorljiv (gips, bertolet so, benzol, metan, azot i kiseonik).
Praktično nerastvorljiv (plemeniti i poluplemeni metali, kerozin, brojna ulja, inertni gasovi, bakar sulfid).

Posebnu grupu čine vitamini rastvorljivi u mastima i vitamini rastvorljivi u vodi. Neophodni su za zdravlje ljudi, a zbog svoje sposobnosti rastvaranja, akumuliraju se u organizmu zbog sadržaja vode. Vodotopivi tip uključuje vitamine C, B1, B2, B3 (PP), B6, B12, folnu kiselinu, pantotensku kiselinu i biotin.

Stoga je voda kao rastvarač prilično jedinstvena. Lista složenih i nerastvorljivih supstanci je dovoljno kratka da govori o svestranosti vode kao rastvarača.

Nazad napred

Pažnja! Pregled slajda je samo u informativne svrhe i možda neće predstavljati puni obim prezentacije. Ako ste zainteresovani za ovaj rad, preuzmite punu verziju.

Svrha lekcije: proučavanje svojstava vode.

Ciljevi lekcije: dati predstavu o vodi kao otapalu, o rastvorljivim i nerastvorljivim supstancama; uvesti pojam "filter", sa najjednostavnijim načinima određivanja rastvorljivih i nerastvorljivih supstanci; pripremiti izvještaj na temu „Voda je rastvarač“.

Oprema i vizuelna pomagala: udžbenike, zbornike, sveske za samostalan rad; setovi: čaše prazne i sa prokuhanom vodom; kutije sa kuhinjskom solju, šećerom, riječnim pijeskom, glinom; kašičice, lijevci, filteri od papirnate salvete; gvaš (akvareli), kistovi i listovi za refleksiju; prezentacija napravljena u Power Pointu, multimedijalni projektor, platno.

TOKOM NASTAVE

I. Organizacioni momenat

U. Svi Dobro jutro! (Slajd 1)
Pozivam Vas na treći sastanak školskog naučnog kluba "Mi i svijet oko nas".

II. Poruka o temi i svrsi lekcije

Učitelju. Danas imamo goste, nastavnike iz drugih škola koji su došli na sastanak kluba. Predlažem predsedniku kluba, Porošini Anastasiji, da otvori sastanak.

Predsjedavajući. Danas smo se okupili na klupskom sastanku na temu “Voda je rastvarač”. Zadatak za sve prisutne je da pripreme izvještaj na temu „Voda je rastvarač“. U ovoj lekciji ponovo ćete postati istraživači svojstava vode. Ova svojstva ćete proučavati u svojim laboratorijama, uz pomoć "konsultanata" - Mihaila Makarenkova, Olesje Starkove i Julije Stenine. Svaka laboratorija će morati obaviti sljedeći zadatak: provesti eksperimente i opservacije, te na kraju sastanka razgovarati o planu za poruku "Voda - rastvarač".

III. Učenje novog gradiva

U. Uz dozvolu predsjedavajućeg, želio bih da dam prvo saopštenje. (Slajd 2) Istu sesiju na temu „Voda je rastvarač“ nedavno su održali učenici iz sela Mirny. Skup je otvorio Kostya Pogodin, koji je podsjetio sve prisutne na još jedno zadivljujuće svojstvo vode: mnoge tvari u vodi mogu se razgraditi na nevidljive sitne čestice, odnosno rastvoriti. Stoga je voda dobar rastvarač za mnoge supstance. Nakon toga, Masha je predložila provođenje eksperimenata i identificiranje načina na koje bi bilo moguće dobiti odgovor na pitanje otapa li se tvar u vodi ili ne.
U. Predlažem da na sastanku kluba utvrdite rastvorljivost u vodi supstanci kao što su kuhinjska so, šećer, rečni pesak i glina.
Pretpostavimo koja će se supstanca, po vašem mišljenju, otopiti u vodi, a koja neće. Izrazite svoje pretpostavke, nagađanja i nastavite tvrdnju: (Slajd 3)

U. Hajde da zajedno razmislimo koje ćemo hipoteze potvrditi. (Slajd 3)
Pretpostavimo ... (sol će se otopiti u vodi)
Recimo ... (šećer će se otopiti u vodi)
Možda ... (pijesak se neće otopiti u vodi)
Šta ako... (glina se neće otopiti u vodi)
U. Hajde, i mi ćemo provesti eksperimente koji će nam pomoći da to shvatimo. Prije rada, predsjedavajući će vas podsjetiti na pravila za provođenje eksperimenata i podijeliti kartice na kojima su ta pravila odštampana. (Slajd 4)
P. Pogledajte ekran na kojem su ispisana pravila.

"Pravila za izvođenje eksperimenata"

Sa svom opremom treba pažljivo rukovati. Mogu se ne samo slomiti, već se mogu i povrijediti.
Tokom rada ne možete samo sjediti, već i stajati.
Eksperiment izvodi jedan od učenika (govornik), ostali u tišini posmatraju ili mu, na zahtjev govornika, pomažu.
Razmjena mišljenja o rezultatima eksperimenta počinje tek nakon što govornik dozvoli da počne.
Morate razgovarati jedni s drugima tiho, ne uznemiravajući druge.
Prilazak stolu i mijenjanje laboratorijske opreme moguće je samo uz dozvolu predsjedavajućeg.

IV. Praktičan rad

U. Predlažem da predsjedavajući izabere „konsultanta“ koji će naglas pročitati iz udžbenika (str. 85) proceduru izvođenja prvog eksperimenta. (Slajd 5)

1) P. Potrošiti iskustvo sa solju. Provjerite da li se kuhinjska sol otapa u vodi.
"Konsultant" iz svake laboratorije uzima jedan od pripremljenih setova i izvodi eksperiment sa kuhinjskom solju. Prokuhana voda se sipa u prozirnu čašu. Sipajte malu količinu kuhinjske soli u vodu. Grupa posmatra šta se dešava sa kristalima soli i kuša vodu.
Predsjedavajući (kao u igri KVN) čita isto pitanje svakoj grupi, a predstavnici laboratorija odgovaraju na njih.
P.(Slajd 6) Da li se promijenila prozirnost vode? (Transparentnost nije promijenjena)
Je li se boja vode promijenila? (Boja se nije promijenila)
Da li se promenio ukus vode? (Voda je postala slana)
Možemo li reći da je sol nestala? (Da, nestala je, nestala, ne vidi se)
U. Napravite zaključak. (otopljena sol)(Slajd 6)

P. Molim sve da nastave sa drugim eksperimentom, za koji je potrebno koristiti filtere.
U.Šta je filter? (Uređaj, uređaj ili struktura za prečišćavanje tečnosti, gasova od čvrstih čestica, nečistoća.)(Slajd 7)
U. Pročitajte naglas proceduru za izvođenje eksperimenta filtera. (Slajd 8)
Učenici propuštaju vodu sa solju kroz filter, posmatraju i ispituju ukus vode.
P.(Slajd 9) Da li je ostalo soli na filteru? (Na filteru nema jestive soli)
Da li se promenio ukus vode? (Ukus vode se nije promenio)
Jeste li uspjeli ukloniti sol iz vode? (Kuhinja so propuštena kroz filter sa vodom)
U. Izvedite zaključak iz svojih zapažanja. (sol rastvorena u vodi)(Slajd 9)
U. Da li je vaša hipoteza potvrđena?
U. Sve je tačno! Dobro urađeno!
U. Rezultate eksperimenta pismeno upisati u Svesku za samostalni rad (str. 30). (Slajd 10)

2) P.(Slajd 11) Uradimo isto iskustvo opet, ali umesto soli stavite kašičicu granulirani šećer.
"Konsultant" iz svake laboratorije uzima drugi set i izvodi eksperiment sa šećerom. Prokuhana voda se sipa u prozirnu čašu. Sipajte malu količinu šećera u vodu. Grupa posmatra šta se dešava i ispituje ukus vode.
P.(Slajd 12) Da li se promijenila prozirnost vode? (Prozirnost vode se nije promijenila)
Je li se boja vode promijenila? (Boja vode se nije promijenila)
Da li se promenio ukus vode? (Voda je postala slatka)
Možemo li reći da je šećer nestao? (šećer je postao nevidljiv u vodi, voda ga je rastvorila)
U. Napravite zaključak. (šećer otopljen)(Slajd 12)

U. Provucite vodu sa šećerom kroz papirni filter. (Slajd 13)
Učenici propuštaju vodu sa šećerom kroz filter, posmatraju i ispituju ukus vode.
P.(Slajd 14) Da li je ostalo šećera na filteru? (šećer se ne vidi na filteru)
Da li se promenio ukus vode? (Ukus vode se nije promenio)
Jeste li uspjeli očistiti vodu od šećera? (Voda se nije mogla prečistiti od šećera, zajedno sa vodom prošla je kroz filter)
U. Napravite zaključak. (šećer rastvoren u vodi)(Slajd 14)
U. Da li je hipoteza potvrđena?
U. U redu. Dobro urađeno!
U. Rezultate eksperimenta pismeno zapisati u bilježnicu za samostalan rad. (Slajd 15)

3) P.(Slajd 16) Provjerimo izjave i ponašanje iskustvo riječnog pijeska.
U. Pročitati postupak izvođenja eksperimenta u udžbeniku.
Eksperimentirajte s riječnim pijeskom. Razmutite kašičicu rečnog peska u čaši vode. Ostavite smjesu da odstoji. Posmatrajte šta se dešava sa zrncima peska i vode.
P.(Slajd 17) Da li se promijenila prozirnost vode? (Voda je postala mutna, prljava)
Je li se boja vode promijenila? (Boja vode se promijenila)
Jesu li zrna nestala? (Teža zrna pijeska tonu na dno, dok manja plutaju u vodi, čineći je zamućenom)
U. Napravite zaključak. (Pjesak se nije otopio)(Slajd 17)

U.(Slajd 18) Provucite sadržaj čaše kroz papirni filter.
Učenici propuštaju vodu sa šećerom kroz filter, posmatraju.
P.(Slajd 19) Šta prolazi kroz filter, a šta ostaje na njemu? (Voda prolazi kroz filter, ali riječni pijesak ostaje na filteru i zrnca pijeska su jasno vidljiva)
Je li voda očišćena od pijeska? (Filter pomaže u čišćenju vode od čestica koje se u njoj ne otapaju)
U. Napravite zaključak. (Rečni pesak se nije rastvorio u vodi)(Slajd 19)
U. Da li je vaša pretpostavka o rastvorljivosti peska u vodi bila tačna?
U. Odlično! Dobro urađeno!
U. Rezultate eksperimenta pismeno zapisati u bilježnicu za samostalan rad. (Slajd 20)

4) P.(Slajd 21) Uradite isti eksperiment sa komadom gline.
Eksperimentišite sa glinom. Umiješajte komad gline u čašu vode. Ostavite smjesu da odstoji. Posmatrajte šta se dešava sa glinom i vodom.
P.(Slajd 22) Da li se promijenila prozirnost vode? (Voda se zamutila)
Je li se boja vode promijenila? (da)
Da li su čestice gline nestale? (Teže čestice tonu na dno, dok manje plutaju u vodi, čineći je zamućenom)
U. Napravite zaključak. (Glina se nije rastvorila u vodi)(Slajd 22)

U.(Slajd 23) Provucite sadržaj čaše kroz papirni filter.
P.(Slajd 24) Šta prolazi kroz filter, a šta ostaje na njemu? (Voda prolazi kroz filter, a neotopljene čestice ostaju na filteru.)
Da li je voda očišćena od gline? (Filter je pomogao očistiti vodu od čestica koje se nisu otopile u vodi)
U. Napravite zaključak. (Glina se ne otapa u vodi)(Slajd 24)
U. Da li je hipoteza potvrđena?
U. Dobro urađeno! Sve je tačno!

U. Molim jednog od članova grupe da pročita zaključke upisane u svesci svima prisutnima.
U. Ima li neko neke dopune ili pojašnjenja?
U. Izvucimo zaključke iz eksperimenata. (Slajd 25)
Da li su sve supstance rastvorljive u vodi? (So, granulirani šećer otopljen u vodi, ali pijesak i glina se nisu otopili.)
Da li je uvijek moguće koristiti filter kako bi se utvrdilo da li je supstanca rastvorljiva u vodi ili ne? (Tvari rastvorene u vodi prolaze kroz filter zajedno sa vodom, dok čestice koje se ne otapaju ostaju na filteru)

U. O rastvorljivosti supstanci u vodi pročitajte u udžbeniku (str. 87).

U. Opišite svojstva vode kao rastvarača. (Voda je rastvarač, ali se u njoj ne otapaju sve supstance)(Slajd 25)

U. Savjetujem članovima kluba da pročitaju priču u antologiji „Voda je rastvarač“ (str. 46). (Slajd 26)
Zašto naučnici još nisu bili u mogućnosti da dobiju apsolutno čistu vodu? (Zato što su stotine, možda hiljade različitih supstanci otopljene u vodi)

U. Kako ljudi koriste svojstvo vode za otapanje određenih tvari?
(Slajd 27) Voda bez ukusa postaje slatka ili slana zbog šećera ili soli, kako se voda rastvara i dobija njihov ukus. Osoba koristi ovo svojstvo kada priprema hranu: kuva čaj, kuva kompot, supe, soli i čuva povrće, priprema džem.
(Slajd 28) Kada peremo ruke, peremo ili se kupamo, kada peremo odeću koristimo tečnu vodu i njena svojstva rastvaranja.
(Slajd 29) Gasovi, posebno kiseonik, takođe se otapaju u vodi. Zahvaljujući tome, ribe i drugi žive u rijekama, jezerima, morima. U dodiru sa zrakom voda otapa kisik, ugljični dioksid i druge plinove koji se nalaze u njoj. Za žive organizme koji žive u vodi, kao što su ribe, kiseonik rastvoren u vodi je veoma važan. Treba im da dišu. Da se kiseonik ne otopi u vodi, tada bi vodena tijela bila beživotna. Znajući to, ljudi ne zaboravljaju oksigenirati vodu u akvariju u kojem žive ribe, ili izrezati rupe u ribnjacima zimi kako bi poboljšali život pod ledom.
(Slajd 30) Kada slikamo vodenim bojama ili gvašom.

U. Obratite pažnju na zadatak napisan na tabli. (Slajd 31) Predlažem da se napravi plan kolektivnog govora na temu „Voda je rastvarač“. Razgovarajte o tome u svojim laboratorijama.
Slušanje planova na temu „Voda je rastvarač“ koje su sastavili učenici.
U. Hajdemo svi zajedno smisliti plan. (Slajd 31)

Približni plan govora na temu "Voda je rastvarač"

Uvod.
Otapanje supstanci u vodi.
Zaključci.
Ljudi koriste svojstvo vode da rastvara određene supstance.

Izlet u "Izložbenu dvoranu".(Slajd 32)

U. Prilikom pripreme izvještaja možete koristiti dodatnu literaturu koju su odabrali momci, asistenti govornika na temu našeg sastanka. (Skrenuti pažnju učenika na izložbu knjiga, internet stranice)

V. Sažetak lekcije

Koje je svojstvo vode ispitivano na sastanku kluba? (Svojstvo vode kao rastvarača)
Do kakvog smo zaključka došli ispitujući ovo svojstvo vode? (Voda je dobar rastvarač za neke supstance.)
Mislite li da je teško biti istraživač?
Šta je izgledalo najteže, najzanimljivije?
Da li će vam znanje stečeno tokom proučavanja ovog svojstva vode biti od koristi u kasnijem životu? (Slajd 33) (Vrlo je važno zapamtiti da je voda rastvarač. Voda otapa soli, među kojima ima i korisnih i štetnih za ljude. Stoga ne možete piti vodu sa izvora ako ne znate da li je čista. Nije Uzalud ljudi imaju poslovicu: Nije svaka voda dobra za piće.

VI. Refleksija

Kako koristimo svojstvo vode da otapa određene supstance na časovima likovne kulture? (Kada slikamo vodenim bojama ili gvašom)
Predlažem vam da, koristeći ovo svojstvo vode, obojite vodu u čaši u boju koja najviše odgovara vašem raspoloženju. (Slajd 34)
"Žuta boja" - radosna, vedra, dobro raspoložena.
"Zelena boja" - mirna, uravnotežena.
"Plava boja" - tužno, tužno, turobno raspoloženje.
Pokažite svoje listove vode u boji u čaši.

VII. Evaluacija

Zahvaljujem se predsjedavajućem, "konsultantima" i svim učesnicima sastanka na njihovom aktivnom radu.

VIII. Zadaća

Pojava vode na planeti Zemlji je prvi i najvažniji korak ka nastanku života. I u budućnosti nastavlja da igra ulogu supstance, bez koje ništa živo ne može postojati. Razlog tome je što je voda univerzalni rastvarač u kojem se odvijaju svi najvažniji biohemijski procesi živih organizama. Ova jedinstvena i svestrana supstanca savršeno otapa i organske i neorganske supstance, oksidira gotovo sve metale i uništava najtvrđe stijene. Svi hemijski procesi se odvijaju u vodi velikom brzinom, a jedinjenja koja nastaju u ovom procesu su veoma složena. Još jedno jedinstveno svojstvo vode je da ostaje tečna u prilično velikom temperaturnom rasponu - od 0 do 100°C, a to su upravo temperature koje se najčešće nalaze na Zemlji.

Jednom riječju – kada bismo bili suočeni sa zadatkom da „poguramo“ razvoj života na nekoj planeti, prvo što bismo trebali učiniti bilo bi stvaranje vode.

Danas naučnici poznaju više od 175 prirodnih i umjetno stvorenih vrsta vode i oko 200 vrsta leda. Svi oni imaju različita, često izvanredna svojstva i na različite načine utiču na procese koji se odvijaju u živim organizmima. Sastav ove supstance je skoro uvek isti, ali otopljen, opružan, "magnetizovan", "živ" i "mrtav", jonizovan, "čvrst", "želeast", "gumeni", "klizav", "suv". ", "viskozna", "bogojavljenska" i mnoge druge vrste vode razlikuju se jedna od druge ponekad čak i više od različitih hemijskih spojeva.

Ako u vodu dodate malu količinu specijalnih polimernih spojeva, ona će postati "klizava": čelična kugla u takvoj vodi tone na dno posude 2,5 puta brže nego u običnoj vodi. Takva voda je neophodna za gašenje požara.

Male doze nekih silicijumskih jedinjenja čine vodu "suvom". Postoji čak i "gumena" voda, koja se, umjesto da izlije iz nagnute posude, izvlači u gustu elastičnu vrpcu.

I još jedno nevjerovatno svojstvo vode - ima "pamćenje"! Struktura ove supstance nije tako jednostavna kao što se čini na prvi pogled. Prvo, molekule vode imaju i pozitivne i negativne električne naboje i sićušni su "magneti" koji se mogu orijentirati u prostoru na različite načine. Osim toga, molekuli vode mogu formirati "zajednice" - nazivaju se klasteri. Takve "zajednice", koje broje nekoliko stotina molekula, pretvaraju vodu u svojevrsni polimer i doprinose tome da voda, takoreći, "pamti" informacije o svim procesima koji su joj se dogodili. Količina "memorije" vode daleko premašuje memorijski kapacitet najsofisticiranijih elektronskih uređaja za skladištenje podataka koje je stvorio čovjek.

Jedna od manifestacija "pamćenja" vode je da je u stanju zadržati svojstva otopine neko vrijeme čak i nakon što u njoj ne ostane niti jedan molekul otopljene tvari.

I danas je voda jedna od najvećih misterija prirode. Čovjek se time bavio hiljadama godina, ali struktura vode je nauka otkrila sasvim nedavno, a ova istraživanja su daleko od završetka. Glavna tajna vode leži u sposobnosti njenih molekula da se samoorganiziraju. Klasteri vode uključuju do 912 molekula, osim toga, strukture nalik kristalnim rešetkama, koje uključuju do 57 molekula, mogu se formirati u tekućoj vodi. Neki grozdovi se ne pretvaraju u led čak ni na temperaturama ispod -150 °C. Dakle, u vodi na bilo kojoj temperaturi istovremeno postoje "organizirani" i "neorganizirani" dijelovi. Ovo vjerovatno objašnjava raznolikost njegovih svojstava.

Voda- najčešća supstanca na Zemlji, pokriva otprilike četiri petine zemljine površine. To je jedino hemijsko jedinjenje koje u prirodi postoji kao tečnost, čvrsta materija (led) i gas (vodena para). Voda igra vitalnu ulogu u industriji, svakodnevnom životu iu laboratorijskoj praksi; apsolutno je neophodno za održavanje života. Otprilike dvije trećine ljudsko tijelo su voda, a mnoge namirnice se prvenstveno sastoje od vode.

Struktura i fizička svojstva vode. IN Italijanski hemičar Stanislav Cannizzaro iz 1860-ih, istražujući organska jedinjenja koja sadrže -OH grupe, koje je on nazvao hidroksil, konačno je utvrđeno da voda ima formulu H 2 0.

Voda je kovalentno molekularno jedinjenje. O-N veza kovalentna polarna; ugao--104,5°. Kisik, kao elektronegativniji atom (elektronegativnost je sposobnost da privuče ukupnu gustinu elektrona na sebe kada se formira veza), povlači elektronsku gustoću koja se dijeli s atomom vodika prema sebi I stoga nosi djelomični negativni naboj; atomi vodonika, od kojih je pomjerena elektronska gustina, nose djelomično pozitivan naboj. Dakle, molekul vode jeste dipol, one. ima pozitivno i negativno nabijene regije. Voda je bistra, bezbojna tečnost sa brojnim anomalnim svojstvima. fizička svojstva. Na primjer, ona ima abnormalnost visoke temperature smrzavanje i ključanje, kao i površinski napon. Rijetka karakteristika vode je da je njena gustina u tečnom stanju na 4°C veća od gustine leda. Zbog toga led pluta na površini vode. Ova anomalna svojstva vode objašnjavaju se postojanjem vodoničnih veza u njoj, koje povezuju molekule u tekućem i čvrstom stanju. Voda ne provodi dobro struja, ali postaje dobar provodnik ako se u njemu rastvore čak i male količine jonskih supstanci.

Hemijska svojstva vode

1. Kiselo-bazne reakcije. Voda ima amfoterično svojstva. To znači da može djelovati i kao kiselina i kao baza. Ona amfoterna svojstva zbog sposobnosti vode da se samojonizuje:

Ovo omogućava vodi da bude, s jedne strane, akceptor protona, a s druge strane donor protona:

2. Redox reakcije. Voda ima sposobnost da djeluje kao oksidant, kao i u ulozi redukciono sredstvo. On oksidira metale koji se nalaze u elektrohemijskom nizu napona iznad kalaja. Na primjer, u reakciji između natrijuma i vode

odvija se sljedeći proces oksidacije:

U ovoj reakciji voda igra ulogu redukcijskog sredstva:

Drugi primjer slične reakcije je interakcija između magnezija i vodene pare:

Voda djeluje kao oksidant u procesima korozije. Na primjer, jedan od procesa koji se dešavaju kada željezo zarđa je sljedeći:

Voda je važan redukcijski agens u biohemijskim procesima. Na primjer, neke faze ciklusa limunska kiselina uključuju obnavljanje vode:

Ovaj proces prijenosa elektrona također je od velike važnosti u redukciji organskih jedinjenja fosfata tokom fotosinteze. Ciklus limunske kiseline i fotosinteza su složeni procesi koji uključuju niz uzastopnih procesa hemijske reakcije. U oba slučaja, procesi prijenosa elektrona koji se dešavaju u njima još uvijek nisu u potpunosti razjašnjeni.

3.Hidratacija. Molekuli vode su sposobni da rastvore i katione i anjone. Ovaj proces se zove hidratacija. Hidrirana voda u kristalima soli naziva se voda kristalizacije. Molekule vode su obično povezane s kationom koji solvatiraju koordinacijskim vezama. Sadržaj hidratantne vode je naznačen u formuli supstance: CuS0 4 4H 2 0.
4. Hidroliza. Hidroliza je reakcija jona ili molekula s vodom. Primjer reakcija ovog tipa bila bi reakcija između klorovodika i vode da nastane hlorovodonična kiselina. Drugi primjer je hidroliza gvožđe(III) hlorida:

5. Interakcija sa oksidima aktivnih metala: CaO + H 2 0 =

6. Interakcija sa oksidima nemetala: P 2 0 5 + H 2 0 \u003d 2HP0 3.

Voda se široko koristi kao rastvarač u hemikalijama

tehnologiji, kao iu laboratorijskoj praksi. To je univerzalni rastvarač neophodan za nastanak biohemijskih reakcija. Činjenica je da voda savršeno otapa ionska jedinjenja, kao i mnoga kovalentna jedinjenja. Sposobnost vode da dobro otapa mnoge supstance je zbog polariteta njenih molekula, koji su, kada se jonske supstance rastvore u vodi, orijentisane oko jona, tj. solvati ih. Vodeni rastvori jonskih supstanci su elektroliti. Rastvorljivost kovalentnih spojeva u vodi ovisi o njihovoj sposobnosti da formiraju vodikove veze s molekulima vode. Jednostavna kovalentna jedinjenja kao što su sumpor-dioksid, amonijak i hlorovodonik otapaju se u vodi. Kiseonik, dušik i ugljični dioksid su slabo topljivi u vodi. Mnoga organska jedinjenja koja sadrže atome elektronegativnih elemenata, kao što su kiseonik ili azot, rastvorljiva su u vodi. Kao primjer ističemo etanol C 2 H 5 OH, sirćetnu kiselinu CH3COOH, šećer Ci 2 H 22 0 6. Prisustvo nehlapljivih otopljenih tvari u vodi, kao što su natrijum hlorid ili šećer, snižava pritisak pare i tačku smrzavanja vode, ali podiže njenu tačku ključanja. Prisustvo rastvorljivih soli kalcijuma i magnezijuma u vodi (tvrdoća vode) otežava njeno korišćenje u tehnološkim procesima.

Krutost voda se deli na privremeni (karbonatni, zbog prisustva kalcijum bikarbonata Ca (HC0 3) 2

i magnezijum Mg (NHOS) 2) i trajno (nekarbonatno) rigidnost. Prema GOST R 52029-2003, tvrdoća se izražava u stupnjevima tvrdoće (° W), što odgovara koncentraciji zemnoalkalnog elementa, numerički jednako "/2 njegovog mola, izraženo u mg / dm 3 (g / m 3) Voda se razlikuje po vrijednosti ukupne tvrdoće soft(do 2 mg-eq/l), srednje tvrdoće(2-10 meq/l) i tvrd(više od 10 mg-eq/l).

Tvrdoća vode iz površinskih izvora značajno varira tokom cijele godine; maksimalna je na kraju zime, minimalna - tokom perioda poplava (na primjer, tvrdoća vode Volge u martu je 4,3 mg-eq / l, u maju - 0,5 mg-eq / l). U podzemnim vodama tvrdoća je obično veća (do 80–100 mg-eq/l) i manje se mijenja tokom godine.

Rastvorljivost gasova u vodi zavisi od temperature i parcijalnog pritiska gasa iznad vode: što je niža temperatura i što je veći parcijalni pritisak gasa iznad vode, veća je koncentracija gasa u tečnosti.

Rastvorljivost većine čvrstih materija raste sa porastom temperature. Kada se čvrsta materija otapa, odvijaju se dva procesa:

1) proces razaranja kristalne rešetke. Ovaj proces zahtijeva energiju, tako je endotermni",
2) proces stvaranja hidrata (solvata) teče oslobađanjem energije.

Ukupna toplota rastvaranja je zbir toplota ova dva procesa, tako da se rastvaranje može odvijati i sa povećanjem i sa smanjenjem temperature.

Rješenje naziva se homogenim (homogenim) sistemom koji se sastoji od dvije ili više komponenti. Bitne komponente otopine su rastvarač i otopljena supstanca, kao što je šećer otopljen u vodi. Jedan rastvarač može sadržavati nekoliko otopljenih tvari. Na primjer, kada se priprema marinada, šećer, sol i octena kiselina se otapaju u vodi. Solutes sa istim agregatnim stanjem komponenti, obično se razmatraju komponente koje su u manjku, dok se smatra komponenta koja je u višku. rastvarač. Uz različita agregatna stanja komponenti rastvora, otapalo se obično smatra komponentom čije se agregatno stanje poklapa sa agregatnim stanjem rastvora. Na primjer, u slučaju tekućih otopina čvrstih tvari i plinova, otapalo se uvijek smatra tekućom komponentom, bez obzira na koncentraciju otopljenih tvari. Ako se za pripremu rastvora koriste dve tečnosti, otapalo je onaj u višku. Ako se za pripremu otopine koristi voda, tada je rastvarač voda.

Voda je jedno od najčešćih jedinjenja na Zemlji. To nije samo u rijekama i morima; Svi živi organizmi takođe sadrže vodu. Život je nemoguć bez nje. Voda je dobar rastvarač (u njoj se lako otapaju različite supstance). Životinjski i biljni sok sastoje se prvenstveno od vode. Voda postoji zauvek; neprestano se kreće iz tla u atmosferu i organizme i obrnuto. Više od 70% zemljine površine prekriveno je vodom.

Šta je voda

Vodeni ciklus

Voda rijeka, mora, jezera neprestano isparava, pretvarajući se u sitne kapljice vodene pare. Kapi se skupljaju i formiraju, iz kojih voda pada na tlo u obliku kiše. Ovo je ciklus vode u prirodi. U oblacima se para hladi i vraća na zemlju u obliku kiše, snijega ili grada. Otpadne vode iz kanalizacije i tvornica se prečišćavaju, a zatim ispuštaju u more.

Vodena stanica

Riječna voda obavezno sadrži nečistoće, pa se mora pročistiti. Voda ulazi u rezervoare, gdje se taloži i čvrste čestice talože na dno. Voda zatim prolazi kroz filtere koji zadržavaju sve preostale čvrste materije. Voda curi kroz slojeve čistog šljunka, pijeska ili aktivni ugljen gde se čisti od prljavštine i čvrstih nečistoća. Nakon filtriranja, voda se tretira hlorom kako bi se ubile patogene bakterije, nakon čega se pumpa u rezervoare i isporučuje u stambene zgrade i fabrike. Prije otpadne vode ide na more, treba ga očistiti. U postrojenju za prečišćavanje vode prolazi kroz filtere koji hvataju prljavštinu, a zatim se pumpa u septičke jame, gdje se čvrste čestice moraju taložiti na dno. Bakterije uništavaju ostatke organskih tvari, razgrađujući ih u bezopasne komponente.

Prečišćavanje vode

Voda je dobar rastvarač, pa obično sadrži nečistoće. Možete prečistiti vodu sa destilacija(vidi članak ""), ali više efikasan metodčišćenje - deionizacija(odsoljavanje). Joni su atomi ili molekuli koji su izgubili ili dobili elektrone i, kao rezultat toga, primili pozitivan ili negativan naboj. Za deionizaciju, supstanca tzv jonski izmjenjivač. Ima pozitivno nabijene jone vodonika (H+) i negativno nabijene hidroksidne jone (OH-). Kada kontaminirana voda prođe kroz jonski izmjenjivač, nečistoće se zamjenjuju vodoničnim i hidroksidnim jonima iz ionskog izmjenjivača. Ioni vodika i hidroksida se kombinuju i formiraju nove molekule vode. Voda koja je prošla kroz jonski izmjenjivač više ne sadrži nečistoće.

Voda kao rastvarač

Voda je odlično otapalo, mnoge tvari se lako otapaju u njoj (vidi također članak ""). Zato se čista voda rijetko nalazi u prirodi. U molekuli vode, električni naboji su malo razdvojeni, jer se atomi vodika nalaze na jednoj strani molekule. Zbog toga se jonska jedinjenja (jedinjenja sastavljena od jona) tako lako rastvaraju u njemu. Joni su nabijeni i molekuli vode ih privlače.

Voda, kao i svi rastvarači, može otopiti samo ograničenu količinu tvari. Otopina se naziva zasićena kada otapalo ne može otopiti dodatni dio tvari. Obično se količina tvari koju otapalo može otopiti povećava s zagrijavanjem. Šećer se lakše rastvara u vrućem kodu nego u hladnom. Šumeća pića su vodeni difuzori ugljičnog dioksida. Što je veća velika količina gas je u stanju da apsorbuje rastvor. Stoga, kada otvorimo limenku pića i time smanjimo pritisak, ugljični dioksid izlazi iz pića. Kada se zagrije, topljivost plinova se smanjuje. U 1 litru riječne i morske vode obično je otopljeno oko 0,04 grama kisika. Ovo je dovoljno za alge, ribe i druge stanovnike mora i rijeka.

tvrda voda

Tvrda voda sadrži minerale iz stijene kroz koje teče voda. U takvoj vodi sapun se slabo pjeni, jer reaguje sa mineralima i stvara ljuspice. Postoje dvije vrste tvrde vode; razlika između njih je u vrsti otopljenih minerala. Vrsta minerala otopljenih u vodi ovisi o vrsti stijena kroz koje voda teče (vidi sliku). Privremena tvrdoća vode nastaje kada krečnjak reaguje sa kišnicom. Krečnjak je nerastvorljivi kalcijum karbonat, a kišnica je slaba otopina ugljične kiseline. Kiselina reaguje sa kalcijum karbonatom i formira bikarbonat, koji se otapa u vodi i očvršćava.

Kada voda proključa ili ispari uz privremenu tvrdoću, neki od minerala se talože, formirajući kamenac na dnu kotla ili stalaktiti i stalagmite u pećini. Voda konstantne tvrdoće sadrži i druga jedinjenja kalcijuma i magnezijuma, kao što je gips. Ovi minerali se ne talože kada se prokuvaju.

Omekšavanje vode

Minerale koji otežavaju vodu možete ukloniti dodavanjem sode za pranje u otopinu ili jonskom izmjenom, što je proces sličan deionizaciji vode tokom pročišćavanja. Supstanca koja sadrži ione natrijuma koji se u vodi izmjenjuju s ionima kalcija i magnezija. U ionskom izmjenjivaču tvrda voda prolazi zeolita- supstanca koja sadrži natrijum. U zeolitu su joni kalcija i magnezija pomiješani sa jonima natrijuma, koji ne daju tvrdoću vodi. Soda za pranje je natrijum karbonat. U tvrdoj vodi reaguje sa jedinjenjima kalcijuma i magnezijuma. Rezultat su nerastvorljiva jedinjenja koja ne stvaraju ljuspice.

Zagađenje vode

Kada neprečišćena voda iz fabrika i domova uđe u mora i rijeke, dolazi do zagađenja vode. Ako je u vodi previše otpada, bakterije koje se razgrađuju organski se razmnožavaju i troše gotovo sav kisik. U takvoj vodi opstaju samo patogene bakterije koje mogu živjeti u vodi bez kisika. Kada se nivo rastvorenog kiseonika u vodi smanji, ribe i biljke umiru. U vodu dospevaju i smeće, pesticidi i nitrati iz đubriva, otrovnih - olovo, živa. Otrovne tvari, uključujući metale, ulaze u tijelo riba, a iz njih - u tijela drugih životinja, pa čak i ljudi. Pesticidi ubijaju mikroorganizme i životinje, narušavajući prirodnu ravnotežu. Đubrivo sa njiva i deterdženti koji sadrže fosfate, ulazeći u vodu, uzrokuju pojačan rast biljaka. Biljke i bakterije koje se hrane mrtvim biljkama uzimaju kisik, smanjujući njegov sadržaj u vodi.

Kratak opis uloge vode za organizme

Voda je najvažnije neorgansko jedinjenje bez kojeg je život nemoguć. Ova supstanca je takođe najvažniji deo, i igra veliku ulogu kao spoljašnji faktor za sva živa bića.

Na planeti Zemlji voda se nalazi u tri agregatna stanja: gasovito (pare u, tečno (voda u i maglovita u atmosferi) i čvrsto (voda u glečerima, santi leda, itd.). Formula pare vode je H 2 O , tekući (H 2 O) 2 (na T = 277 K) i (H 2 O) n - za čvrstu vodu (kristali leda), gdje je n = 3, 4, ... (ovisno o temperaturi - niža temperatura je veća vrijednost n). Molekule vode se spajaju u čestice formule (H 2 O) n kao rezultat formiranja posebnih hemijskih veza zvanih vodonik; takve čestice se nazivaju asociati; zbog formiranja asociata , nastaju labavije strukture od tekuće vode, pa se na temperaturi ispod 277 K gustina vode, za razliku od drugih supstanci, ne povećava, već se smanjuje, kao rezultat toga, led pluta na površini tekuće vode, a duboki rezervoari rade ne smrzavaju do dna, pogotovo jer voda ima nisku toplotnu provodljivost. Ovo je od velike važnosti za organizme koji žive u vodi - ne umiru u velikim mrazima i preživljavaju tokom zimske hladnoće do povoljnijih temperaturnih uslova.

Prisustvo vodoničnih veza određuje visok toplotni kapacitet vode, što omogućava život na površini Zemlje, jer prisustvo vode pomaže da se smanji temperaturna razlika danju i noću, kao i zimi i ljeti, jer kada se hladi , voda se kondenzuje i oslobađa se toplota, a kada se zagreva, voda isparava, na kidanje vodoničnih veza se troši i površina Zemlje se ne pregreva.

Molekuli vode formiraju vodikove veze ne samo među sobom, već i sa molekulima drugih supstanci (ugljikohidrati, proteini, nukleinske kiseline), što je jedan od razloga za nastanak kompleksa. hemijska jedinjenja, usled čijeg formiranja je moguće postojanje posebne supstance - žive supstance koja formira razne.

Ekološka uloga vode je ogromna i ima dva aspekta: ona je i vanjski (prvi aspekt) i unutrašnji (drugi aspekt) okolišni faktor. Kao eksterno faktor životne sredine voda je dio abiotskih faktora (vlažnost, stanište, komponenta klima i mikroklima). Kao unutrašnji faktor, voda igra važnu ulogu unutar ćelije i unutar tijela. Razmotrite ulogu vode unutar ćelije.

U ćeliji voda obavlja sljedeće funkcije:

1) okolina u kojoj se nalaze sve organele ćelije;

2) rastvarač za neorganske i organske materije;

3) okruženje za nastanak različitih biohemijskih procesa;

4) katalizator reakcija razmene između neorganskih supstanci;

5) reagens za procese hidrolize, hidratacije, fotolize i dr.;

6) stvara određeno stanje ćelije, kao što je turgor, koji ćeliju čini elastičnom i mehanički čvrstom;

7) obavlja funkciju izgradnje, koja se sastoji u tome što je voda dio različitih ćelijskih struktura, kao što su membrane i sl.;

8) jedan je od faktora koji objedinjuje sve ćelijske strukture u jedinstvenu celinu;

9) stvara električnu provodljivost medijuma, pretvarajući neorganska i organska jedinjenja u rastvoreno stanje, izazivajući elektrolitičku disocijaciju jonskih i visoko polarnih jedinjenja.

Uloga vode u organizmu je da:

1) obavlja transportnu funkciju, jer pretvara tvari u rastvorljivo stanje, a rezultirajuća rješenja zbog različitih sila (na primjer, osmotskog pritiska itd.) prelaze iz jednog organa u drugi;

2) obavlja provodnu funkciju zbog činjenice da tijelo sadrži otopine elektrolita sposobne da provode elektrohemijske impulse;

3) vezuje se zajedno pojedinačna tijela i organskih sistema zbog prisustva posebnih supstanci (hormona) u vodi, pri čemu vrše humoralnu regulaciju;

4) jedna je od supstanci koje regulišu telesnu temperaturu tela (voda u vidu znoja se oslobađa na površinu tela, isparava, zbog čega se toplota apsorbuje i telo se hladi);

5) je dio prehrambeni proizvodi itd.

Gore je opisan značaj vode izvan tijela (stanište, regulator temperature okoliša, itd.).

Za organizme, slatka voda igra važnu ulogu (sadržaj soli manji od 0,3%). U prirodi hemijski čista voda praktično ne postoji, najčistija je kišnica iz ruralnih područja, udaljenih od velikih naselja. Voda sadržana u slatkovodnim tijelima - rijekama, barama, slatkim jezerima - pogodna je za organizme.