DEFINICJA

Woda– tlenek wodoru to dwuskładnikowy związek o charakterze nieorganicznym.

Formuła - H 2 O. Masa molowa - 18 g / mol. Może występować w trzech stanach skupienia - ciekłym (woda), stałym (lód) i gazowym (para).

Właściwości chemiczne wody

Najpopularniejszym rozpuszczalnikiem jest woda. W roztworze wody panuje równowaga, dlatego woda nazywana jest amfolitem:

H 2 O ↔ H + + OH - ↔ H 3 O + + OH -.

Pod wpływem prądu elektrycznego woda rozkłada się na wodór i tlen:

H 2 O \u003d H 2 + O 2.

W temperaturze pokojowej woda rozpuszcza aktywne metale, tworząc zasady, a także uwalniany jest wodór:

2H 2 O + 2Na \u003d 2NaOH + H 2.

Woda może oddziaływać ze związkami fluoru i interhalogenu, a w drugim przypadku reakcja przebiega w niskich temperaturach:

2H 2 O + 2F 2 \u003d 4HF + O 2.

3H 2 O + IF 5 \u003d 5 HF + HIO 3.

Sole utworzone przez słabą zasadę i słaby kwas ulegają hydrolizie po rozpuszczeniu w wodzie:

Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 ↓ + 3H 2 S.

Woda jest zdolna do rozpuszczania niektórych substancji, metali i niemetali po podgrzaniu:

4H 2 O + 3Fe \u003d Fe 3 O 4 + 4H 2;

H 2 O + C ↔ CO + H 2.

Woda w obecności kwasu siarkowego wchodzi w reakcje oddziaływania (hydratacji) z nienasyconymi węglowodorami - alkenami z tworzeniem nasyconych alkoholi jednowodorotlenowych:

CH2 \u003d CH2 + H2O → CH3-CH2-OH.

Właściwości fizyczne wody

Woda jest przezroczystą cieczą (i.n.o.). Moment dipolowy wynosi 1,84 D (ze względu na silną różnicę elektroujemności tlenu i wodoru). Woda ma największą pojemność cieplną spośród wszystkich substancji w stanie skupienia w stanie ciekłym i stałym. Ciepło właściwe topnienia wody wynosi 333,25 kJ/kg (0 C), parowanie 2250 kJ/kg. Woda jest zdolna do rozpuszczania substancji polarnych. Woda ma wysokie napięcie powierzchniowe i ujemny elektryczny potencjał powierzchniowy.

Zdobywanie wody

Wodę uzyskuje się w wyniku reakcji neutralizacji, tj. reakcje między kwasami i zasadami:

H 2 SO 4 + 2KOH \u003d K 2 SO 4 + H 2 O;

HNO3 + NH4OH = NH4NO3 + H2O;

2CH 3 COOH + Ba(OH) 2 = (CH 3 COO) 2 Ba + H 2 O.

Jednym ze sposobów pozyskiwania wody jest redukcja metali wodorem z ich tlenków:

CuO + H2 \u003d Cu + H2O.

Przykłady rozwiązywania problemów

PRZYKŁAD 1

Zadanie	Ile wody należy nabrać, aby z 20% roztworu kwasu octowego przygotować 5% roztwór?
Rozwiązanie	Zgodnie z definicją ułamka masowego substancji 20% roztwór kwasu octowego to 80 ml rozpuszczalnika (wody) o 20 g kwasu, a 5% roztwór kwasu octowego to 95 ml rozpuszczalnika (woda ) 5 g kwasu. Zróbmy proporcję: x = 20 × 95 / 5 = 380. Tych. nowy roztwór (5%) zawiera 380 ml rozpuszczalnika. Wiadomo, że początkowy roztwór zawierał 80 ml rozpuszczalnika. Dlatego, aby uzyskać 5% roztwór kwasu octowego z 20% roztworu, należy dodać: 380-80 = 300 ml wody.
Odpowiedź	Potrzebujesz 300 ml wody.

PRZYKŁAD 2

Zadanie	Podczas spalania materii organicznej o masie 4,8 g powstało 3,36 litra dwutlenku węgla (N.O.) i 5,4 g wody. Gęstość materii organicznej w przeliczeniu na wodór wynosi 16. Wyznacz wzór materii organicznej.
Rozwiązanie	Masy molowe dwutlenku węgla i wody obliczone za pomocą D.I. Mendelejew - odpowiednio 44 i 18 g/mol. Oblicz ilość substancji produktów reakcji: n(CO2) \u003d V (CO2) / Vm; n (H2O) \u003d m (H2O) / M (H2O); n (CO 2) \u003d 3,36 / 22,4 \u003d 0,15 mola; n (H 2 O) \u003d 5,4 / 18 \u003d 0,3 mol. Biorąc pod uwagę, że skład cząsteczki CO 2 ma jeden atom węgla, a skład cząsteczki H 2 O ma 2 atomy wodoru, ilość substancji i masa tych atomów będzie równa: n(C) = 0,15 mola; n(H) = 2x0,3 mola; m(C) = n(C) × M(C) = 0,15 × 12 = 1,8 g; m(H) \u003d n (H) × M (H) \u003d 0,3 × 1 \u003d 0,3 g. Ustalmy, czy w składzie materii organicznej jest tlen: m(O) \u003d m (C x H y O z) - m (C) - m (H) \u003d 4,8 - 0,6 - 1,8 \u003d 2,4 g. Ilość substancji atomów tlenu: n(O) \u003d 2,4 / 16 \u003d 0,15 mola. Następnie n(C): n(H): n(0) = 0,15:0,6:0,15. Podziel przez najmniejszą wartość, otrzymujemy n (C): n (H): n (O) \u003d 1: 4: 1. Dlatego wzór materii organicznej to CH 4 O. Masa molowa materii organicznej obliczona za pomocą tabela pierwiastków chemicznych DI Mendelejew - 32 g/mol. Masa molowa materii organicznej obliczona na podstawie jej gęstości wodoru: M (C x H y O z) \u003d M (H 2) × D (H 2) \u003d 2 × 16 \u003d 32 g / mol. Jeśli wzory materii organicznej pochodzącej z produktów spalania i stosując gęstość dla wodoru różnią się, to stosunek mas molowych będzie większy niż 1. Sprawdźmy to: M(CxHyOz) / M(CH4O) = 1. Dlatego formuła materii organicznej to CH 4 O.
Odpowiedź	Formuła materii organicznej to CH 4 O.

Woda (tlenek wodoru) to dwuskładnikowy związek nieorganiczny o wzorze chemicznym H 2 O. Cząsteczka wody składa się z dwóch atomów wodoru i jednego tlenu, które są połączone wiązaniem kowalencyjnym.

Nadtlenek wodoru.

Fizyczne i chemiczne właściwości

Właściwości fizyczne i chemiczne wody są zdeterminowane chemiczną, elektronową i przestrzenną strukturą cząsteczek H 2 O.

Atomy H i O w cząsteczce H2O znajdują się na stabilnych stopniach utlenienia, odpowiednio +1 i -2; dlatego woda nie wykazuje wyraźnych właściwości utleniających lub redukujących. Uwaga: w wodorkach metali wodór jest na stopniu utlenienia -1.

Cząsteczka H 2 O ma strukturę kanciastą. Wiązania H-O bardzo polarny. Na atomie O występuje nadmiar ładunku ujemnego, a na atomach H nadmiar ładunku dodatniego. Ogólnie cząsteczka H 2 O jest polarna, tj. dipol. To wyjaśnia fakt, że woda jest dobrym rozpuszczalnikiem dla substancji jonowych i polarnych.

Obecność nadmiernych ładunków na atomach H i O, a także niewspólnych par elektronów przy atomach O powoduje powstawanie wiązań wodorowych między cząsteczkami wody, w wyniku czego łączą się one w asocjaty. Istnienie tych współpracowników tłumaczy anomalnie wysokie wartości mp. itp. kip. woda.

Wraz z powstawaniem wiązań wodorowych wynikiem wzajemnego oddziaływania cząsteczek H 2 O na siebie jest ich samojonizacja:
w jednej cząsteczce występuje heterolityczne pęknięcie polarnego Połączenia O-N, a uwolniony proton łączy się z atomem tlenu innej cząsteczki. Powstały jon hydroksoniowy H 3 O + jest zasadniczo uwodnionym jonem wodorowym H + H 2 O, dlatego równanie samojonizacji wody jest uproszczone w następujący sposób:

H 2 O ↔ H + + OH -

Stała dysocjacji wody jest niezwykle mała:

Wskazuje to, że woda bardzo nieznacznie dysocjuje na jony, a zatem stężenie niezdysocjowanych cząsteczek H 2 O jest prawie stałe:

W czystej wodzie [H + ] = [OH - ] = 10 -7 mol / l. Oznacza to, że woda jest bardzo słabym elektrolitem amfoterycznym, który w zauważalnym stopniu nie wykazuje właściwości kwasowych ani zasadowych.
Jednak woda działa silnie jonizująco na rozpuszczone w niej elektrolity. Pod wpływem dipoli wody polarne wiązania kowalencyjne w cząsteczkach substancji rozpuszczonych zamieniają się w jonowe, jony ulegają uwodnieniu, wiązania między nimi ulegają osłabieniu, co powoduje dysocjację elektrolityczną. Na przykład:
HCl + H 2 O - H 3 O + + Cl -

(silny elektrolit)

(lub z wyłączeniem hydratacji: HCl → H + + Cl -)

CH 3 COOH + H 2 O ↔ CH 3 COO - + H + (słaby elektrolit)

(lub CH 3 COOH ↔ CH 3 COO - + H +)

Zgodnie z teorią kwasów i zasad Bronsteda-Lowry'ego w tych procesach woda wykazuje właściwości zasady (akceptor protonów). Zgodnie z tą samą teorią woda działa jak kwas (donor protonów) w reakcjach np. z amoniakiem i aminami:

NH 3 + H 2 O ↔ NH 4 + + OH -

CH 3 NH 2 + H 2 O ↔ CH 3 NH 3 + + OH -

Reakcje redoks z udziałem wody

I. Reakcje, w których woda pełni rolę utleniacza

Reakcje te są możliwe tylko z silnymi środkami redukującymi, które są w stanie zredukować jony wodorowe wchodzące w skład cząsteczek wody do wolnego wodoru.

1) Interakcja z metalami

a) W normalnych warunkach H 2 O oddziałuje tylko z alkaliami. i ziem alkalicznych. metale:

2Na + 2H + 2 O \u003d 2NaOH + H 0 2

Ca + 2H + 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 0 2

b) W wysokich temperaturach H 2 O reaguje również z niektórymi innymi metalami, na przykład:

Mg + 2H + 2 O \u003d Mg (OH) 2 + H 0 2

3Fe + 4H + 2O \u003d Fe2O4 + 4H 0 2

c) Al i Zn wypierają H2 z wody w obecności zasad:

2Al + 6H + 2 O + 2NaOH \u003d 2Na + 3H 0 2

2) Interakcja z niemetalami o niskim EO (reakcje zachodzą w trudnych warunkach)

C + H + 2 O \u003d CO + H 0 2 („gaz wodny”)

2P + 6H + 2O \u003d 2HPO 3 + 5H 0 2

W obecności zasad krzem wypiera wodór z wody:

Si + H + 2 O + 2NaOH \u003d Na 2 SiO 3 + 2H 0 2

3) Interakcja z wodorkami metali

NaH + H + 2 O \u003d NaOH + H 0 2

CaH 2 + 2H + 2 O \u003d Ca (OH) 2 + 2H 0 2

4) Interakcja z tlenkiem węgla i metanem

CO + H + 2 O \u003d CO 2 + H 0 2

2CH 4 + O 2 + 2H + 2 O \u003d 2CO 2 + 6H 0 2

Reakcje są wykorzystywane w przemyśle do produkcji wodoru.

II. Reakcje, w których woda działa jako czynnik redukujący

Reakcje te są możliwe tylko przy użyciu bardzo silnych środków utleniających, które są zdolne do utleniania tlenu CO CO -2, będącego częścią wody, do wolnego tlenu O 2 lub do anionów nadtlenkowych 2-. W wyjątkowym przypadku (w reakcji z F 2) tlen tworzy się z c o. +2.

1) Interakcja z fluorem

2F 2 + 2 H 2 O -2 \u003d O 0 2 + 4HF

2F 2 + H 2 O -2 \u003d O +2 F 2 + 2HF

2) Interakcja z tlenem atomowym

H 2 O -2 + O \u003d H 2 O - 2

3) Interakcja z chlorem

Przy wysokim T następuje reakcja odwracalna

2Cl 2 + 2 H 2 O -2 \u003d O 0 2 + 4HCl

III. Reakcje wewnątrzcząsteczkowego utleniania - redukcja wody.

Pod wpływem prądu elektrycznego lub wysoka temperatura woda może zostać rozłożona na wodór i tlen:

2H + 2O -2 \u003d 2H 0 2 + O 0 2

Rozkład termiczny jest procesem odwracalnym; stopień rozkładu termicznego wody jest niski.

Reakcje hydratacji

I. Hydratacja jonów. Jony powstałe podczas dysocjacji elektrolitów w roztworach wodnych przyłączają pewną liczbę cząsteczek wody i występują w postaci jonów uwodnionych. Niektóre jony tworzą tak silne wiązania z cząsteczkami wody, że ich hydraty mogą istnieć nie tylko w roztworze, ale także w stanie stałym. Wyjaśnia to powstawanie krystalicznych hydratów, takich jak CuSO4 · 5H 2 O, FeSO 4 · 7H 2 O itp., a także kompleksów wodnych: CI 3 , Br 4 , itp.

II. Hydratacja tlenków

III. Hydratacja związków organicznych zawierających wiązania wielokrotne

Reakcje hydrolizy

I. Hydroliza soli

Hydroliza odwracalna:

a) według kationu soli

Fe 3+ + H 2 O \u003d FeOH 2+ + H +; (środowisko kwaśne. pH

b) przez anion soli

CO 3 2- + H 2 O \u003d HCO 3 - + OH -; (środowisko alkaliczne. pH > 7)

c) przez kation i anion soli

NH 4 + + CH 3 COO - + H 2 O \u003d NH 4 OH + CH 3 COOH (środowisko zbliżone do neutralnego)

Nieodwracalna hydroliza:

Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 ↓ + 3H 2 S

II. Hydroliza węglików metali

Al 4 C 3 + 12 H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 ↓ + 3CH 4 netan

CaC 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + C 2 H 2 acetylen

III. Hydroliza krzemków, azotków, fosforków

Mg 2 Si + 4 H 2 O \u003d 2 Mg (OH) 2 ↓ + SiH 4 silan

Ca 3 N 2 + 6H 2 O \u003d ZCa (OH) 2 + 2NH 3 amoniak

Cu 3 P 2 + 6H 2 O \u003d ZCu (OH) 2 + 2PH 3 fosfina

IV. Hydroliza halogenów

Cl2 + H2O \u003d HCl + HClO

Br 2 + H 2 O \u003d HBr + HBrO

V. Hydroliza związków organicznych

Klasy substancji organicznych	Produkty hydrolizy (organiczne)
Halogenalkany (halogenki alkilowe)
Halogenki arylowe
Dihaloalkany	Aldehydy lub ketony
Alkoholany metali
Halogenki kwasu karboksylowego	kwasy karboksylowe
Bezwodniki kwasów karboksylowych	kwasy karboksylowe
Estry kwasów karboksylowych	Kwasy karboksylowe i alkohole
	Gliceryna i wyższe kwasy karboksylowe
Di- i polisacharydy	Monosacharydy
Peptydy i białka	α-Aminokwasy
Kwasy nukleinowe

Najważniejszymi pochodnymi tlenu są jego związki z wodorem – woda H2O i H2O2.
Rozważ oba związki, a przede wszystkim najczęstszy z nich - wodę.

W pracy omówiono budowę cząsteczki wody oraz polarny charakter wiązania między atomami wodoru i tlenu. woda wynosi 18. W stanie gazowym (w postaci pary) woda jest lżejsza od powietrza, którego średnia wynosi 29. Jednak w normalnych warunkach woda jest cieczą o znacznie większej gęstości. Wynika to z faktu, że cząsteczki wody są połączone (skojarzone) ze sobą oprócz specjalnego rodzaju wiązania - wiązania wodorowego.

Wiązanie wodorowe jest tak nazwane, ponieważ koniecznie wymaga obecności jonu wodorowego. W cząsteczce wody, w której wspólne pary elektronów są silnie przesunięte w kierunku tlenu, atomy wodoru są praktycznie pozbawione elektronów i reprezentują gołe jądro. Takie jądro (dla wodoru jest to proton) jest przyciągane przez powłoki elektronowe atomów tlenu sąsiednich cząsteczek i tworzy się wiązanie między cząsteczkami. W przeciwieństwie do innych typów wiązań chemicznych, wskazanych przez myślniki we wzorach strukturalnych, wiązanie wodorowe jest oznaczone linią przerywaną.

Wiązanie wodorowe różni się od wiązania chemicznego. Jest znacznie słabsza od poprzedniej. Jednak wiązania wodorowego nie można uznać za wiązanie międzycząsteczkowe, jest ono znacznie silniejsze.
Wiązanie wodorowe może zachodzić nie tylko między cząsteczkami wody. Często występuje w materii organicznej.

■ 30. Wyjaśnij mechanizm powstawania wiązania wodorowego.
31. Wypisz znane Ci rodzaje wiązań chemicznych.
32. Według jakiego rodzaju wiązania chemicznego zbudowana jest cząsteczka wody?
33. Co spowodowało asocjację cząsteczki wody?

Przez właściwości fizyczne Woda jest bezbarwną, pozbawioną smaku i zapachu cieczą.
Woda ma największą gęstość (1 g/cm3) przy 4°. Wraz ze wzrostem i spadkiem temperatury gęstość wody spada (więc lód unosi się na wodzie). Temperatura topnienia lodu przy 0° i temperatura wrzenia wody przy 100° to główne punkty na skali temperatury w stopniach Celsjusza. Woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem cieczy, gazów i ciał stałych. Woda jest bardzo słabym przewodnikiem elektryczności. Ciepło właściwe wody jest największenajwiększy spośród wszystkich substancji stałych i płynnych.

Woda w naturze

Woda jest bardzo rozpowszechniona w przyrodzie. Około 3/4 powierzchni Globus zajęty wodą. Są to oceany, morza, lądowe wody słodkie płynące, jeziora słodkie i słone, lodowce, wody gruntowe, para wodna; stale obecne w atmosferze w większych lub mniejszych ilościach, a także woda krystalizacyjna, która wchodzi w skład hydratów krystalicznych.

Ponieważ woda jest dobrym rozpuszczalnikiem, różne substancje są zawsze zawarte w wodzie naturalnej w postaci rozpuszczonej. Woda morska zawiera wiele różnych soli w stanie rozpuszczonym, w tym NaCl, siarczan magnezu MgSO4 itp., które nadają jej gorzkawo-słony smak. Wody gruntowe przepływające przez skały rozpuszczają się w różny sposób, a te wypływające na powierzchnię roztwory nazywane są źródłami mineralnymi.

Na Kaukazie jest szczególnie dużo źródeł mineralnych. Z wody źródeł dwutlenku węgla poprawiają się i. W tych wodach pod ciśnieniem rozpuszcza się dwutlenek węgla. Wody siarkowe w Matsesta i Piatigorsku są zimne i gorące, zawierają i. Kąpiele siarkowodorowe obniżają ciśnienie krwi, poprawiają pracę serca. Żelazne wody Zheleznovodsk, Lipieck są zalecane do przyjmowania Inside z anemią. Wody wapienne Kisłowodzka są wykorzystywane w chorobach nerek, wody ciepłych źródeł Transbaikalia i Turkiestan są wykorzystywane w w naturze do kąpieli z ogólnym osłabieniem organizmu, chorobami nerwowymi, chorobami skóry itp.

Jeśli wody gruntowe znajdują się w pobliżu centrów aktywności wulkanicznej, woda wypływa na powierzchnię gorąca w postaci tzw. gejzerów. Uważa się, że w głębi skorupy ziemskiej znajduje się ogromna ilość gorącej wody. Może być wykorzystany jako bardzo tanie źródło energii cieplnej.

Życie na ziemi, które znamy teraz, zaczęło się od wody, jest środowiskiem życia organizmów wodnych, ale to; Jest absolutnie niezbędny dla wszystkich żywych organizmów, które nie mogą istnieć bez wody. Protoplazma każdej komórki to roztwór koloidalny białko w wodzie. Ciało ludzkie zawiera 65% wody. Jeśli organizm człowieka traci 20% wody, zmiany zachodzące w komórkach stają się nieodwracalne i człowiek umiera. Bez jedzenia człowiek może żyć 30-40 dni, a bez wody - nie dłużej niż 7 dni. Życie roślinne bez wody jest również niemożliwe. Woda dla roślin zielonych jest niezbędnym składnikiem do fotosyntezy.

■ 34. W jakim stanie i gdzie występuje woda w przyrodzie? Zapisz to w zeszycie.

35. Czym są źródła mineralne, skład ich wody, jakie jest zastosowanie w medycynie?

Właściwości chemiczne wody

Woda jest obojętnym tlenkiem. Woda jest niezwykle słabym elektrolitem, który dysocjuje zgodnie ze schematem:
H2O ⇄ H + + OH -
Niektóre z najbardziej aktywnych (Na, K, Ca, Ba, Al) mogą wypierać się z wody:
2Na + 2Н2O = 2NaOH + H2
2Na + 2Н + + 2OH - = 2Na + + 2OH - + H2
2Na + 2H + = 2Na + + H2
Gorąca woda rozkłada się z uwolnieniem wodoru i tworzeniem się kamienia:
3Fe + 4Н2O = Fe3O5 + 4Н2

para przegrzana

Pierwiastki, które mają silniejsze właściwości utleniające niż np. wypierają z wody:
Cl 0 2 + H2O -2 = 2HCl -1 +
Cl 0 2 + 2 mi- → 2Cl -1
O -2 - 2 mi— → O 0
Gorący węgiel rozkłada wodę, tworząc gaz wodny, który jest głównie mieszaniną wodoru i tlenku węgla.
C + H2O \u003d CO + H2
Woda może reagować z tlenkami zasadowymi i kwasowymi, tworząc zasady i kwasy, g Wydzielanie ciepła podczas rozpuszczania w wodzie zasad żrących i kwasu siarkowego tłumaczy się również reakcjami chemicznymi dodawania wody zachodzącymi między wodą a tymi substancjami.

Woda może reagować z solami, tworząc krystaliczne hydraty. Na przykład siarczan miedzi, który ma kolor niebieski, jest produktem połączenia białego siarczanu miedzi z wodą zgodnie z równaniem:
CuSO4 + 5H2O = CuSO4 = 5H2O + Q

Woda jest substancją bardzo odporną chemicznie, ale może rozkładać się pod wpływem prądu elektrycznego.

Woda aktywnie wchodzi w reakcje hydrolizy ze złożonymi substancjami nieorganicznymi i organicznymi.

■ 36. Dlaczego woda jest klasyfikowana jako obojętny tlenek?
37. Czy wyrażenie „sód rozpuszcza się w wodzie” jest całkiem poprawne?
38. Napisz równania reakcji oddziaływania tlenków zasadowych i kwasowych z wodą. Które z poniższych nie reaguje z wodą?
39. W jakim celu woda poddawana jest elektrolizie?
40. Woda reaguje z solami, tworząc krystaliczne hydraty. Napisz równanie reakcji tworzenia krystalicznego hydratu. Jaki inny rodzaj interakcji jest możliwy między wodą a solami?
41. 9,2 g sodu umieszczono w naczyniu z 200 g wody. Jaka substancja powstała w tym przypadku? Czy jest rozpuszczalny? Jeśli jest rozpuszczalny, jakie jest jego stężenie procentowe w otrzymanym roztworze?
42. Do 50 g 30% kwasu siarkowego dodano 5 g bezwodnika siarkowego. Jakie jest stężenie kwasu siarkowego?
43. Wśród wymienionych we właściwościach wody wskaż te, które można wykorzystać do produkcji wodoru.
44. Jaką objętość wodoru można uzyskać przez oddziaływanie 5 kg żelaza z parą przegrzaną, jeśli pochodzi 10% masy żelaza idzie do skali, a 20% powstałego wodoru jest tracone?
45. Ile tlenku miedzi można zredukować wodorem otrzymanym w poprzednim zadaniu?

Woda będąca częścią kryształów nazywana jest wodą krystalizacyjną. Jest chemicznie związany z substancją i nadaje kryształowi odpowiednie właściwości. Na przykład miedziany kynopoc, CuSO4 · 5H2O w postaci krystalicznego hydratu z pięcioma cząsteczkami wody ma jasnoniebieski kolor, który traci po kalcynacji z powodu usunięcia wody krystalizacyjnej (ryc. 45). Naturalny CaSO4 · 2H2O wydziela jedną cząsteczkę wody po lekkim podgrzaniu, zamieniając się w związek o składzie 2CaSO4 · H2O, zwany gipsem półwodnym. Ten ma zdolność „chwytania”, tj. po zmieszaniu z wodą przyłącza do siebie brakującą cząsteczkę wody i zestala się, tworząc dwuhydrat CaSO4 2H2O:
2CaSO4 H2O + 3H2O = 2(CaSO4 2H2O)
Reakcja ta znalazła szerokie zastosowanie w medycynie przy nakładaniu opatrunków gipsowych.
Jeśli jednak gips jest kalcynowany do całkowitego usunięcia wody
CaSO4 2H2O2= CaSO4 + 2H2O

Ryż. 45. Odwodnienie siarczanu miedzi 1 - siarczan miedzi 2 - woda uwalniana podczas ogrzewania

wtedy reakcja staje się nieodwracalna i woda nie łączy się już z siarczanem wapnia.
Hydraty krystaliczne to związki chemiczne soli z wodą. Są klasyfikowane jako związki złożone. Wiele innych krystalicznych hydratów można nazwać, na przykład solą glaubera
Na2SO4 10H2O, siarczan żelaza FeSO4 7H2O itp.

■ 46. ​​​​Ile wody i krystalicznego hydratu Na2SO4 10H2O należy zużyć do przygotowania 200 g 3% roztworu siarczanu sodu?
47. Alkohol bezwodny jest używany w laboratorium do alkoholu absolutnego, z którym alkohol gotuje się, aż zmieni kolor na niebieski. Jaka reakcja ma miejsce? O ile wzrośnie waga 25 g siarczanu miedzi, jeśli założymy, że 75% siarczanu zamieniło się w siarczan miedzi?
Jaki procent wody zawierał alkohol, jeśli 150 g alkoholu poddano absolutnej.
48. 20 a FeSO4 7H2O 180 g wody rozpuszczono. Jakie jest stężenie powstałego roztworu?
49. Co to jest gips dwuwodny, gips półwodny? Jakie są ich zastosowania w medycynie?
50. Jaka woda nazywa się wodą krystalizacyjną?

Sposoby oczyszczania wód naturalnych

Naturalna woda nie zawsze spełnia wszystkie wymagania, jakie stawiają jej ludzie. Dlatego woda jest traktowana w różny sposób do różnych celów.
Woda pitna powinna być częsta, czysta, bezwonna i wolna od bakterii chorobotwórczych. Naturalna woda przeznaczona do picia trafia do stacji uzdatniania wody wodociągu miejskiego, gdzie oka przechodzi przez system oczyszczalni (ryc. 46). Najpierw przechodzi przez metalowe filtry, aby

oczyszczanie z zanieczyszczeń mechanicznych, następnie trafia do osadników, gdzie stopniowo osadzają się drobne cząstki go zanieczyszczające. W celu przyspieszenia ich osadzania do osadników dodawany jest zazwyczaj koagulant - substancja powodująca koagulację i osadzanie się zawiesin i cząstek koloidalnych. Jako koagulant stosuje się chlorek glinu AlCl3 lub siarczan glinu Al2(SO4)3.

Ryż. 46. System oczyszczalni stacji uzdatniania wody. 1-filtr; 2-sump; 3 miksery; 4 - pompowanie; 5 - ssanie wody; 6 - chlorowanie; 7 - osad; 8 - dodatek ałunu.

Po osadzeniu woda jest filtrowana przez piasek, węgiel kostny i filtry tkaninowe, po czym pozostają w niej rozpuszczalne sole i mikroorganizmy, wśród których mogą być bakterie chorobotwórcze. Aby je zniszczyć, do wody dodaje się trochę wody chlorowej w ilości, która zabija bakterie, ale jest nieszkodliwa dla ludzi. Następnie woda dostaje się do tzw. zbiorników. czysta woda, gdzie jest przechowywany przez jakiś czas, aby w pełni zamanifestować działanie chloru. Oczyszczona woda jest dostarczana do odbiorców rurociągiem.

Na obszarach wiejskich woda zwykle nie przechodzi tak złożonego systemu oczyszczania, lecz pobierana jest bezpośrednio ze studni lub innych naturalnych zbiorników. Taką wodę trzeba przegotować, a w przypadku masywnych chorób przewodu pokarmowego dodać mała ilość roztwór wybielacza.

Ryż. 47.
1- kolba Wurtza z wodą; 2-wodna lodówka Liebig: 3 - wzdłuż; 4-naczynie-odbiornik na wodę destylowaną; 5 - termometr.

Woda destylowana jest wykorzystywana w laboratoriach chemicznych i medycynie. W celu całkowitego usunięcia soli woda jest destylowana w tak zwanych kostkach destylacyjnych. Zasadę destylacji wody można zaobserwować w warunkach laboratoryjnych (ryc. 47). Woda wrze w kolbie. Powstała para przez rurkę wylotową gazu wchodzi do chłodnicy wody Liebiga 2, gdzie para skrapla się i przepływa przez wypust 3 do naczynia odbiorczego 4. Otrzymaną wodę nazywa się destylowaną. W ogóle nie zawiera soli i używanie go do picia jest szkodliwe. Destylator jest ustawiony zgodnie z tą samą zasadą (ryc. 48).

Ryż. 48.

■ 51. Co to jest destylacja iw jakim celu jest używana woda destylowana? 52. Jakie są wymagania? woda pitna? 53. Jak można oczyścić wodę: a) z zanieczyszczeń mechanicznych; b) z rozpuszczonych soli; c) z cząstek koloidalnych?

§ 54. Nadtlenek wodoru

jest tlenkiem bogatszym w tlen niż woda. Wzór nadtlenku to H2O2, ale nie oznacza to, że jest on jednowartościowy w tym związku. W cząsteczce nadtlenku wodoru znajduje się jedna wspólna para elektronów między dwoma atomami tlenu. Połączone w ten sposób atomy tlenu zawarte są nie tylko w nadtlenku wodoru, ale także w każdym innym nadtlenku i nazywane są „łańcuchem nadtlenkowym”

Obecność łańcucha nadtlenkowego sprawia, że ​​cząsteczka jest niestabilna. Rzeczywiście, przy najbardziej nieistotnych wpływach - przechowywaniu w oświetlonym pomieszczeniu, ogrzewaniu, działaniu katalizatora MnO2 - nadtlenek wodoru rozkłada się, zamieniając w wodę, z uwolnieniem tlenu
2H2O2 = 2H2O + O2
Tej reakcji może towarzyszyć eksplozja.
30% roztwór nadtlenku wodoru nazywa się perhydrolem.

W kontakcie ze skórą może spowodować poważne oparzenia. Siatka ma gęstość 1,46 g/s3 i temperaturę zamarzania -1,7°. Roztwór nadtlenku wodoru ma odczyn kwaśny, co pozwala uważać go za bardzo słaby kwas dwuzasadowy.
Niektóre nadtlenki metali, takie jak Na2O2; BaO2 można uznać nie tylko za, ale także za rodzaj soli nadtlenku wodoru. Z tych związków można otrzymać nadtlenek wodoru poprzez działanie silniejszego kwasu:
BaO2 + H2SO4 = BaSO4 + H2O2

Zachowanie nadtlenku wodoru w reakcjach redoks omówiono w § 32. Podczas interakcji z substancjami organicznymi nadtlenek wodoru zachowuje się podobnie. Bezwodny nadtlenek wodoru powoduje oparzenia i samozapłon materiałów palnych. W przypadku oparzeń nadtlenkiem wodoru charakterystyczny Biała plama» i wtedy może powstać wrzód. Środkiem pierwszej pomocy, podobnie jak w przypadku oparzeń kwasem, jest spłukanie dużą ilością wody.

Nadtlenek wodoru stosowany jest w medycynie jako środek dezynfekujący do płukania, mycia oraz jako środek hemostatyczny w postaci 3% roztworu. Ponadto służy do wybielania włosów, wełny, jedwabiu, rogów itp. Nadtlenek wodoru służy również do odnawiania obrazów malowanych białym ołowiem, które stopniowo ciemnieją na powietrzu, ponieważ w farbie pod działaniem ołowiu tworzy się czarny siarczek ołowiu. siarkowodór w powietrzu. Nadtlenek wodoru utlenia siarczek ołowiu do siarczanu, ale według schematu:
PbS + H2O2 → PbSO4 + H2O
Takie obrazy przeciera się słabym roztworem nadtlenku wodoru.
Przechowuj nadtlenek wodoru w ciemnych szklanych butelkach w chłodnym pomieszczeniu, w ciemności, aby spowolnić postępujący rozkład.

■ 54. Podaj przykłady reakcji, w których nadtlenek wodoru działałby jako środek utleniający.

55, Podaj przykłady reakcji, w których nadtlenek wodoru działałby jako środek redukujący.

56. Gdzie i jak powinien być przechowywany nadtlenek wodoru w laboratoriach? Czemu?
57. Jakie są środki pierwszej pomocy w przypadku oparzeń nadtlenkiem wodoru?

58. W obecności dwutlenku manganu tlen można otrzymać z nadtlenku wodoru. Narysuj urządzenie, które może wykorzystać ten proces.

59. Ile gramów nadtlenku baru będzie potrzebne do uzyskania 5 moli czystego nadtlenku wodoru?
60. Nadtlenek wodoru dysocjuje jako kwasy. Napisz równanie dwuetapowej dysocjacji tego kwasu.

61. Gdzie iw jaki sposób stosuje się nadtlenek wodoru i jaki ma to związek z jego właściwościami?

Powietrze

Nasza planeta jest otoczona powietrzem, które jest niezbędne do oddychania wszystkim istotom żyjącym na ziemi. W ciągu dnia człowiek przepuszcza przez płuca około 13 000 litrów powietrza.
Powłoka powietrzna ziemi nazywana jest atmosferą (od słów „atmos” - powietrze, „sfire” - kula). Powietrze zawiera 78% (objętościowo) azotu, 21% tlenu, 0,96%

Ryż. 49. Schemat składu powietrza

Gazy obojętne, głównie argon i neon, a także hel, krypton i ksenon, 0,03-0,04% dwutlenek węgla i 0,01% wodór. Skład powietrza pokazano na ryc. 49. Średnie powietrze równy 29 cu. mi.
Ponadto w skład atmosfery wchodzą zanieczyszczenia losowe, a także składniki zmienne - para wodna, azot, ozon, a także pyły i lokalne zanieczyszczenia powietrza, które czasami występują podczas intensywnej pracy przedsiębiorstw na określonym obszarze, a także podczas operacji transportu.

Ilość kurzu w powietrzu może być bardzo duża, zwłaszcza w dużych miastach. Pył zakłóca przezroczystość powietrza i przyczynia się do powstawania mgieł, ponieważ kropelki wody kondensują na cząsteczkach kurzu. Powietrze może zawierać różne mikroorganizmy. Niektóre z nich mogą być również chorobotwórcze. Z tego jasno wynika, jak ważne jest oczyszczanie powietrza w miastach, jak ważne jest, aby przedsiębiorstwa przemysłowe i transport nie zanieczyszczały powietrza.
Do oczyszczania powietrza w pomieszczeniach stosuje się specjalne urządzenia klimatyzacyjne: jest ono filtrowane, nawilżane do pożądanego stanu, pozbywa się kurzu i bakterii oraz utrzymuje najkorzystniejszą temperaturę.
1 m3 powietrza przy 0° waży 1,293 kg, wraz ze wzrostem wysokości gęstość powietrza maleje. W temperaturze -193° powietrze przechodzi w stan ciekły. Ponieważ powietrze jest mieszaniną gazów o różnych temperaturach wrzenia, można je rozdzielić na części składowe według temperatur wrzenia lub, jak to się mówi, poddać destylacji frakcyjnej.

Szeroko wykorzystywana jest energia sprężonego powietrza, którą uzyskuje się poprzez zwiększenie ciśnienia powietrza atmosferycznego za pomocą kompresorów. Kiedy sprężone powietrze jest wdmuchiwane do wielkiego pieca, zwiększa się dopływ tlenu i spalanie staje się bardziej intensywne.
Ciekłe powietrze jest niebieskawą, mętną cieczą. Ciekły tlen nadaje mu niebieski kolor i staje się mętny, ponieważ dwutlenek węgla staje się stały w temperaturze ciekłego powietrza. Po przefiltrowaniu powietrze będzie przezroczyste.
Pod wpływem niskiej temperatury ciekłego powietrza niektóre ciała nabierają specjalnych, zupełnie nowych właściwości. Na przykład nabiera elastyczności stali, staje się tak twardy, że wykonany z niej młotek może wbijać gwoździe, guma staje się krucha i rozpada się na kawałki pod wpływem uderzenia. Wiele w temperaturze ciekłego powietrza nabywa właściwości nadprzewodnictwa. Jeśli w metalowym pierścieniu wzbudzony zostanie prąd elektryczny, to podłączony do niego galwanometr będzie przez bardzo długi czas wykazywał obecność prądu elektrycznego.

Interesujące jest to, że większość bakterii w ciekłym powietrzu nie umiera, ale pogrąża się w stanie anabiozy.
Jeśli materiał palny jest impregnowany ciekłym powietrzem, które albo nie zapala się w zwykłym powietrzu, albo pali się bardzo słabo, na przykład trociny lub proszek węglowy, to po zapaleniu natychmiast wypalają się z uwolnieniem dużej ilości gazów, dlatego ciekłe powietrze jest szeroko stosowane w piaskowaniu. W tym celu wkłady tekturowe nadziewane są trocinami, umieszczane w komorach wybuchowych, nasączane ciekłym powietrzem i podpalane. Następuje silna eksplozja. Jeśli wybuch nie nastąpi, to po chwili powietrze z naboju wyparuje i znów stanie się bezpieczny, jak żaden inny materiał wybuchowy.

Ciekłe powietrze wytwarzane jest pod wysokim ciśnieniem i niską temperaturą.
Sprężone powietrze jest wykorzystywane w urządzeniach pneumatycznych i różnych urządzeniach pneumatycznych, a także w pracach kesonowych. Keson to ogromna szczelna i wodoodporna betonowa skrzynia, w której może znajdować się kilka osób. Z jednej strony keson jest otwarty. Opuszczana jest otwartą stroną do wody do samego dna, wzmacniana obciążeniem, aby nie unosiła się w górę, a wodę wypycha się z niej sprężonym powietrzem. Aby wyprzeć wodę, ciśnienie powietrza w kesonie jest ustawione na 4 atm. Pod tym ciśnieniem powietrze w dużych ilościach rozpuszcza się we krwi. Przy gwałtownym spadku ciśnienia, na przykład podczas wychodzenia na powierzchnię, jego nadmiar szybko opuszcza krew w postaci bąbelków, które mogą zatykać naczynia krwionośne, a nawet docierać do serca. W ciężkich przypadkach ta tak zwana choroba dekompresyjna może być śmiertelna. Dlatego podnoszenie z kesonu odbywa się stopniowo, tak aby rozpuszczone powietrze wychodziło w małych porcjach.

Uważnie przeczytaj opis modelu i rozważ szkic.

Zgodnie ze szkicem wprowadź zmiany w rysunku podstawy prostej spódnicy.

Przenieś linie stylu do szablonu z kolorowego papieru.

Wykonuj części z kolorowego papieru do układania na tkaninie.

Wklej szczegóły w "wyniku symulacji".

Umieść na szczegółach wzoru niezbędne napisy do cięcia.

Rysunek w M 1:4 do modelowania

Karta Kontroli Operacyjnej

	Kryteria kontroli
	1. Rysowanie linii stylu na rysunku podstawowym
	Narysuj linię kieszeni
	Zmiana położenia zakładki na przednim panelu spódnicy
	Wskazanie napisów „zamknąć zakładkę”, „odciąć część boczną”
	Wykonanie naddatku na szczelinę w linii środka tylnego panelu 50 ÷ 80 mm
	Wykonanie naddatku na łącznik w linii środka płyty czołowej 30 ÷ 40 mm.
	Wykonanie kompletu detali wykroju (przedni i tylny panel spódnicy, boczna część przedniego panelu)
	2. Przygotowanie wzoru do cięcia:
	Przedni panel
	Częściowe imię
	Liczba szczegółów
	Kierunek nitki płata
	Panel tylny
	Częściowe imię
	Liczba szczegółów
	Kierunek nitki płata
	Naddatki na obróbkę dla wszystkich cięć
	Bok panelu przedniego
	Częściowe imię
	Liczba szczegółów
	Kierunek nitki płata
	Naddatki na obróbkę dla wszystkich cięć
	Całkowity:

Rysowanie linii stylu