Rješenja igraju ključnu ulogu u prirodi, nauci i tehnologiji. Voda je osnova života, uvijek sadrži otopljene tvari. Slatka voda rijeka i jezera sadrži malo rastvorenih materija, dok morska voda sadrži oko 3,5% rastvorenih soli.
Smatra se da je prvobitni okean (tokom rađanja života na Zemlji) sadržavao samo 1% otopljenih soli.
“U tom okruženju su se prvi razvili živi organizmi, iz ovog rastvora su crpili ione i molekule koji su im neophodni za dalji rast i razvoj... Vremenom su se živi organizmi razvijali i transformisali, pa su mogli da napuste vodenom okruženju i prelaze na kopno, a zatim se dižu u vazduh. Ove sposobnosti su stekli tako što su u svojim organizmima sačuvali vodenu otopinu u obliku tekućina koje sadrže vitalne zalihe jona i molekula”, opisuje ovim riječima ulogu otopina u prirodi poznati američki kemičar, dobitnik Nobelove nagrade Linus Pauling. Unutar svakog od nas, u svakoj ćeliji našeg tijela, postoje sjećanja na iskonski okean, mjesto gdje je život nastao, vodeni rastvor koji daje sam život.
U svakom živom organizmu neobična otopina stalno teče kroz žile - arterije, vene i kapilare, što čini osnovu krvi, maseni udio soli u njemu je isti kao u primarnom oceanu - 0,9%. Složeni fizičko-hemijski procesi koji se odvijaju u ljudskom i životinjskom tijelu također djeluju u rješenjima. Proces asimilacije hrane povezan je s prijenosom visoko hranljivih tvari u otopinu. Prirodne vodene otopine direktno su povezane s procesima formiranja tla, opskrbe biljaka hranjivim tvarima. Ovakvi tehnološki procesi u hemijskoj i mnogim drugim industrijama, kao što su proizvodnja đubriva, metala, kiselina, papira, odvijaju se u rastvorima. Moderna nauka se bavi proučavanjem svojstava rješenja. Hajde da saznamo šta je rešenje?
Otopine se razlikuju od ostalih mješavina po tome što su čestice sastojaka u njima ravnomjerno raspoređene, a u bilo kojoj mikrovolumini takve mješavine sastav će biti isti.
Zbog toga se pod rastvorima podrazumevaju homogene smeše, koje se sastoje od dva ili više homogenih delova. Ova ideja je bila zasnovana na fizičkoj teoriji rješenja.
Pristalice fizičke teorije rješenja, kojima su se bavili van't Hoff, Arrhenius i Ostwald, vjerovali su da je proces rastvaranja rezultat difuzije.
D. I. Mendeljejev i pristalice kemijske teorije vjerovali su da je otapanje rezultat kemijske interakcije otopljene tvari s molekulima vode. Stoga će biti tačnije definirati rješenje kao homogeni sistem koji se sastoji od čestica otopljene tvari, rastvarača, ali i proizvoda njihove interakcije.
Usljed kemijske interakcije otopljene tvari s vodom nastaju jedinjenja - hidrati. Hemijska interakcija obično je praćena termičkim fenomenima. Na primjer, otapanje sumporne kiseline u vodi odvija se uz oslobađanje tako ogromne količine topline da otopina može proključati, zbog čega se kiselina ulijeva u vodu, a ne obrnuto. Otapanje supstanci kao što su natrijum hlorid, amonijum nitrat, praćeno apsorpcijom toplote.
M. V. Lomonosov je dokazao da se rastvori pretvaraju u led na nižoj temperaturi od rastvarača.
stranice, uz potpuno ili djelomično kopiranje materijala, obavezan je link na izvor.
MOU Maninskaya srednja škola
Otvoreni čas geografije
V klasa
Učitelj:
2008.
Tema lekcije: „Voda je rastvarač. Rad vode u prirodi.
Ciljevi lekcije:
Upoznati učenike sa značajem vode na Zemlji.
Dati pojam rastvora i suspenzija, rastvorljivih i nerastvorljivih supstanci u vodi
Pokažite rad vode u prirodi (kreativno i destruktivno)
Negujte poštovanje prema vodi, ljubav prema lepoti.
Oprema: karta hemisfera, globus, izjava o vodi, tabele "Morski surf", "Pećina", "Okean", "Stanovnici mora i okeana", "Vremenske prilike", epruvete sa vodom, soli, pijeskom, filterom, trakom diktafon, TV, multimedijalni projektor.
Tokom nastave.
I.Organiziranje vremena.
II.Učenje novog gradiva.
Lekcija počinje gledanjem filma o vodi.
Na pozadini tihe muzike koja odražava zvukove vode.
Učitelju:
Bezgranično prostranstvo okeana
I tiha rukavac bare,
I sve je to samo voda
Tema naše lekcije je „Voda je rastvarač. Rad vode u prirodi.
Akademik je jasno i tačno govorio o ulozi vode u prirodi. „Da li je voda samo tečnost koja se sipa u čašu?
Okean koji pokriva gotovo cijelu planetu, cijelu našu divnu Zemlju, u kojoj je život nastao prije više miliona godina, je voda.”
Oblaci, oblaci, magla, koji nose vlagu svim živim bićima na površini zemlje - to je i voda.
Kao obučena u čipku
Drveće, grmlje, žice,
I izgleda kao bajka
U stvari, to je samo voda.
Bezgranična raznolikost života. Ima ga svuda na našoj planeti. Ali život je samo tamo gde ima vode. Nema živog bića ako nema vode. Da, danas ćemo u našoj lekciji pričati o vodi, o kraljici - Voditsa. Hajdemo malo da vežbamo.
Riješite zagonetke.
1. Hoda pod zemljom
Gleda u nebo. ( proljeće)
2. Šta je vidljivo kada ništa nije vidljivo. ( magla)
3. Uveče leti na zemlju,
Noć je na zemlji
Ujutro opet leti. ( rosa)
4. lete bez krila,
Trčanje bez nogu
Jedrenje bez jedra. ( oblaci)
5. Ne konj, već trčanje,
Nije šuma, ali bučna. ( rijeka, potok).
6. Došao - lupao po krovu,
Otišao je i niko ga nije čuo. ( kiša)
Pogledajmo globus. Naša planeta se zove Zemlja zbog jasnog nesporazuma: zemlja čini ¼ njene teritorije, a sve ostalo je voda. Bilo bi ispravno nazvati je planetom Voda! Na zemlji ima puno vode, ali u prirodi nema apsolutno čiste vode, ona je uvijek prisutna u njoj, neke nečistoće, neke od njih su poželjne, jer su potrebne ljudskom tijelu. Drugi mogu biti opasni po zdravlje i učiniti vodu neupotrebljivom.
1. Voda je rastvarač.
Ne postoje tvari koje se, barem u maloj mjeri, ne otapaju u vodi. Čak se zlato, srebro, gvožđe, staklo u maloj meri otapaju u vodi. Naučnici su izračunali da, na primjer, kada popijemo čašu toplog čaja, apsorbiramo njome otprilike 0,0001 g otopljenog stakla. Zbog sposobnosti vode da otapa druge tvari, nikada se ne može nazvati apsolutno čistom.
Demonstracija iskustva: voda kao rastvarač.
Sipajte sol u čašu vode i promiješajte kašikom. Šta se dešava sa kristalima soli? One postaju sve manje i manje i ubrzo potpuno nestaju. Ali da li je sol nestala?
br. Rastopila se u vodi. Imamo fiziološki rastvor.
Propustite rastvor soli kroz filter. Ništa se nije zaglavilo na filteru. Rastvor soli je slobodno prolazio kroz filter. Šta se zove rješenje?
Rješenje - tečnost koja sadrži strane tvari koje su ravnomjerno raspoređene u njoj .
Demonstracija iskustva: glineno iskustvo.
Uradimo isto sa glinom. Čestice gline plutaju u vodi. Propustimo vodu kroz filter. Voda je prolazila kroz njega, a čestice gline su ostajale na filteru.
Iz ovog iskustva može se zaključiti da se glina ne otapa u vodi.
U čemu se razlikuju rezultati dva eksperimenta? ( voda s otopljenom soli je bistra, ali voda s glinom nije)
Zaista, u prirodnoj vodi mogu postojati različite čestice koje se u njoj ne otapaju. Takve čestice ga čine mutnim. U ovom slučaju se govori o suspenzija. Nakon dužeg stajanja, zamućena tečnost postaje providna. Nerastvorljive čestice materije tonu na dno. A u rastvorima, koliko god da stoje, supstance se ne talože na dno.
Ljudi su odavno primijetili da se voda ulivena u srebrne posude ne kvari dugo vremena. Činjenica je da sadrži otopljeno srebro, koje štetno djeluje na bakterije u vodi. "Srebrnu" vodu koriste astronauti tokom letova.
Kako možete pripremiti srebrnu vodu kod kuće?
U vodi se ne otapaju samo čvrste i tekuće tvari, već i plinovi: kisik, dušik, ugljični dioksid.
Kiseonik rastvoren u vodi udišu ribe, biljke i životinje.
Dobivanje gazirane vode zasniva se na rastvaranju ugljičnog dioksida u vodi.
Fizičko vaspitanje "Voda nije voda"
Igra svesnosti. Imenujem reči. Ako navedena riječ znači ono što sadrži vodu (oblak), onda bi djeca trebala ustati. Ako je predmet ili pojava posredno povezana s vodom (brod), djeca podižu ruku. Ako se zove predmet ili pojava koja nema veze s vodom (vjetar), djeca plješću rukama.
Lokva, čamac, kiša, pijesak, vodopad, kamen, ronilac, snijeg, drvo, plaža, foka, auto, oblak.
2. Rad vode u prirodi.
Mnoge pojave na površini Zemlje dešavaju se uz učešće vode.
Dakle, potoci otopljene vode, sjedinjujući se, postaju strašni potoci i mogu donijeti velika razaranja. Tako nastaju jaruge demonstracija "bas-reljefa", "formiranja jaruge").
Voda ispire gornji sloj plodnog tla.
Pod dejstvom vode, stene se polako uništavaju ( priča prema tabeli "Vremenske prilike"). U narodu postoji poslovica "Voda nosi kamen".
Prodirući u zemlju, voda erodira i rastvara razne stijene. Tako nastaju podzemne šupljine - pećine ( tabela "Pećine").
Užasne prirodne katastrofe kao što su poplave i cunami su dobro poznate.
Tokom poplava i cunamija, voda ruši mostove, uništava obale i zgrade, uništava usjeve gajenog bilja i oduzima ljudske živote.
Studentska poruka "Poplave".
Poplava je plavljenje područja, naselja, industrijskih i poljoprivrednih objekata, uz nanošenje štete. Poplave dovode do uništavanja privrednih objekata, odumiranja usjeva, šuma i prisilne evakuacije stanovništva iz zone poplava. Poplave koje dovode ne samo do razaranja, već i do ljudskih žrtava, nazivaju se katastrofalno.
Njihov uzrok mogu biti obilne kiše, prijateljsko otapanje snijega nakon snježne zime.
Studentska poruka "Tsunami"
Cunamiji su rijedak, ali vrlo opasan prirodni fenomen. Reč "cunami" na japanskom znači "veliki talas koji preplavljuje zaliv". Ti valovi mogu biti mali, pa čak i neprimjetni, ali mogu biti i katastrofalni. Destruktivni cunamiji uglavnom su uzrokovani snažnim podvodnim potresima na velikim dubinama mora i okeana, kao i podvodnim vulkanskim erupcijama. Istovremeno, milijarde tona vode se pokreću u kratkim vremenskim periodima. Niski talasi jure duž površine okeana brzinom mlaznog aviona - 700-800 kilometara na sat.
Na otvorenom okeanu čak i najstrašniji cunamiji nisu nimalo opasni. Tragedije se odigravaju kada se talasi cunamija približavaju plitkom obalnom području. Na obali valovi dosežu 10-15 metara i više.
Posljedice cunamija mogu biti katastrofalne: uzrokuju ogromna razaranja, oduzimaju stotine hiljada ljudskih života.
Najveći broj cunamija nastaje na obali Pacifika (otprilike jednom godišnje).
Učitelj: Koliki je rad vode u svim ovim primjerima?
(destruktivno)
Ali voda ne djeluje samo destruktivno. Riječna voda tokom proljetne poplave uzrokuje plodni mulj koji odvaja zemljišne parcele. Na njima se vegetacija odlično razvija.
Niti jedan proces u živim organizmima ne odvija se bez sudjelovanja vode. Biljkama je potreban za apsorpciju tvari iz tla, pomicanje po stabljici, listovima, u obliku otopina, za klijanje sjemena.
Sve živo i neživo: bilo koje tlo, stijene, svi predmeti, tijela, organizmi - sastoje se od vode.
Na primjer, u ljudskom tijelu voda čini 60-80% ukupne mase.
Voda igra važnu ulogu u životu ljudskog društva. Čovjek je pretvorio rezervoare u transportne puteve, riječne tokove - izvor jeftine električne energije.
Voda je stanište mnogih živih organizama koji se ne mogu naći na kopnu (f fragment videa filma "Stanovnici mora i okeana")
Vodni resursi su nacionalno bogatstvo naše zemlje, koje zahtijeva pažljiv tretman: strogo računovodstvo, zaštitu od zagađenja i ekonomično korištenje.
Nastavnik: A Da li uvijek štedljivo koristimo vodu?
Čovek pamti zauvek:
Simbol života na zemlji je voda!
Sačuvaj i čuvaj se -
Nismo sami na planeti!
III. Sidrenje
1. Pitanja:
a) Kako se zovu sva mora i okeani zajedno ( svjetski ocean)
b) Ne more, ne kopno - brodovi ne plove i ne možeš hodati ( močvara)
b) Voda za piće svuda okolo je katastrofa ( more)
d) Pogodite o kojoj je supstanci riječ: Ova supstanca je vrlo česta u prirodi, ali se praktično ne pojavljuje u svom čistom obliku. Bez ove supstance život je nemoguć. Kod starih naroda smatran je simbolom besmrtnosti i plodnosti. Općenito, ovo je najneobičnija tekućina na svijetu. Šta je ovo? ( vode).
2. Igra "Prekriži višak" (kartice sa zadatkom na stolovima učenika)
Zadatak: precrtati suvišnu riječ i objasniti zašto?
a) Snijeg, led, para, grad.
b) Kiša, pahulja, more, rijeka.
c) Grad, vodena para, snijeg, kiša.
3. A sada sljedeći zadatak. Popunite praznine u tekstu:
Voda ... rastvarač. Rastvara čvrste materije.
Na primjer... : tekuće tvari, na primjer... plinovite tvari,
Na primjer…
S tim u vezi, nemoguće je pronaći ... vodu u prirodi.
4. Igra "Extra Property"
Zadatak: Precrtati svojstvo koje se ne odnosi na vodu.
Nekretnina:
a) Ima boju, nema boju.
b) Ima ukus, nema ukus.
c) Bez mirisa, bez mirisa.
d) Neproziran, providan.
e) Ima tečnost, nema tečnost.
e) Brzo se zagreva i brzo se hladi, polako se zagreva i polako se hladi.
g) Rastvara pijesak i kredu, rastvara so i šećer.
h) Ima formu, nema formu.
Na pozadini muzike
Učitelj:
Voda je divan prirodni dar,
Živ teče i slobodan,
Slika slike našeg života.
U svoje tri važne hipostaze.
Sad potok, pa reka vijuga,
Slijeva se iz stakla na tlo.
Smrzava se kao tanak komad leda
Lepo nazvana pahulja.
To poprima lakoću pare:
Bila je tamo i odjednom je nestala.
Veliki radnik Voditsa,
Pa kako da se ne divi.
Ona plovi prema nama u oblacima,
Pijenje snijega i kiše
I uništava i nanosi
I zato traži našu brigu.
IV. Zadaća§ 23, zadatak 77 radna sveska. strana 45
Voda je jedno od najčešćih jedinjenja na Zemlji. 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 aktivnog ugljena, gdje 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 hrani u stambene zgrade i fabrike. Prije nego što kanalizacija ode u more, mora se pročistiti. 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 efikasnija metoda čišćenja je deionizacija(odsoljavanje). Joni su atomi ili molekuli koji su izgubili ili dobili elektrone i, kao rezultat toga, primili pozitivan ili negativan naboj. Za deionizaciju, tvar tzv jonski izmjenjivač. Ima pozitivno nabijene ione 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 rastvarač može otopiti povećava s zagrijavanjem. Šećer se lakše rastvara u vrućem kodu nego u hladnom. Šumeća pića su vodeni difuzori ugljičnog dioksida. Što je veći, rastvor može da apsorbuje više gasa. 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
Minerali se rastvaraju u tvrdoj vodi, koja je tamo dospela iz stena kroz koje je voda tekla. 
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 čine vodu tvrdom 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. Gnojiva sa polja i deterdženti koji sadrže fosfate, dospevši u vodu, izazivaju 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 smrzava se do dna, pogotovo jer voda ima nisku toplotnu provodljivost. Ovo je od velike važnosti za organizme koji žive u vodi - oni ne umiru u teškim mrazima i preživljavaju tokom zimskih hladnoća do nastupanja 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 hemijskih jedinjenja, usled čega postoji moguća je posebna supstanca - živa supstanca koja stvara razne .
Ekološka uloga vode je ogromna i ima dva aspekta: ona je i vanjski (prvi aspekt) i unutrašnji (drugi aspekt) okolišni faktor. Voda je kao spoljni faktor životne sredine deo abiotskih faktora (vlažnost, stanište, sastavni deo klime i mikroklime). 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 građenja, 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) povezuje pojedine organe i organske sisteme zbog prisustva posebnih materija (hormona) u vodi, vršeći 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) uključeno je u prehrambene proizvode 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.
Voda je najvažnije hemijsko jedinjenje na Zemlji. Voda je glavna komponenta svih živih organizama i sredine u kojoj čovjek živi i postoji. Fizička svojstva vode oštro se razlikuju od svojstava drugih supstanci, a priroda ovih razlika određuje prirodu fizičkog i biološkog svijeta.
S vremenom su se živi organizmi razvili, što im je omogućilo da napuste vodeno okruženje i pređu na kopno i uzdignu se u zrak. Ovu sposobnost su stekli zadržavajući u svom organizmu vodenu otopinu u obliku tečne komponente tkiva, krvne plazme i međustanične tekućine koja sadrži potrebnu zalihu jona i molekula.
Voda, za razliku od organskih rastvarača, dobro otapa soli, jer ima vrlo visoku permitivnost (oko 81 na sobnoj temperaturi) i njegovi molekuli imaju tendenciju da se kombinuju sa jonima da bi se formirali hidratisani joni . Oba ova svojstva su posljedica velikog električnog dipolnog momenta 1 molekule vode. A ovo svojstvo vode igra važnu ulogu u razvoju života i metabolizmu.
Sljedeći proces se odvija u vodi. Sila privlačenja ili odbijanja električnih naboja obrnuto je proporcionalna permitivnosti sredine koja okružuje ta naelektrisanja. To znači da se dva suprotna električna naboja međusobno privlače u vodi sa silom jednakom 1/80 sile njihovog međusobnog privlačenja u zraku (ili u vakuumu). Stoga, ako je kristal soli natrijevog klorida u vodi, tada se ioni koji ga formiraju odvajaju od kristala mnogo lakše nego da je kristal u zraku, jer elektrostatička sila koja privlači ion natrag na površinu kristala iz vodeni rastvor je samo 1/80 sile privlačenja datog jona iz vazduha. Stoga nije iznenađujuće da na sobnoj temperaturi toplinsko kretanje ne može uzrokovati prijelaz iona iz kristala u zrak, ali je u isto vrijeme toplotno kretanje iona sasvim dovoljno da se savlada relativno slabo privlačenje kada je kristal okružen vode, što dovodi do prelaska velikog broja jona u vodeni rastvor.
Ionska hidratacija
Kada se soli otapaju u vodi, nastaju hidratisani joni . Formiranje hidratiziranih jona dovodi do stabilizacije jona u vodenim otopinama. Svaki negativni ion privlači pozitivne krajeve nekoliko obližnjih molekula vode i nastoji ih zadržati.
Pozitivni ioni, koji su obično manji od aniona, još jače privlače vodu; svaki kation privlači negativne krajeve molekula vode i čvrsto veže nekoliko molekula, držeći ih blizu sebe; u ovom slučaju nastaje hidrat, koji može biti prilično stabilan, posebno u slučaju kationa sa dvostrukim ili trostrukim pozitivnim nabojem.
Broj molekula vode vezanih za dati kation, njegov ligand, određena veličinom kationa. Liganditet atoma jednak je broju atoma povezanih s njim ili u kontaktu s njim. Liganditet se takođe naziva koordinacijski broj .
U vodi, mali kation Be 2 + formira Be(OH 2) 4 2+ tetrahidrat. Nešto veći ioni, na primjer Mg 2+ ili Al 3+, formiraju heksahidrate Mg (OH 2) 6 2+, Al (OH 2) 6 3+ ( slika 1).
Slika 1. Struktura hidratiziranih jona Budi ( Oh 2 ) 4 2+ I A l (ON 2 ) 6 3+ .
U hidratiziranim ionima, sile interakcije između kationa i molekula vode su toliko jake da ioni često zadržavaju sloj molekula vode oko sebe, čak iu kristalima. Takva voda se zove kristalizacija Ali th. Ovaj efekat je izraženiji kod dvostruko i trostruko naelektrisanih katjona nego kod jednostruko naelektrisanih. Na primjer, tetrahidratni kompleks Be(OH 2) 4 2+ javlja se u različitim solima, uključujući BeCO 3 . 4N 2 O, VeS1 2 . 4H 2 O i BeSO 4 . 4H 2 O i nesumnjivo je prisutan u rastvoru.
MgCl 2 6 H 2 OA1C1 3 6H 2 O
Mg(C1O 3 ) 2 6H 2 OKA1(S0 4 ) 2 12H 2 O
Mg(C1O 4 ) 2 6 H 2 0 Fe(NH 4 ) 2 (TAKO 4 ) 2 6H 2 O
MgSiF 6 6H 2 OFe(BR 3 ) 2 6H 2 O
NiSnCl 3 6H 2 OFeCl 3 6H 2 O
U kristalu kao što je FeSO 4 . 7H 2 O, šest molekula vode je vezano za ion gvožđa u obliku Fe(OH 2) 6 2+ kompleksa, a sedmi zauzima drugačiju poziciju u kristalu, lociran u blizini sulfatnog jona.
U stipsi KAl(SO 4) 2 . 12H 2 O, šest od dvanaest molekula vode vezano je za jon aluminijuma, a preostalih šest se nalazi oko jona kalijuma.
Postoje i kristali u kojima su kationi lišeni nekih ili svih molekula vode. Dakle, magnezijum sulfat formira tri kristalna jedinjenja: MgSO 4 . 7H 2 O, MgSO 4 . H 2 O i MgSO 4.
Stabilnost iona u vodenoj otopini rezultat je takve raspodjele električnog naboja između određenog broja atoma, u kojoj niti jedan atom ne pokazuje značajno odstupanje od električne neutralnosti. Razmotrimo hidratizirane katjone Be(OH 2) 4 2+ i A1(OH 2) 6 3+ prikazane na slici 1. I berilij i aluminijum imaju elektronegativnost 1,5, dok je elektronegativnost kiseonika 3,5. Razlika u elektronegativnosti odgovara ionnosti nešto iznad 50%, dovoljnom da prenese polovinu električnog naboja svake veze na centralni atom, ostavljajući ga otprilike neutralnim. O-H veze mogu biti 25% ionske, pri čemu se cijeli naboj jona prenosi na osam atoma vodika u Be(OH 2) 4 2+ i na dvanaest atoma vodika u A1(OH 2) 6 3+, od kojih će svaki imati naboj od ¼ + Osim toga, svaki od ovih atoma vodika može sudjelovati u stvaranju slabe veze s drugom molekulom vode na način da će se njegov naboj neutralizirati interakcijom s elektronskim parom atoma kisika, a zatim ukupni naboj hidratisanih katjona Be (OH 2) 4 (OH 2) 8 2+ i Al(OH 2) 6 (OH 2) 12 3+ bit će raspoređen između najudaljenijih atoma vodika, od kojih će svaki imati naboj od 1/8 +. U stvari, ova električna polarizacija vode širi se na velike udaljenosti; to je ono što određuje visoku dielektričnu konstantu vode.
Poznato je da kada se vodonične veze formiraju u vodenim rastvorima od strane molekula kao što je H 3 RO 4 , sva četiri atoma kiseonika mogu postati skoro ekvivalentna, obezbeđujući skoro potpunu rezonanciju dvostruke veze između četiri položaja. U takvoj rezonanciji, svaki atom kiseonika ima valenciju od 1 1/4, zadovoljavajući fosfor u smislu veza i ostavljajući 3/4 za vezu sa vodonikom. Ako svaka od tri OH grupe koristi svoj atom vodika za formiranje slabe veze (u ¼ veze) s atomom kisika molekule vode, tada će preostalih ¾ veza biti dovoljno da atomi kisika fosfata budu električni neutralni. Slično, fosfatni kisik bez atoma vodika može formirati slabe (¼) veze s atomima vodika tri susjedna molekula vode, što ga čini i električno neutralnim.
Svaki od četiri atoma kiseonika vitalnog fosfatnog jona PO 4 3 može na sličan način formirati vodikove veze sa tri molekula vode. Električni naboj hidratisanog jona PO 4 (HOH) 12 3 tada će biti raspoređen među dvanaest vanjskih atoma kisika, svaki sa ¼-nabojom. Analogne hidratizirane strukture formiraju (HO) 2 PO 2 - i HOPO 3 2- joni, koji su prisutni u gotovo jednakim količinama u živim organizmima.
Klatratna jedinjenja
Plemeniti gasovi (argon itd.), prosti ugljovodonici i mnoge druge supstance sa vodom formiraju takozvane kristalne hidrate; tako, ksenon formira Xe hidrat. 5 3 /4 H 2 O, stabilan na oko 2°C i parcijalni pritisak ksenona od 1 atm; metan formira sličan CH 4 hidrat. 5 3 /4 H 2 O.
Rentgenske studije su pokazale da ovi kristali imaju strukturu u kojoj molekuli vode formiraju rešetku koja liči na rešetku leda zbog vodikovih veza; u njemu je svaka molekula vode okružena s četiri druge molekule smještene na vrhovima tetraedra na udaljenosti od 276 pm, ali s otvorenijim rasporedom molekula, što uzrokuje stvaranje šupljina (u obliku peterokutnih dodekaedara ili drugih poliedri s peterokutnim ili heksagonalnim stranama) dovoljno veliki da se u njih mogu smjestiti atomi plina ili druge molekule ( slika 2). Kristali ove vrste se nazivaju klatratni kristali .
Struktura ksenon hidrata i hidrata argona, kriptona, metana, hlora, broma, vodonik sulfida i nekih drugih supstanci prikazana je na sl. 2. Kubična ćelija ove strukture ima ivicu od oko 1200 pm i sadrži 46 molekula vode.
Slika 2. Struktura klatratnog kristala ksenon hidrata.
Atomi ksenona zauzimaju praznine (osam po kubnoj ćeliji) u trodimenzionalnoj rešetki, formirajućimolekule vode u kupatilu uz učešće vodikovih veza (46 molekula po kubnoj ćeliji). RasO-H O pozicija je 276 pm, kao u ledenom kristalu. Dva atoma ksenona kod atoma kiseonika O O O i ½ ½ ½ nalaze se u centrima skoro pravilnih pentagonalnih dodekaedara. Preostalih šest atoma ksenona naOko ¼ ½;O ¾ ½; ½ O¼; 1/2O ¾; ¼ ½ Onalaze se u centrima četrnaest hedrona. SvakiOvaj četrnaest heksaedar (jedan od njih je istaknut u centru slike) ima 24 vrha (molekulavoda), dvije heksagonalne i 12 peterokutnih lica.
Hidrat hloroforma CHC1 3 . 17H 2 O ima malo složeniju strukturu, u kojoj je molekul kloroforma okružen 16-stranim poliedrom formiranim od 28 molekula vode. Mogu se dobiti i jedinjenja klatrata u kojima kristalnu rešetku sa vodoničnim vezama formiraju organski molekuli, na primjer, molekuli uree (H 2 N) 2 CO.
Predloženo je zanimljivo tumačenje mehanizma djelovanja kemijski inertnih anestetika, kao što su halotan F 3 CCBrClH i ksenon. Prema ovom mehanizmu, anestetička supstanca remeti vodenu strukturu međućelijske ili intracelularne tečnosti formirajući klatratne strukture koje utiču na normalne međućelijske komunikacione sisteme. Lokalni anestetici se razlikuju po mehanizmu djelovanja. Njihovi molekuli mogu formirati vodikove veze, a vjerojatno je anestetički učinak rezultat kombinacije molekula anestetika s proteinskim molekulima ili drugim molekulima koji čine nerve.
Ostali rastvarači elektrolita
Osim vode, neke druge tekućine mogu poslužiti kao jonizujući rastvarači za elektrolite sa stvaranjem otopina koje provode električnu struju. Ove tečnosti uključuju vodonik peroksid, fluorovodonik, tečni amonijak i cijanid vodonik. Kao i voda, sve ove tečnosti imaju visoku dielektričnu konstantu. Niskodielektrične tekućine kao što su benzen ili ugljični disulfid nisu jonizujući rastvarači.
Tečnosti sa visokom dielektričnom konstantom ponekad se nazivaju polarne tečnosti .
Visoka dielektrična konstanta vode, koja objašnjava nevjerovatnu sposobnost vode da rastvara jonske tvari, dijelom je posljedica činjenice da voda može formirati vodonične veze. Zahvaljujući ovim vezama, molekuli vode su raspoređeni tako da djelomično neutraliziraju električno polje. Vodikove veze se formiraju i u drugim tečnostima - u vodikovom peroksidu, fluorovodiku, amonijaku (tačka ključanja - 33,4 ° C), cijanovodoniku], koje su sposobne da otapaju supstance sa jonskom strukturom.
Rastvorljivost
Izolovani sistem je u ravnoteži , kada njegova svojstva, posebno distribucija komponenti između faza, ostaju konstantna dugo vremena.
Ako se sistem u ravnoteži sastoji od rastvora i druge faze, koja je jedna od komponenti rastvora u obliku čiste supstance, tada se koncentracija ove supstance u rastvoru naziva rastvorljivost ove supstance. Rješenje u ovom slučaju se zove bogat .
Na primjer, rastvor boraksa na 0°C koji sadrži 1,3 g bezvodnog natrijum tetraborata Na 2 B 4 O 7 u 100 g vode je u ravnoteži sa čvrstom fazom Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 O (natrijum tetraborat dekahidrat); tokom vremena, ovaj sistem se ne menja, sastav rastvora ostaje konstantan. Rastvorljivost Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 O u vodi je dakle 1,3 g Na 2 B 4 O 7 na 100 g, ili, uzimajući u obzir vodu hidratacije, 2,5 g Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 O na 100 g vode.
Promjena u čvrstoj fazi
Rastvorljivost Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 O brzo raste sa porastom temperature; na 60°C, rastvorljivost već dostiže 20,3 g Na 2 B 4 O 7 na 100 g. ( slika 3). Kada se sistem zagreje na 70°C i zadrži neko vreme na ovoj temperaturi, uočava se nova pojava – pojavljuje se treća faza – kristalna, sastava Na 2 B 4 O 7 . 5H 2 O, a bivša kristalna faza nestaje. Na ovoj temperaturi, rastvorljivost dekahidrata je veća od rastvorljivosti pentahidrata; otopina zasićena dekahidratom ispada prezasićena u odnosu na pentahidrat, pa se kristali pentahidrata talože iz takve otopine. Da bi se inducirao proces kristalizacije, ponekad je potrebno u otopinu dodati "sjeme" (mali kristali tvari koja je otopljena u ovoj otopini). Nakon toga, proces rastvaranja nestabilne faze i kristalizacije stabilne faze teče sve dok nestabilna faza ne nestane. Treći natrijum tetraborat hidrat je Na 2 B 4 O 7 kernit. 4H 2 O - ima veću rastvorljivost od druga dva.
Slika 3 Rastvorljivost N / A 2 SO 4 . 10 H 2 O
U razmatranom slučaju, dekahidrat je manje rastvorljiv od pentahidrata na temperaturama do 61°C, pa je stoga stabilna faza ispod ove temperature. Krivulje rastvorljivosti ova dva hidrata se seku na 61°C, a iznad te temperature pentahidrat je stabilan u kontaktu sa rastvorom.
U stabilnoj čvrstoj fazi, osim solvatacije, mogu se pojaviti i drugi procesi. Dakle, rombični sumpor je manje rastvorljiv u određenim rastvaračima od monoklinskog sumpora na temperaturama ispod 95,5 °C, odnosno ispod temperature međusobne transformacije ova dva oblika; iznad ove temperature, monoklinski oblik je manje rastvorljiv. Principi termodinamike zahtijevaju da temperatura na kojoj se sijeku krivulje rastvorljivosti dvaju oblika tvari bude ista za sve rastvarače i da u isto vrijeme bude temperatura na kojoj se sijeku krive tlaka pare.
Temperaturna zavisnost rastvorljivosti
Rastvorljivost tvari može se povećati ili smanjiti s povećanjem temperature. U tom smislu, natrijum sulfat je uvjerljiv primjer. Rastvorljivost Na 2 SO 4 . 10H 2 O (stabilna čvrsta materija ispod 32,4°C) raste veoma brzo sa porastom temperature, povećavajući se sa 5 g Na 2 SO 4 na 100 g vode na 0°C na 55 g na 32,4°C. Iznad 32,4 °C, stabilna čvrsta faza je Na 2 SO 4; rastvorljivost ove faze brzo opada sa porastom temperature: od 55 g na 32,4°C do 42 g na 100°C ( slika 4).
Slika 4 Rastvorljivost N / A 2 SO 4 . 10 H 2 O zavisno od temperature
Rastvorljivost većine soli raste s porastom temperature; rastvorljivost mnogih soli (NaCl, K 2 CrO 7) se samo neznatno menja sa porastom temperature; i samo neke soli, na primjer, Na 2 SO 4 , FeSO 4 . H 2 O i Na 2 CO 3. H 2 O, imaju rastvorljivost koja opada sa porastom temperature ( slika 4 I slika 5).
Slika 5. Krivulje rastvorljivosti za neke soli u vodi
Ovisnost rastvorljivosti o prirodi otopljene supstance i rastvarača
Rastvorljivost supstanci u velikoj meri varira u različitim rastvaračima.Ipak, ustanovljeno je nekoliko opštih pravila u pogledu rastvorljivosti, koja se odnose uglavnom na organska jedinjenja.
Jedno od ovih pravila kaže da se supstanca teži rastvaranju u rastvaračima koji su joj hemijski slični. Dakle, ugljovodonik naftalen C 10 H 8 ima visoku rastvorljivost u benzinu, koji je mešavina ugljovodonika, nešto manju rastvorljivost u etil alkoholu C 2 H 5 OH, čije se molekule sastoje od kratkih ugljikovodičnih lanaca sa hidroksilnim grupama, i vrlo slaba rastvorljivost u vodi, koja se veoma razlikuje od ugljovodonika. Istovremeno, borna kiselina B (OH) 3, koja je hidroksid, ima umjerenu topljivost u vodi i alkoholu, odnosno u tvarima koje sadrže hidroksilne grupe, a nerastvorljiva je u benzinu. Sama tri pomenuta rastvarača potvrđuju isto pravilo: i benzin i voda se mešaju sa alkoholom (otvaraju se u njemu), dok su benzin i voda međusobno rastvorljivi samo u veoma malim količinama.
Ove činjenice se mogu objasniti na sljedeći način: ugljikovodične grupe (koje se sastoje samo od atoma ugljika i vodika) privlače jedna drugu vrlo slabo, o čemu svjedoče niže tačke topljenja i ključanja ugljikovodika u usporedbi s drugim supstancama približno iste molekularne težine. Istovremeno, postoji vrlo jaka intermolekularna privlačnost između hidroksilnih grupa i molekula vode; tačke topljenja i ključanja vode leže iznad odgovarajućih temperatura bilo koje druge supstance sa malom molekulskom težinom. Ovo snažno privlačenje je dijelom posljedica jonske prirode O-H veza, zbog čega se atomima nameće električni naboj. Pozitivno nabijeni atomi vodika se zatim privlače negativno nabijenim atomima kisika drugih molekula, formirajući vodikove veze i držeći molekule čvrsto zajedno.
Termin hidrofilna često se koristi u odnosu na supstance ili grupe koje privlače vodu, i termin hidrofobna primjenjuju se na tvari ili grupe koje odbijaju vodu i privlače ugljikovodike. Zapravo, molekuli hidrofobne tvari djeluju silama elektronske van der Waalsove privlačnosti i na molekule vode i na molekule ugljikovodika. Rastvorljivost vodene pare, na primjer, u kerozinu (mješavina ugljikovodika) na 25 ° C i tlaku od 0,0313 atm (tj. pri zasićenom tlaku pare nad tekućom vodom na ovoj temperaturi) je 72 mg po 1 kg rastvarača , dok je rastvorljivost metana pri istom parcijalnom pritisku nešto manja - 10 mg u 1 kg kerozina. Molekule vode privlače molekuli kerozina nešto jači od molekula metana. Razlika između vode i metana je u tome što se pri višim parcijalnim pritiscima vodena para kondenzuje u tečnost, koja se stabilizuje intermolekularnim vodoničnim vezama, dok metan i dalje ostaje gas.
Rastvorljivost metana u polarnim otapalima je skoro ista kao u nepolarnim; u alkoholima od metanola CH 3 OH do pentanola (amil alkohola) C 5 H 11 OH, rastvorljivost metana je 72-80% vrednosti za kerozin. Sile van der Waalsovog privlačenja molekula rastvarača u odnosu na molekule metana ostaju gotovo iste za različite rastvarače. S druge strane, rastvorljivost vodene pare pri pritisku od 0,313 atm u amil alkoholu je 1400 puta veća nego u kerozinu, a voda se meša u bilo kom odnosu sa lakim alkoholima.
Supstance koje se sastoje od malih nepolarnih molekula, kao što su kiseonik, dušik i metan, otapaju se u vodi oko 10 puta lošije nego u nepolarnim rastvaračima. Supstance sastavljene od većih nepolarnih molekula su u suštini nerastvorljive u vodi, ali imaju tendenciju da budu visoko rastvorljive u nepolarnim rastvaračima. Voda se, takoreći, suprotstavlja uključivanju ovih molekula, jer je stvaranje praznina potrebnih za to povezano s prekidom ili deformacijom vodikovih veza između molekula vode. Jedinjenja poput benzina i naftalena ne otapaju se u vodi jer bi njihovi molekuli u otopini spriječili molekule vode da formiraju toliko jakih vodikovih veza kao što to čine u čistoj vodi; s druge strane, borna kiselina je topiva u vodi jer se smanjenje broja veza između molekula vode kompenzira stvaranjem jakih vodikovih veza između molekula vode i hidroksilnih grupa molekula borne kiseline.
Rastvorljivost soli i hidroksida u vodi
Prilikom proučavanja neorganske hemije, posebno kvalitativne analize, korisno je znati približnu rastvorljivost široko korišćenih supstanci. Jednostavna pravila rastvorljivosti su data u nastavku. Ova pravila važe za jedinjenja običnih katjona: Na +, K +, NH 4 +, Mg 2+, Ca 2+, Sr 2 +, Ba 2 +, Al 3+, Cr 3+ , Mn 2+, Fe 2+, Fe 3+, Co 2+, Ni 2+, Cu 2+, Zn 2+, Ag+, Cd 2+, Sn 2+, Hg 2 2+, Hg 2+ i Pb 2+ . Kada se za supstancu kaže da je "topiva", to znači da njena rastvorljivost prelazi oko 1 g na 100 ml (oko 0,1 M katjonom), a kada kažu da je supstanca „nerastvorljiva“, to znači da njena rastvorljivost ne prelazi 0,1 g u 100 ml (približno 0,01 M): Supstance čija je rastvorljivost unutar ili blizu ovih granica nazivaju se umjereno rješenjerime.
Rastvorljiva klasa:
Sve nitrati rastvorljiv.
Sve acetati rastvorljiv.
Sve hloridi , bromidi I jodidi rastvorljiv, sa izuzetkom odgovarajućih jedinjenja srebra, žive (I) (živa sa stepenom oksidacije +1) i olova. Jedinjenja PbCl 2 i PbBr 2 su umjereno rastvorljiva u hladnoj vodi (1 g u 100 ml na 20°C) i bolje rastvorljiva u vrućoj vodi (3 i 5 g u 100 ml na 100°C, respektivno).
Sve sulfati rastvorljiv, sa izuzetkom barijuma, stroncijuma i olovnih sulfata. Umjereno rastvorljiv CaSO 4 , Ag 2 SO 4 i Hg 2 SO 4 .
Sve soli na tri I, kalijum I amonijum rastvorljiv: izuzetak je NaSb (OH) 6 (natrijum antimonat), K 2 PtCl 6 (kalijev heksahloroplatinat), (NH 4) 2 PtCl 6, K 3 Co (TO 2) 6 (kalijev heksanitrokobaltat), (NH 4) sCo (NO 2) 6 i KclO 4 .
Klasa nerastvorljivih supstanci :
Sve hidroksidi netopivi, osim hidroksida alkalnih metala, amonijaka i barija; Ca(OH) 2 i Sr(OH) 2 su slabo rastvorljivi.
Sve srednje karbonati I fosfati nerastvorljiv, osim odgovarajućih spojeva alkalnih metala i amonijaka. Mnogi kiseli karbonati i fosfati, kao što su Ca (HCO 3) 2 i Ca (H 2 PO 4) 2, su rastvorljivi.
Sve sulfidi , sa izuzetkom sulfida alkalnih metala, amonijuma i zemnoalkalnih metala, nerastvorljivi.
K. x. n. O. V. Mosin
Književni izvor : L. Pauling, P. Pauling. / preveo M. V. Saharov. Ed. M. L. Karapetyants. Hemija, Moskva 1978
Margarita Khalisova
Sažetak lekcije „Voda je rastvarač. Prečišćavanje vode»
Predmet: Voda je rastvarač. Prečišćavanje vode.
Target: učvrstiti razumijevanje da tvari u vodi ne nestaju, već rastvoriti.
Zadaci:
1. Identifikujte supstance koje rastvoriti u vodi, a koje nisu rastvoriti u vodi.
2. Upoznajte se sa metodom čišćenja voda - filtriranje.
3. Stvoriti uslove za identifikaciju i testiranje različitih metoda čišćenja vode.
4. Učvrstiti znanja o pravilima bezbednog ponašanja pri radu sa raznim supstancama.
5. Razvijati logičko mišljenje modeliranjem problemskih situacija i njihovim rješavanjem.
6. Negovati tačnost i sigurno ponašanje pri radu sa raznim supstancama.
7. Podići interesovanje za kognitivne aktivnosti, eksperimentisanje.
Obrazovna područja:
kognitivni razvoj
Socio-komunikativni razvoj
Fizički razvoj
rad na vokabularu:
obogaćivanje: filter, filter
aktivacija: lijevak
preliminarni rad: govori o vodi, njenoj ulozi u životu čovjeka; vršena osmatranja vode u vrtiću, kod kuće; eksperimenti s vodom; pogledao ilustracije na tu temu « Voda» ; upoznao se sa sigurnosnim pravilima tokom istraživanja i eksperimentisanja; pogađanje zagonetki o vodi; čitanje beletristike, ekoloških bajki; igre u vodi.
Demonstracija-vizuelna materijal: lutka u plavom odijelu "kapljica".
Handout: prazne čaše, sa vodom; rastvarači: šećer, so, brašno, pesak, prehrambene boje, biljno ulje; plastične kašike, levci, gaze salvete, pamučni jastučići, kecelje od platnene tkanine, šolje za čaj, limun, džem, jednokratni tanjiri, platnena krpa na stolovima.
GCD napredak
negovatelj: - Ljudi, pre nego što počnem razgovor sa vama želim da vam poželim želju zagonetka:
Živi u morima i rijekama
Ali često leti nebom.
I kako joj je dosadno da leti
Ponovo pada na zemlju. (vode)
Pogodite o čemu će biti razgovor? Tako je, voda. To već znamo voda je tečnost.
Hajde da pogledamo nekretnine vode utvrdili smo uz pomoć eksperimenata na drugima casovi. Lista.
Djeca:
1. Uradite nema mirisa vode.
2. Nema ukusa.
3. Ona je transparentna.
4. Bezbojno.
5. Voda poprima oblik posude u koju se sipa.
6. Ima težinu.
negovatelj: - Tačno. Želite li ponovo eksperimentirati s vodom? Da bismo to učinili, moramo se nakratko pretvoriti u naučnike i pogledati u našu laboratoriju eksperimentisanje:
Skrenite desno, skrenite lijevo
Budite u laboratoriji.
(djeca prilaze mini laboratoriji).
negovatelj: - Ljudi, pogledajte ko nam je opet u poseti? I šta ima novo u laboratoriji?
Djeca: - "kapljica", djedova unuka Znalačka i lijepa kutija.
Želite li znati šta je u ovoj kutiji? Pogodi zagonetke:
1. Odvojeno - nisam tako ukusan,
Ali u hrani - svima treba (sol)
2. Ja sam bijel kao snijeg,
U čast svima.
Ušao u usta -
Tamo je nestao. (šećer)
3. Od mene se peku sirnice,
I palačinke i palačinke.
Ako pravite testo
Moram biti stavljen (brasno)
4. Žuta, ne sunce,
To lije, ne vode,
Pena u tiganju
Prskanje i šištanje (ulje)
Boje za hranu - koriste se u kulinarstvu za ukrašavanje kolača, farbanje jaja.
Pijesak - za gradnju, igrajte se s njim u pješčaniku.
Djeca ispituju epruvete sa supstancama.
negovatelj: - Sve ove supstance donete "kapljica" kako bismo joj pomogli da shvati šta će se dogoditi s vodom u interakciji s njima.
negovatelj: - Šta nam je potrebno da bismo započeli rad sa vodom?
Djeca: - Kecelje.
(djeca stavljaju kecelje od uljane tkanine i idu do stola, gdje se na poslužavniku nalaze čaše čiste vode).
negovatelj: - Prisjetimo se pravila prije nego počnemo raditi s ovim supstance:
Djeca:
1. Ne možete probati supstance - postoji mogućnost trovanja.
2. Morate biti oprezni prilikom šmrkanja, jer supstance mogu biti veoma nagrizajuće i mogu spaliti respiratorni trakt.
negovatelj: - Danil će ti pokazati kako da to uradiš kako treba (usmjeravanje mirisa iz čaše dlanom).
I. Istraživanje Posao:
negovatelj: - Ljudi, šta mislite da će se promeniti ako rastvoriti ove supstance u vodi?
Slušam očekivani rezultat djece prije miješanja tvari s vodom.
negovatelj: - Hajde da proverimo.
Predlažem da svako dijete popije čašu vode.
negovatelj: - Pogledaj i odredi koji je tamo vode?
Djeca: - Voda je bistra, bezbojno, bez mirisa, hladno.
negovatelj: - Uzmite epruvetu sa supstancom koju ste odabrali i rastvoriti u čaši vode mešajući kašikom.
Razmatramo. Slušam odgovore djece. Da li su tačno pogodili?
negovatelj: - Šta se desilo sa šećerom, solju?
sol i šećer brzo rastvoriti u vodi, voda ostaje bistra, bezbojan.
Brašno takođe rastvoriti u vodi, Ali voda postaje mutna.
Ali posle voda se malo zadržava, brašno se slegne na dno, ali rješenje i dalje oblačno.
Voda sa peskom je postalo prljavo, zamućeno, ako se više ne mešaš, onda je pesak potonuo na dno čaše, vidi se, odnosno ne rastvoreno.
prah za hranu rastvarač brzo promenio boju vode, znači, dobro se rastvara.
Ulje ne rastvara se u vodi: to bilo namazi na njegovoj površini tankim filmom, ili pluta u vodi u obliku žutih kapljica.
Voda je rastvarač! Ali ne sve supstance rastvoriti u njemu.
negovatelj: - Ljudi, radili smo sa vama i "kapljica" poziva nas na odmor.
(Djeca sjede za drugim stolom i igra se.
Igra: "Pogodi ukus pića (čaj)».
Ispijanje čaja sa različitim ukusima: šećer, džem, limun.
II Eksperimentalni rad.
Idemo na tabelu 1.
negovatelj: - Ljudi, da li je moguće prečistiti vodu od ovih supstanci koje mi imamo rastvoreno? Vratite ga u prethodno stanje transparentnosti, bez taloga. Kako uraditi?
Predlažem da ponesete naočare rješenja i idite na tabelu 2.
negovatelj: - Možete ga filtrirati. Za ovo je potreban filter. Od čega se može napraviti filter? Napravit ćemo ga od gaze i pamučnog jastučića. Pokazujem (u lijevak stavim gazu presavijenu u nekoliko slojeva, pamučni jastučić i stavim u praznu čašu).
Radimo filtere sa djecom.
Pokazujem metodu filtriranja, a zatim djeca sama filtriraju vodu sa supstancom koju su odabrala.
Podsjećam da djeca odvoje vrijeme, sipaju u potočić rješenje u lijevak sa filterom. ja govorim poslovica: "Požurite - nasmijte ljude".
Razmotrite šta se dogodilo nakon filtriranja vode sa različitim supstancama.
Ulje je brzo filtrirano jer nije rastvoreno u vodi, na filteru su jasno vidljivi tragovi ulja. Ista stvar se desila i sa peskom. Supstance koje su dobre rastvoreno u vodi: šećer, so.
Voda sa brašnom nakon filtriranja postao transparentniji. Većina brašna se taložila na filteru, samo su vrlo sitne čestice skliznule kroz filter i završile u čaši, tako da vode nije sasvim transparentno.
Nakon filtriranja boje, boja filtera se promijenila, ali je filtrirana rješenje takođe ostao u boji.
Ishod GCD:
1. Koje supstance rastvoriti u vodi? - šećer, so, boja, brašno.
2. Koje supstance nisu rastvoriti u vodi - pesku, ulje.
3. Kakav način čišćenja vode koju smo sreli? - filtriranje.
4. Sa čime? - filter.
5. Da li su se svi pridržavali sigurnosnih pravila? (jedan primjer).
6. Šta je zanimljivo (novo) jesi li saznao danas?
negovatelj: - To si danas naučio voda je rastvarač, provjerio koje supstance rastvoriti u vodi i kako prečistiti vodu od raznih supstanci.
"kapljica" hvala vam na pomoći i daje vam album za skiciranje eksperimenata. Ovim završavamo naše istraživanje, vraćamo se iz laboratorije u grupa:
Skrenite desno, skrenite lijevo.
Nađite se ponovo u grupi.
Književnost:
1. A. I. Ivanova Ekološka zapažanja i eksperimenti u vrtiću
2. G. P. Tugusheva, A. E. Chistyakova Eksperimentalna aktivnost djece srednjeg i starijeg predškolskog uzrasta starost St. Petersburg: Detstvo-Press 2010.
3. Kognitivne istraživačke aktivnosti starijih predškolaca - Dijete u vrtiću br. 3,4,5 2003.
4. Istraživačka aktivnost predškolskog uzrasta - D/u br.7 2001.
5. Eksperimentisanje sa vodom i vazduhom - D/V br. 6 2008.
6. Eksperimentalne aktivnosti u vrtiću - Vaspitač predškolske obrazovne ustanove broj 9 2009.
7. Igre - eksperimentisanje mlađeg predškolca - Predškolska pedagogija br.5 2010.
