Οι λύσεις παίζουν βασικό ρόλο στη φύση, την επιστήμη και την τεχνολογία. Το νερό είναι η βάση της ζωής, περιέχει πάντα διαλυμένες ουσίες. Το γλυκό νερό των ποταμών και των λιμνών περιέχει λίγες διαλυμένες ουσίες, ενώ το θαλασσινό νερό περιέχει περίπου 3,5% διαλυμένων αλάτων.

Ο αρχέγονος ωκεανός (κατά τη γέννηση της ζωής στη Γη) πιστεύεται ότι περιείχε μόνο 1% διαλυμένα άλατα.

«Σε αυτό το περιβάλλον αναπτύχθηκαν για πρώτη φορά οι ζωντανοί οργανισμοί, από αυτό το διάλυμα συγκέντρωσαν τα ιόντα και τα μόρια που είναι απαραίτητα για την περαιτέρω ανάπτυξη και ανάπτυξή τους… Με την πάροδο του χρόνου, οι ζωντανοί οργανισμοί αναπτύχθηκαν και μετασχηματίστηκαν, έτσι κατάφεραν να εγκαταλείψουν το υδάτινο περιβάλλον και να μετακινηθούν στη στεριά και στη συνέχεια να ανέλθουν στον αέρα. Απέκτησαν αυτές τις ικανότητες διατηρώντας στον οργανισμό τους ένα υδατικό διάλυμα με τη μορφή υγρών που περιέχουν ζωτικής σημασίας απόθεμα ιόντων και μορίων», περιγράφει με αυτά τα λόγια ο διάσημος Αμερικανός χημικός, νομπελίστας Linus Pauling. Μέσα στον καθένα μας, σε κάθε κύτταρο του σώματός μας, υπάρχουν αναμνήσεις του αρχέγονου ωκεανού, του τόπου όπου ξεκίνησε η ζωή, ενός υδατικού διαλύματος που παρέχει η ίδια ζωή.

Σε οποιονδήποτε ζωντανό οργανισμό, ένα ασυνήθιστο διάλυμα ρέει συνεχώς μέσα από τα αγγεία - αρτηρίες, φλέβες και τριχοειδή αγγεία, το οποίο αποτελεί τη βάση του αίματος, το κλάσμα μάζας των αλάτων σε αυτό είναι το ίδιο όπως στον πρωτογενή ωκεανό - 0,9%. Πολύπλοκες φυσικοχημικές διεργασίες που συμβαίνουν στο σώμα του ανθρώπου και των ζώων αλληλεπιδρούν επίσης σε διαλύματα. Η διαδικασία αφομοίωσης των τροφίμων συνδέεται με τη μεταφορά ουσιών υψηλής θρεπτικής αξίας σε διάλυμα. Τα φυσικά υδατικά διαλύματα σχετίζονται άμεσα με τις διαδικασίες σχηματισμού του εδάφους, την τροφοδοσία των φυτών με θρεπτικά συστατικά. Τέτοιες τεχνολογικές διεργασίες στη χημική και σε πολλές άλλες βιομηχανίες, όπως η παραγωγή λιπασμάτων, μετάλλων, οξέων, χαρτιού, συμβαίνουν σε διαλύματα. Η σύγχρονη επιστήμη ασχολείται με τη μελέτη των ιδιοτήτων των λύσεων. Ας μάθουμε ποια είναι η λύση;

Τα διαλύματα διαφέρουν από άλλα μείγματα στο ότι τα σωματίδια των συστατικών είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα σε αυτά και σε οποιονδήποτε μικροόγκο ενός τέτοιου μείγματος η σύνθεση θα είναι η ίδια.

Γι' αυτό τα διαλύματα νοήθηκαν ως ομοιογενή μείγματα, τα οποία αποτελούνται από δύο ή περισσότερα ομοιογενή μέρη. Αυτή η ιδέα βασίστηκε στη φυσική θεωρία των λύσεων.

Οι οπαδοί της φυσικής θεωρίας των λύσεων, με την οποία ασχολήθηκαν οι van't Hoff, Arrhenius και Ostwald, πίστευαν ότι η διαδικασία διάλυσης είναι το αποτέλεσμα της διάχυσης.

Ο D. I. Mendeleev και οι υποστηρικτές της χημικής θεωρίας πίστευαν ότι η διάλυση είναι το αποτέλεσμα της χημικής αλληλεπίδρασης μιας διαλυμένης ουσίας με τα μόρια του νερού. Έτσι, θα είναι πιο ακριβές να ορίσουμε ένα διάλυμα ως ένα ομοιογενές σύστημα που αποτελείται από σωματίδια μιας διαλυμένης ουσίας, ενός διαλύτη, καθώς και τα προϊόντα της αλληλεπίδρασής τους.

Λόγω της χημικής αλληλεπίδρασης μιας διαλυμένης ουσίας με το νερό, σχηματίζονται ενώσεις - ένυδρες. Η χημική αλληλεπίδραση συνήθως συνοδεύεται από θερμικά φαινόμενα. Για παράδειγμα, η διάλυση του θειικού οξέος στο νερό λαμβάνει χώρα με την απελευθέρωση τέτοιας τεράστιας ποσότητας θερμότητας που το διάλυμα μπορεί να βράσει, γι' αυτό και το οξύ χύνεται στο νερό και όχι το αντίστροφο. Η διάλυση ουσιών όπως το χλωριούχο νάτριο, το νιτρικό αμμώνιο, που συνοδεύεται από την απορρόφηση θερμότητας.

Ο M. V. Lomonosov απέδειξε ότι τα διαλύματα μετατρέπονται σε πάγο σε χαμηλότερη θερμοκρασία από τον διαλύτη.

site, με πλήρη ή μερική αντιγραφή του υλικού, απαιτείται σύνδεσμος στην πηγή.

MOU Maninskaya δευτεροβάθμια εκπαίδευση

Ανοιχτό μάθημα γεωγραφίας

V τάξη

Δάσκαλος:

2008.

Θέμα μαθήματος: «Το νερό είναι διαλύτης. Το έργο του νερού στη φύση.

Στόχοι μαθήματος:

Εισάγετε τους μαθητές στη σημασία του νερού στη Γη.

Δώστε την έννοια των διαλυμάτων και των εναιωρημάτων, των διαλυτών και αδιάλυτων ουσιών στο νερό

Δείξτε το έργο του νερού στη φύση (δημιουργικό και καταστροφικό)

Καλλιεργήστε το σεβασμό για το νερό, την αγάπη για την ομορφιά.

Εξοπλισμός:χάρτης των ημισφαιρίων, υδρόγειος, δήλωση για το νερό, πίνακες "Sea surf", "Cave", "Ocean", "Habitants of the Seas and Oceans", "Weathering", δοκιμαστικοί σωλήνες με νερό, αλάτι, άμμο, φίλτρο, ταινία συσκευή εγγραφής, τηλεόραση, προβολέας πολυμέσων.

Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων.

ΕΓΩ.Οργάνωση χρόνου.

II.Εκμάθηση νέου υλικού.

Το μάθημα ξεκινά με την παρακολούθηση μιας ταινίας για το νερό.

Με φόντο απαλή μουσική που αντανακλά τους ήχους του νερού.

Δάσκαλος:

Η απέραντη έκταση του ωκεανού

Και το ήσυχο τέλμα της λίμνης,

Και είναι όλα μόνο νερό

Το θέμα του μαθήματός μας είναι «Το νερό είναι διαλύτης. Το έργο του νερού στη φύση.

Ο ακαδημαϊκός μίλησε ξεκάθαρα και με ακρίβεια για τον ρόλο του νερού στη φύση. «Είναι το νερό απλώς ένα υγρό που χύνεται σε ένα ποτήρι;

Ο ωκεανός που καλύπτει σχεδόν ολόκληρο τον πλανήτη, ολόκληρη την υπέροχη Γη μας, στην οποία ξεκίνησε η ζωή πριν από εκατομμύρια χρόνια, είναι το νερό».

Σύννεφα, σύννεφα, ομίχλη, που μεταφέρουν υγρασία σε όλα τα έμβια όντα στην επιφάνεια της γης - αυτό είναι επίσης νερό.

Σαν ντυμένος με δαντέλα

Δέντρα, θάμνοι, σύρματα,

Και μοιάζει με παραμύθι

Στην πραγματικότητα, είναι απλώς νερό.

Απεριόριστη ποικιλία ζωής. Είναι παντού στον πλανήτη μας. Αλλά η ζωή είναι μόνο όπου υπάρχει νερό. Δεν υπάρχει ζωντανό ον αν δεν υπάρχει νερό. Ναι, σήμερα στο μάθημά μας θα μιλήσουμε για το νερό, για τη Βασίλισσα - Βοδίτσα. Ας κάνουμε λίγη προπόνηση.

Λύστε γρίφους.

1. Περπατά υπόγεια

Κοιτάζει τον ουρανό. ( άνοιξη)

2. Τι είναι ορατό όταν δεν φαίνεται τίποτα. ( ομίχλη)

3. Το βράδυ πετάει στο έδαφος,

Η νύχτα είναι στη γη

Το πρωί πετάει ξανά. ( δροσιά)

4. Πετάνε χωρίς φτερά,

Τρέξιμο χωρίς πόδια

Ιστιοπλοΐα χωρίς πανί. ( σύννεφα)

5. Όχι άλογο, αλλά τρέξιμο,

Όχι δάσος, αλλά θορυβώδες. ( ποτάμι, ρέμα).

6. Ήρθε - σφυροκοπήθηκε στη στέγη,

Έφυγε και δεν τον άκουσε κανείς. ( βροχή)

Ας δούμε τον κόσμο. Ο πλανήτης μας ονομάζεται Γη από μια ξεκάθαρη παρανόηση: η γη αντιπροσωπεύει το ¼ της επικράτειάς του και οτιδήποτε άλλο είναι νερό. Θα ήταν σωστό να τον ονομάσουμε πλανήτη Νερό! Υπάρχει πολύ νερό στη γη, αλλά δεν υπάρχει απολύτως καθαρό νερό στη φύση, υπάρχει πάντα σε αυτήν, μερικές ακαθαρσίες, μερικές από αυτές είναι επιθυμητές, αφού τις χρειάζεται ο ανθρώπινος οργανισμός. Άλλα μπορεί να είναι επικίνδυνα για την υγεία και να καταστήσουν το νερό άχρηστο.

1. Το νερό είναι διαλύτης.

Δεν υπάρχουν ουσίες που, τουλάχιστον σε μικρό βαθμό, να μην διαλύονται στο νερό. Ακόμη και ο χρυσός, το ασήμι, ο σίδηρος, το γυαλί διαλύονται στο νερό σε μικρό βαθμό. Οι επιστήμονες έχουν υπολογίσει ότι, για παράδειγμα, όταν πίνουμε ένα ποτήρι ζεστό τσάι, απορροφούμε περίπου 0,0001 g διαλυμένου γυαλιού με αυτό. Λόγω της ικανότητας του νερού να διαλύει άλλες ουσίες, δεν μπορεί ποτέ να ονομαστεί απολύτως καθαρό.

Επίδειξη εμπειρίας:νερό ως διαλύτης.

Ρίχνουμε αλάτι σε ένα ποτήρι νερό και το ανακατεύουμε με ένα κουτάλι. Τι συμβαίνει με τους κρυστάλλους αλατιού; Γίνονται όλο και μικρότεροι και σύντομα εξαφανίζονται εντελώς. Αλλά το αλάτι έχει εξαφανιστεί;

Οχι. Διαλύθηκε στο νερό. Πήραμε αλατούχο διάλυμα.

Περάστε το διάλυμα αλατιού μέσα από το φίλτρο. Δεν έχει κολλήσει τίποτα στο φίλτρο. Το διάλυμα άλατος πέρασε ελεύθερα μέσα από το φίλτρο. Τι ονομάζεται λύση;

Λύση - ένα υγρό που περιέχει ξένες ουσίες που είναι ομοιόμορφα κατανεμημένες σε αυτό .

Επίδειξη εμπειρίας:πήλινη εμπειρία.

Ας κάνουμε το ίδιο και με τον πηλό. Τα σωματίδια αργίλου επιπλέουν στο νερό. Ας περάσουμε το νερό από το φίλτρο. Το νερό πέρασε μέσα από αυτό και τα σωματίδια αργίλου παρέμειναν στο φίλτρο.

Από αυτή την εμπειρία μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι ο πηλός δεν διαλύεται στο νερό.

Πώς διαφέρουν τα αποτελέσματα των δύο πειραμάτων; ( το νερό με διαλυμένο αλάτι είναι διαυγές, αλλά το νερό με άργιλο όχι)

Πράγματι, στο φυσικό νερό μπορεί να υπάρχουν διάφορα σωματίδια που δεν διαλύονται σε αυτό. Τέτοια σωματίδια το κάνουν θολό. Στην προκειμένη περίπτωση μιλάει κανείς εναιώρημα. Μετά από παραμονή για αρκετή ώρα, το θολό υγρό γίνεται διαφανές. Τα αδιάλυτα σωματίδια ύλης βυθίζονται στον πυθμένα. Και στις λύσεις, όσο κι αν στέκονται, οι ουσίες δεν κατακάθονται στον πάτο.

Οι άνθρωποι έχουν από καιρό παρατηρήσει ότι το νερό που χύνεται σε ασημένια δοχεία δεν χαλάει για μεγάλο χρονικό διάστημα. Το γεγονός είναι ότι περιέχει διαλυμένο ασήμι, το οποίο έχει επιζήμια επίδραση στα βακτήρια στο νερό. Το «ασημί» νερό χρησιμοποιείται από τους αστροναύτες κατά τη διάρκεια πτήσεων.

Πώς μπορείτε να προετοιμάσετε ασημένιο νερό στο σπίτι;

Στο νερό δεν διαλύονται μόνο στερεές και υγρές ουσίες, αλλά και αέρια: οξυγόνο, άζωτο, διοξείδιο του άνθρακα.

Το διαλυμένο οξυγόνο στο νερό αναπνέεται από ψάρια, φυτά και ζώα.

Η λήψη ανθρακούχου νερού βασίζεται στη διάλυση του διοξειδίου του άνθρακα στο νερό.

Φυσική Αγωγή "Το νερό δεν είναι νερό"

Παιχνίδι ενσυνειδητότητας. Ονομάζω τις λέξεις. Εάν η ονομαστική λέξη σημαίνει αυτό που περιέχει νερό (σύννεφο), τότε τα παιδιά πρέπει να σηκωθούν όρθια. Εάν ένα αντικείμενο ή ένα φαινόμενο σχετίζεται έμμεσα με το νερό (ένα πλοίο), τα παιδιά σηκώνουν το χέρι τους. Εάν καλέσετε ένα αντικείμενο ή φαινόμενο που δεν έχει σχέση με το νερό (άνεμος), τα παιδιά χτυπούν τα χέρια τους.

Λακκούβα, βάρκα, βροχή, άμμος, καταρράκτης, πέτρα, δύτης, χιόνι, δέντρο, παραλία, φώκια, αυτοκίνητο, σύννεφο.

2. Το έργο του νερού στη φύση.

Πολλά φαινόμενα στην επιφάνεια της Γης συμβαίνουν με τη συμμετοχή του νερού.

Έτσι, τα ρεύματα λιωμένου νερού, που ενώνονται, γίνονται τρομερά ρυάκια και μπορούν να φέρουν μεγάλη καταστροφή. Έτσι σχηματίζονται οι χαράδρες επίδειξη «ανάγλυφου», «σχηματισμός χαράδρας»).

Το νερό ξεπλένει το ανώτερο στρώμα του γόνιμου εδάφους.

Κάτω από τη δράση του νερού, οι βράχοι καταστρέφονται αργά ( ιστορία σύμφωνα με τον πίνακα "Καιρός"). Στο λαό υπάρχει μια παροιμία «Το νερό φθείρει μια πέτρα».

Διεισδύοντας στο έδαφος, το νερό διαβρώνει και διαλύει διάφορα πετρώματα. Έτσι σχηματίζονται υπόγεια κενά - σπηλιές ( τραπέζι "Σπηλιά").

Οι τρομερές φυσικές καταστροφές όπως οι πλημμύρες και τα τσουνάμι είναι γνωστές.

Κατά τις πλημμύρες και τα τσουνάμι, το νερό γκρεμίζει γέφυρες, καταστρέφει τράπεζες και κτίρια, καταστρέφει καλλιέργειες καλλιεργούμενων φυτών και αφαιρεί ανθρώπινες ζωές.

Μήνυμα μαθητή «Πλημμύρες».

Πλημμύρα είναι η πλημμύρα της περιοχής, οικισμών, βιομηχανικών και αγροτικών εγκαταστάσεων, προκαλώντας ζημιές. Οι πλημμύρες οδηγούν σε καταστροφή οικονομικών εγκαταστάσεων, θάνατο καλλιεργειών, δασών και αναγκαστική εκκένωση του πληθυσμού από την πλημμυρική ζώνη. Ονομάζονται πλημμύρες που οδηγούν όχι μόνο σε καταστροφές, αλλά και σε ανθρώπινα θύματα καταστροφικός.

Η αιτία τους μπορεί να είναι οι έντονες βροχοπτώσεις, το φιλικό λιώσιμο του χιονιού μετά από έναν χιονισμένο χειμώνα.

Μήνυμα μαθητή "Τσουνάμι"

Τα τσουνάμι είναι ένα σπάνιο αλλά πολύ επικίνδυνο φυσικό φαινόμενο. Η λέξη «τσουνάμι» στα ιαπωνικά σημαίνει «μεγάλο κύμα που πλημμυρίζει τον κόλπο». Αυτά τα κύματα μπορεί να είναι μικρά έως και ανεπαίσθητα, αλλά μπορεί επίσης να είναι και καταστροφικά. Τα καταστροφικά τσουνάμι προκαλούνται κυρίως από ισχυρούς υποθαλάσσιους σεισμούς σε μεγάλα βάθη θαλασσών και ωκεανών, καθώς και από υποθαλάσσιες ηφαιστειακές εκρήξεις. Ταυτόχρονα, δισεκατομμύρια τόνοι νερού τίθενται σε κίνηση σε σύντομες χρονικές περιόδους. Υπάρχουν χαμηλά κύματα που τρέχουν κατά μήκος της επιφάνειας του ωκεανού με την ταχύτητα ενός τζετ αεροσκάφους - 700-800 χιλιόμετρα την ώρα.

Στον ανοιχτό ωκεανό, ακόμη και τα πιο τρομερά τσουνάμι δεν είναι καθόλου επικίνδυνα. Τραγωδίες διαδραματίζονται όταν τα κύματα τσουνάμι πλησιάζουν τη ρηχή παράκτια περιοχή. Στην ακτή τα κύματα φτάνουν τα 10-15 μέτρα και πάνω.

Οι συνέπειες ενός τσουνάμι μπορεί να είναι καταστροφικές: προκαλούν τεράστιες καταστροφές, αφαιρούν εκατοντάδες χιλιάδες ανθρώπινες ζωές.

Ο μεγαλύτερος αριθμός τσουνάμι προέρχεται από τις ακτές του Ειρηνικού (περίπου μία φορά το χρόνο).

Δάσκαλος:Ποια είναι η δουλειά που κάνει το νερό σε όλα αυτά τα παραδείγματα;

(καταστρεπτικός)

Όμως το νερό δεν λειτουργεί μόνο καταστροφικά. Το νερό του ποταμού κατά τη διάρκεια της πλημμύρας της άνοιξης προκαλεί γόνιμη λάσπη για να χωρίσει οικόπεδα. Η βλάστηση αναπτύσσεται πολύ καλά πάνω τους.

Καμία διαδικασία στους ζωντανούς οργανισμούς δεν λαμβάνει χώρα χωρίς τη συμμετοχή του νερού. Τα φυτά το χρειάζονται για να απορροφούν ουσίες από το έδαφος, να τις μετακινούν κατά μήκος του στελέχους, των φύλλων, με τη μορφή διαλυμάτων, για τη βλάστηση των σπόρων.

Όλα τα ζωντανά και μη: οποιοδήποτε έδαφος, πέτρες, όλα τα αντικείμενα, τα σώματα, οι οργανισμοί - αποτελούνται από νερό.

Για παράδειγμα, στο ανθρώπινο σώμα, το νερό αποτελεί το 60-80% της συνολικής μάζας.

Το νερό παίζει σημαντικό ρόλο στη ζωή της ανθρώπινης κοινωνίας. Ο άνθρωπος έχει μετατρέψει τις δεξαμενές σε διαδρομές μεταφοράς, τα ποτάμια ρέουν - πηγή φθηνού ηλεκτρισμού.

Το νερό είναι ο βιότοπος πολλών ζωντανών οργανισμών που δεν μπορούν να βρεθούν στην ξηρά (στ απόσπασμα του βίντεο της ταινίας "Κάτοικοι των θαλασσών και των ωκεανών")

Οι υδάτινοι πόροι είναι ο εθνικός πλούτος της χώρας μας, ο οποίος απαιτεί προσεκτική αντιμετώπιση: αυστηρή λογιστική, προστασία από τη ρύπανση και οικονομική χρήση.

Δάσκαλος: ΑΧρησιμοποιούμε πάντα το νερό με φειδώ;

Ο άνθρωπος να θυμάσαι για πάντα:

Το σύμβολο της ζωής στη γη είναι το νερό!

Αποθηκεύστε το και φροντίστε -

Δεν είμαστε μόνοι στον πλανήτη!

III. Αγκυροβολία

1. Ερωτήσεις:

α) Πώς ονομάζονται όλες οι θάλασσες και οι ωκεανοί μαζί ( παγκόσμιος ωκεανός)

β) Όχι η θάλασσα, όχι η στεριά - τα πλοία δεν πλέουν και δεν μπορείς να περπατήσεις ( τέλμα)

β) Το πόσιμο νερό παντού είναι καταστροφή ( θάλασσα)

δ) Μαντέψτε για ποια ουσία μιλάμε: Αυτή η ουσία είναι πολύ διαδεδομένη στη φύση, αλλά πρακτικά δεν εμφανίζεται στην καθαρή της μορφή. Χωρίς αυτή την ουσία, η ζωή είναι αδύνατη. Μεταξύ των αρχαίων λαών, θεωρούνταν σύμβολο αθανασίας και γονιμότητας. Γενικά, αυτό είναι το πιο ασυνήθιστο υγρό στον κόσμο. Τι είναι αυτό? ( νερό).

2. Το παιχνίδι "Διαβάστε την περίσσεια" (κάρτες με την εργασία στα τραπέζια των μαθητών)

Εργασία: διαγράψτε την επιπλέον λέξη και εξηγήστε γιατί;

α) Χιόνι, πάγος, ατμός, χαλάζι.

β) Βροχή, χιονονιφάδα, θάλασσα, ποτάμι.

γ) Χαλάζι, υδρατμοί, χιόνι, βροχή.

3. Και τώρα η επόμενη εργασία. Συμπληρώστε τα κενά του κειμένου:

Νερό ... διαλύτης. Διαλύει στερεά.

Για παράδειγμα... : υγρές ουσίες, για παράδειγμα... αέριες ουσίες,

Για παράδειγμα…

Από αυτή την άποψη, είναι αδύνατο να βρει κανείς... νερό στη φύση.

4. Το παιχνίδι "Extra Property"

Εργασία: Διαγράψτε την ιδιότητα που δεν ισχύει για το νερό.

Ιδιοκτησία:

α) Έχει χρώμα, δεν έχει χρώμα.

β) Έχει γεύση, δεν έχει γεύση.

γ) Άοσμο, άοσμο.

δ) Αδιαφανές, διαφανές.

ε) Έχει ρευστότητα, δεν έχει ρευστότητα.

ε) Θερμαίνεται γρήγορα και κρυώνει γρήγορα, ζεσταίνεται αργά και κρυώνει αργά.

ζ) Διαλύει άμμο και κιμωλία, διαλύει αλάτι και ζάχαρη.

η) Έχει μορφή, δεν έχει μορφή.

Με φόντο τη μουσική

Δάσκαλος:

Το νερό είναι ένα υπέροχο φυσικό δώρο,

Ζωντανό ρέον και ελεύθερο,

Ζωγραφίζει εικόνες της ζωής μας.

Στις τρεις σημαντικές υποστάσεις του.

Τώρα ένα ρυάκι, μετά ένα ποτάμι ανέμους,

Χύνεται από το ποτήρι στο έδαφος.

Παγώνει σαν ένα λεπτό κομμάτι πάγου

Όμορφη ονομασία νιφάδα χιονιού.

Αυτό παίρνει την ελαφρότητα του ατμού:

Ήταν εκεί και ξαφνικά είχε φύγει.

Μεγάλη εργάτρια Βοδίτσα,

Λοιπόν, πώς να μην θαυμάζει.

Επιπλέει προς το μέρος μας στα σύννεφα,

Πίνοντας χιόνι και βροχή

Και καταστρέφει και προκαλεί

Και έτσι ζητά τη φροντίδα μας.

IV. Εργασία για το σπίτι§ 23, εργασία 77 βιβλίο εργασίας. σελίδα 45

Το νερό είναι μια από τις πιο κοινές ενώσεις στη γη. Δεν είναι μόνο σε ποτάμια και θάλασσες. Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί περιέχουν επίσης νερό. Η ζωή είναι αδύνατη χωρίς αυτό. Το νερό είναι καλός διαλύτης (διάφορες ουσίες διαλύονται εύκολα σε αυτό). Τα ζώα και ο χυμός των φυτών αποτελούνται κυρίως από νερό. Το νερό υπάρχει για πάντα. μετακινείται συνεχώς από το έδαφος προς την ατμόσφαιρα και τους οργανισμούς και αντίστροφα. Πάνω από το 70% της επιφάνειας της γης καλύπτεται με νερό.

Τι είναι το νερό

Ο κύκλος του νερού

Το νερό των ποταμών, των θαλασσών, των λιμνών εξατμίζεται συνεχώς και μετατρέπεται σε μικροσκοπικές σταγόνες υδρατμών. Οι σταγόνες συγκεντρώνονται για να σχηματιστούν, από τις οποίες το νερό πέφτει στο έδαφος με τη μορφή βροχής. Αυτός είναι ο κύκλος του νερού στη φύση. Στα σύννεφα, ο ατμός ψύχεται και επιστρέφει στη γη με τη μορφή βροχής, χιονιού ή χαλαζιού. Τα λύματα από υπονόμους και εργοστάσια επεξεργάζονται και στη συνέχεια απορρίπτονται στη θάλασσα.

Σταθμός νερού

Το νερό του ποταμού περιέχει απαραίτητα ακαθαρσίες, επομένως πρέπει να καθαριστεί. Το νερό εισέρχεται στις δεξαμενές, όπου κατακάθεται και στερεά σωματίδια κατακάθονται στον πυθμένα. Στη συνέχεια, το νερό περνά μέσα από φίλτρα που παγιδεύουν τυχόν εναπομείναντα στερεά. Το νερό διεισδύει μέσα από στρώματα καθαρού χαλικιού, άμμου ή ενεργού άνθρακα, όπου καθαρίζεται από ακαθαρσίες και στερεές ακαθαρσίες. Μετά τη διήθηση, το νερό επεξεργάζεται με χλώριο για να σκοτώσει τα παθογόνα βακτήρια, μετά το οποίο αντλείται σε δεξαμενές και τροφοδοτείται σε κτίρια κατοικιών και εργοστάσια. Πριν πάνε τα λύματα στη θάλασσα, πρέπει να υποβληθούν σε επεξεργασία. Στη μονάδα επεξεργασίας νερού, περνά μέσα από φίλτρα που παγιδεύουν τη βρωμιά, στη συνέχεια αντλείται σε σηπτικές δεξαμενές, όπου τα στερεά σωματίδια πρέπει να καθιζάνουν στον πυθμένα. Τα βακτήρια καταστρέφουν τα υπολείμματα οργανικών ουσιών, αποσυντίθενται σε αβλαβή συστατικά.

Καθαρισμός νερού

Το νερό είναι καλός διαλύτης, επομένως συνήθως περιέχει ακαθαρσίες. Μπορείτε να καθαρίσετε το νερό με απόσταξη(δείτε το άρθρο ""), αλλά μια πιο αποτελεσματική μέθοδος καθαρισμού είναι απιονισμός(αφαλάτωση). Τα ιόντα είναι άτομα ή μόρια που έχουν χάσει ή αποκτήσει ηλεκτρόνια και, ως εκ τούτου, έχουν λάβει θετικό ή αρνητικό φορτίο. Για τον απιονισμό, μια ουσία που ονομάζεται εναλλάκτης ιόντων. Έχει θετικά φορτισμένα ιόντα υδρογόνου (H +) και αρνητικά φορτισμένα ιόντα υδροξειδίου (OH -) Όταν μολυσμένο νερό διέρχεται από τον ιονανταλλάκτη, τα ιόντα ακαθαρσίας αντικαθίστανται από ιόντα υδρογόνου και υδροξειδίου από τον ιονανταλλάκτη. Τα ιόντα υδρογόνου και υδροξειδίου συνδυάζονται για να σχηματίσουν νέα μόρια νερού. Το νερό που έχει περάσει από τον ιονανταλλάκτη δεν περιέχει πλέον ακαθαρσίες.

Το νερό ως διαλύτης

Το νερό είναι εξαιρετικός διαλύτης, πολλές ουσίες διαλύονται εύκολα σε αυτό (δείτε επίσης το άρθρο ""). Γι' αυτό το καθαρό νερό σπάνια βρίσκεται στη φύση. Σε ένα μόριο νερού, τα ηλεκτρικά φορτία είναι ελαφρώς διαχωρισμένα, αφού τα άτομα υδρογόνου βρίσκονται στη μία πλευρά του μορίου. Εξαιτίας αυτού, οι ιοντικές ενώσεις (ενώσεις που αποτελούνται από ιόντα) διαλύονται τόσο εύκολα σε αυτό. Τα ιόντα είναι φορτισμένα και τα μόρια του νερού τα έλκουν.

Το νερό, όπως όλοι οι διαλύτες, μπορεί να διαλύσει μόνο μια περιορισμένη ποσότητα μιας ουσίας. Ένα διάλυμα ονομάζεται κορεσμένο όταν ο διαλύτης δεν μπορεί να διαλύσει ένα επιπλέον μέρος της ουσίας. Τυπικά, η ποσότητα μιας ουσίας που μπορεί να διαλύσει ένας διαλύτης αυξάνεται με τη θερμότητα. Η ζάχαρη διαλύεται πιο εύκολα στο ζεστό coda παρά στο κρύο coda. Τα αναβράζοντα ποτά είναι υδατικοί διαχυτές διοξειδίου του άνθρακα. Όσο υψηλότερο είναι, τόσο περισσότερο αέριο μπορεί να απορροφήσει το διάλυμα. Επομένως, όταν ανοίγουμε ένα κουτί ποτού και έτσι μειώνουμε την πίεση, το διοξείδιο του άνθρακα διαφεύγει από το ποτό. Όταν θερμαίνεται, η διαλυτότητα των αερίων μειώνεται. Σε 1 λίτρο ποταμού και θαλασσινού νερού, συνήθως διαλύονται περίπου 0,04 γραμμάρια οξυγόνου. Αυτό είναι αρκετό για τα φύκια, τα ψάρια και άλλους κατοίκους των θαλασσών και των ποταμών.

σκληρό νερό

Τα ορυκτά διαλύονται σε σκληρό νερό, το οποίο έφτασε εκεί από τα βράχια μέσα από τα οποία έρεε το νερό. Σε τέτοιο νερό, το σαπούνι δεν αφρίζει καλά, γιατί αντιδρά με μέταλλα και σχηματίζει νιφάδες. Υπάρχουν δύο είδη σκληρού νερού. η διαφορά μεταξύ τους είναι στον τύπο των διαλυμένων ορυκτών. Ο τύπος των ορυκτών που διαλύονται στο νερό εξαρτάται από τον τύπο των πετρωμάτων μέσα από τα οποία ρέει το νερό (βλ. εικόνα). Η προσωρινή σκληρότητα του νερού εμφανίζεται όταν ο ασβεστόλιθος αντιδρά με το νερό της βροχής. Ο ασβεστόλιθος είναι ένα αδιάλυτο ανθρακικό ασβέστιο και το βρόχινο νερό είναι ένα ασθενές διάλυμα ανθρακικού οξέος. Το οξύ αντιδρά με το ανθρακικό ασβέστιο για να σχηματίσει διττανθρακικό, το οποίο διαλύεται στο νερό και το σκληραίνει.

Όταν το νερό βράζει ή εξατμίζεται με προσωρινή σκληρότητα, ορισμένα από τα ορυκτά κατακρημνίζονται, σχηματίζοντας λέπια στο κάτω μέρος του βραστήρα ή σταλακτίτες και σταλαγμίτες στο σπήλαιο. Το νερό με σταθερή σκληρότητα περιέχει άλλες ενώσεις ασβεστίου και μαγνησίου, όπως ο γύψος. Αυτά τα μέταλλα δεν καθιζάνουν όταν βράζονται.

Αποσκλήρυνση νερού

Μπορείτε να αφαιρέσετε τα μέταλλα που κάνουν το νερό σκληρό προσθέτοντας σόδα πλύσης στο διάλυμα ή με ανταλλαγή ιόντων, μια διαδικασία παρόμοια με τον απιονισμό του νερού κατά τον καθαρισμό. Μια ουσία που περιέχει ιόντα νατρίου που ανταλλάσσονται με ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου στο νερό. Σε έναν ιονανταλλάκτη διέρχεται σκληρό νερό ζεόλιθος- ουσία που περιέχει νάτριο. Στον ζεόλιθο, τα ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου αναμιγνύονται με ιόντα νατρίου, τα οποία δεν δίνουν σκληρότητα του νερού. Η σόδα πλυσίματος είναι ανθρακικό νάτριο. Στο σκληρό νερό, αντιδρά με ενώσεις ασβεστίου και μαγνησίου. Το αποτέλεσμα είναι αδιάλυτες ενώσεις που δεν σχηματίζουν νιφάδες.

Ρύπανση των υδάτων

Όταν μη επεξεργασμένο νερό από εργοστάσια και σπίτια εισέρχεται στις θάλασσες και τα ποτάμια, εμφανίζεται ρύπανση των υδάτων. Εάν υπάρχουν πάρα πολλά απόβλητα στο νερό, τα οργανικά αποσυντιθέμενα βακτήρια πολλαπλασιάζονται και καταναλώνουν σχεδόν όλο το οξυγόνο. Σε τέτοιο νερό επιβιώνουν μόνο παθογόνα βακτήρια που μπορούν να ζήσουν σε νερό χωρίς οξυγόνο. Όταν το επίπεδο του διαλυμένου οξυγόνου στο νερό μειώνεται, τα ψάρια και τα φυτά πεθαίνουν. Τα σκουπίδια, τα φυτοφάρμακα και τα νιτρικά από λιπάσματα μπαίνουν επίσης στο νερό, δηλητηριώδη - μόλυβδος, υδράργυρος. Οι δηλητηριώδεις ουσίες, συμπεριλαμβανομένων των μετάλλων, εισέρχονται στο σώμα των ψαριών και από αυτές - στο σώμα άλλων ζώων και ακόμη και ανθρώπων. Τα φυτοφάρμακα σκοτώνουν μικροοργανισμούς και ζώα, διαταράσσοντας έτσι τη φυσική ισορροπία. Λιπάσματα από τα χωράφια και απορρυπαντικά που περιέχουν φωσφορικά άλατα, που εισέρχονται στο νερό, προκαλούν αυξημένη ανάπτυξη των φυτών. Τα φυτά και τα βακτήρια που τρέφονται με νεκρά φυτά προσλαμβάνουν οξυγόνο, μειώνοντας την περιεκτικότητά του στο νερό.

Σύντομη περιγραφή του ρόλου του νερού για τους οργανισμούς

Το νερό είναι η πιο σημαντική ανόργανη ένωση, χωρίς την οποία η ζωή είναι αδύνατη. Αυτή η ουσία είναι επίσης το πιο σημαντικό μέρος και παίζει μεγάλο ρόλο ως εξωτερικός παράγοντας για όλα τα έμβια όντα.

Στον πλανήτη Γη, το νερό βρίσκεται σε τρεις καταστάσεις συσσωμάτωσης: αέριο (μέσα ατμοί, υγρό (νερό μέσα και ομίχλη στην ατμόσφαιρα) και στερεό (νερό σε παγετώνες, παγόβουνα κ.λπ.). Ο τύπος του ατμού νερού είναι H 2 O , υγρό (H 2 O) 2 (σε T \u003d 277 K) και (H 2 O) n - για στερεό νερό (κρύσταλλοι πάγου), όπου n \u003d 3, 4, ... (εξαρτάται από τη θερμοκρασία - το χαμηλότερο η θερμοκρασία, τόσο μεγαλύτερη είναι η τιμή του n) Τα μόρια του νερού συνδυάζονται σε σωματίδια με τον τύπο (H 2 O) n ως αποτέλεσμα του σχηματισμού ειδικών χημικών δεσμών που ονομάζονται υδρογόνο· αυτά τα σωματίδια ονομάζονται συνδεδεμένα· λόγω του σχηματισμού συναφών , προκύπτουν χαλαρότερες δομές από το υγρό νερό, επομένως, σε θερμοκρασία κάτω από 277 K, η πυκνότητα του νερού, σε αντίθεση με άλλες ουσίες, δεν αυξάνεται, αλλά μειώνεται, ως αποτέλεσμα, ο πάγος επιπλέει στην επιφάνεια του υγρού νερού και οι βαθιές δεξαμενές κάνουν να μην παγώνει στον πυθμένα, ειδικά επειδή το νερό έχει χαμηλή θερμική αγωγιμότητα. Αυτό έχει μεγάλη σημασία για τους οργανισμούς που ζουν στο νερό - δεν πεθαίνουν σε σοβαρούς παγετούς και επιβιώνουν κατά το χειμερινό κρύο μέχρι την έναρξη ευνοϊκότερων συνθηκών θερμοκρασίας.

Η παρουσία δεσμών υδρογόνου καθορίζει την υψηλή θερμοχωρητικότητα του νερού, η οποία καθιστά δυνατή τη ζωή στην επιφάνεια της Γης, καθώς η παρουσία του νερού βοηθά στη μείωση της διαφοράς θερμοκρασίας μέρα και νύχτα, καθώς και χειμώνα και καλοκαίρι, επειδή όταν ψύχεται , το νερό συμπυκνώνεται και απελευθερώνεται θερμότητα, και όταν θερμαίνεται, το νερό εξατμίζεται, στο σπάσιμο των δεσμών υδρογόνου ξοδεύεται και η επιφάνεια της Γης δεν υπερθερμαίνεται.

Τα μόρια του νερού σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου όχι μόνο μεταξύ τους, αλλά και με μόρια άλλων ουσιών (υδατάνθρακες, πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα), κάτι που είναι ένας από τους λόγους για την εμφάνιση ενός συμπλέγματος χημικών ενώσεων, ως αποτέλεσμα του οποίου η ύπαρξη μια ειδική ουσία είναι δυνατή - μια ζωντανή ουσία που σχηματίζει διάφορα .

Ο οικολογικός ρόλος του νερού είναι τεράστιος και έχει δύο όψεις: είναι τόσο εξωτερικός (πρώτη όψη) όσο και εσωτερικός (δεύτερη πτυχή) περιβαλλοντικός παράγοντας. Ως εξωτερικός περιβαλλοντικός παράγοντας, το νερό αποτελεί μέρος αβιοτικών παραγόντων (υγρασία, βιότοπος, αναπόσπαστο μέρος του κλίματος και του μικροκλίματος). Ως εσωτερικός παράγοντας, το νερό παίζει σημαντικό ρόλο μέσα στο κύτταρο και μέσα στο σώμα. Εξετάστε το ρόλο του νερού μέσα στο κύτταρο.

Στο κελί, το νερό εκτελεί τις ακόλουθες λειτουργίες:

1) το περιβάλλον στο οποίο βρίσκονται όλα τα οργανίδια του κυττάρου.

2) ένας διαλύτης τόσο για ανόργανες όσο και για οργανικές ουσίες.

3) περιβάλλον για την εμφάνιση διαφόρων βιοχημικών διεργασιών.

4) ένας καταλύτης για αντιδράσεις ανταλλαγής μεταξύ ανόργανων ουσιών.

5) αντιδραστήριο για τις διεργασίες υδρόλυσης, ενυδάτωσης, φωτόλυσης κ.λπ.

6) δημιουργεί μια ορισμένη κατάσταση του κυττάρου, όπως το turgor, που κάνει το κύτταρο ελαστικό και μηχανικά ισχυρό.

7) εκτελεί μια δομική λειτουργία, που συνίσταται στο γεγονός ότι το νερό είναι μέρος διαφόρων κυτταρικών δομών, όπως μεμβράνες κ.λπ.

8) είναι ένας από τους παράγοντες που ενώνουν όλες τις κυτταρικές δομές σε ένα ενιαίο σύνολο.

9) δημιουργεί ηλεκτρική αγωγιμότητα του μέσου, μετατρέποντας ανόργανες και οργανικές ενώσεις σε διαλυμένη κατάσταση, προκαλώντας ηλεκτρολυτική διάσταση ιοντικών και εξαιρετικά πολικών ενώσεων.

Ο ρόλος του νερού στο σώμα είναι ότι:

1) εκτελεί λειτουργία μεταφοράς, καθώς μετατρέπει τις ουσίες σε διαλυτή κατάσταση και τα προκύπτοντα διαλύματα λόγω διαφόρων δυνάμεων (για παράδειγμα, οσμωτική πίεση κ.λπ.) μετακινούνται από το ένα όργανο στο άλλο.

2) εκτελεί αγώγιμη λειτουργία λόγω του γεγονότος ότι το σώμα περιέχει ηλεκτρολυτικά διαλύματα ικανά να μεταφέρουν ηλεκτροχημικές ώσεις.

3) συνδέει μεμονωμένα όργανα και συστήματα οργάνων λόγω της παρουσίας ειδικών ουσιών (ορμονών) στο νερό, ενώ πραγματοποιεί χυμική ρύθμιση.

4) είναι μία από τις ουσίες που ρυθμίζουν τη θερμοκρασία του σώματος του σώματος (το νερό με τη μορφή ιδρώτα απελευθερώνεται στην επιφάνεια του σώματος, εξατμίζεται, λόγω του οποίου απορροφάται θερμότητα και το σώμα ψύχεται).

5) περιλαμβάνεται στα τρόφιμα κ.λπ.

Η σημασία του νερού έξω από το σώμα περιγράφεται παραπάνω (ενδιαίτημα, ρυθμιστής θερμοκρασίας περιβάλλοντος κ.λπ.).

Για τους οργανισμούς, σημαντικό ρόλο παίζει το γλυκό νερό (περιεκτικότητα σε αλάτι μικρότερη από 0,3%). Στη φύση, χημικά καθαρό νερό πρακτικά δεν υπάρχει, το πιο καθαρό είναι το νερό της βροχής από αγροτικές περιοχές, απομακρυσμένες από μεγάλους οικισμούς. Το νερό που περιέχεται σε γλυκά νερά - ποτάμια, λίμνες, φρέσκες λίμνες - είναι κατάλληλο για οργανισμούς.

Το νερό είναι η πιο σημαντική χημική ένωση στη γη. Το νερό είναι το κύριο συστατικό όλων των ζωντανών οργανισμών και του περιβάλλοντος στο οποίο ζει και υπάρχει ένας άνθρωπος. Οι φυσικές ιδιότητες του νερού διαφέρουν έντονα από τις ιδιότητες άλλων ουσιών και η φύση αυτών των διαφορών καθορίζει τη φύση του φυσικού και βιολογικού κόσμου.

Με την πάροδο του χρόνου, οι ζωντανοί οργανισμοί εξελίχθηκαν, γεγονός που τους επέτρεψε να εγκαταλείψουν το υδάτινο περιβάλλον και να μετακινηθούν στη στεριά και να ανέβουν στον αέρα. Απέκτησαν αυτή την ικανότητα διατηρώντας στους οργανισμούς τους ένα υδατικό διάλυμα με τη μορφή υγρού συστατικού ιστού, πλάσματος αίματος και μεσοκυττάρια υγρά που περιέχουν την απαραίτητη παροχή ιόντων και μορίων.

Το νερό, σε αντίθεση με τους οργανικούς διαλύτες, διαλύει καλά τα άλατα, αφού έχει πολύ υψηλή επιτρεπτότητα (περίπου 81 σε θερμοκρασία δωματίου) και τα μόριά του τείνουν να συνδυάζονται με ιόντα για να σχηματιστούν ενυδατωμένα ιόντα . Και οι δύο αυτές ιδιότητες οφείλονται στη μεγάλη ηλεκτρική διπολική ροπή 1 μορίου νερού. Και αυτή η ιδιότητα του νερού παίζει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της ζωής και του μεταβολισμού.

Η ακόλουθη διαδικασία λαμβάνει χώρα στο νερό. Η δύναμη έλξης ή απώθησης των ηλεκτρικών φορτίων είναι αντιστρόφως ανάλογη με τη διαπερατότητα του μέσου που περιβάλλει αυτά τα φορτία. Αυτό σημαίνει ότι δύο αντίθετα ηλεκτρικά φορτία έλκονται αμοιβαία στο νερό με δύναμη ίση με το 1/80 της δύναμης της αμοιβαίας έλξης τους στον αέρα (ή στο κενό). Επομένως, εάν ένας κρύσταλλος άλατος χλωριούχου νατρίου βρίσκεται στο νερό, τότε τα ιόντα που τον σχηματίζουν διαχωρίζονται από τον κρύσταλλο πολύ πιο εύκολα από ό,τι αν ο κρύσταλλος ήταν στον αέρα, καθώς η ηλεκτροστατική δύναμη που έλκει το ιόν πίσω στην επιφάνεια του κρυστάλλου από ένα υδατικό διάλυμα είναι μόνο το 1/80 της δύναμης έλξης ενός δεδομένου ιόντος από τον αέρα. Επομένως, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι σε θερμοκρασία δωματίου η θερμική κίνηση δεν μπορεί να προκαλέσει τη μετάβαση των ιόντων από τον κρύσταλλο στον αέρα, αλλά ταυτόχρονα, η θερμική κίνηση των ιόντων είναι αρκετά επαρκής για να ξεπεραστεί η σχετικά ασθενής έλξη όταν ο κρύσταλλος περιβάλλεται από νερό, που οδηγεί στη μετάβαση μεγάλου αριθμού ιόντων σε υδατικό διάλυμα.

Ενυδάτωση ιόντων

Όταν τα άλατα διαλύονται στο νερό, σχηματίζονται ενυδατωμένα ιόντα . Ο σχηματισμός ένυδρων ιόντων οδηγεί στη σταθεροποίηση των ιόντων στα υδατικά διαλύματα. Κάθε αρνητικό ιόν έλκει τα θετικά άκρα πολλών κοντινών μορίων νερού και τείνει να τα κρατά γύρω.

Τα θετικά ιόντα, τα οποία είναι συνήθως μικρότερα από τα ανιόντα, προσελκύουν το νερό ακόμη πιο έντονα. Κάθε κατιόν έλκει τα αρνητικά άκρα των μορίων του νερού και δεσμεύει σταθερά πολλά μόρια, κρατώντας τα κοντά του. Στην περίπτωση αυτή, σχηματίζεται ένα ένυδρο άλας, το οποίο μπορεί να είναι αρκετά σταθερό, ειδικά στην περίπτωση κατιόντων που φέρουν διπλό ή τριπλό θετικό φορτίο.

Ο αριθμός των μορίων νερού που είναι συνδεδεμένα σε ένα δεδομένο κατιόν, είναι συνδέτης,καθορίζεται από το μέγεθος του κατιόντος. Η συνδετικότητα ενός ατόμου είναι ίση με τον αριθμό των ατόμων που σχετίζονται με αυτό ή σε επαφή με αυτό. Λέγεται και Λιγκαντότητα αριθμός συντονισμού .

Στο νερό, ένα μικρό κατιόν Be 2 + σχηματίζει τετραένυδρο Be(OH 2) 4 2+. Κάπως μεγάλα ιόντα, για παράδειγμα Mg 2+ ή Al 3+, σχηματίζουν εξαένυδρες ενώσεις Mg (OH 2) 6 2+, Al (OH 2) 6 3+ ( εικόνα 1).

Εικόνα 1. Δομή ενυδατωμένων ιόντων Είναι ( Ω 2 ) 4 2+ Και ΕΝΑ μεγάλο (ΑΥΤΟΣ 2 ) 6 3+ .

Στα ενυδατωμένα ιόντα, οι δυνάμεις αλληλεπίδρασης μεταξύ κατιόντων και μορίων νερού είναι τόσο ισχυρές που τα ιόντα συχνά διατηρούν ένα στρώμα μορίων νερού γύρω τους, ακόμη και σε κρυστάλλους. Τέτοιο νερό λέγεται αποκρυστάλλωση Αλλά ου.Αυτό το φαινόμενο είναι πιο έντονο στην περίπτωση κατιόντων διπλά και τριπλά φορτισμένων από ό,τι στην περίπτωση μονοφορτισμένων κατιόντων. Για παράδειγμα, το τετραένυδρο σύμπλοκο Be(OH 2) 4 2+ εμφανίζεται σε διάφορα άλατα, συμπεριλαμβανομένου του BeCO 3 . 4Н 2 О, ВеС1 2 . 4H2O και BeSO4. 4H 2 O και αναμφίβολα υπάρχει σε διάλυμα.

MgCl 2 6 H 2 ΟA1C1 3 6Η 2 ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ

Mg(C1ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ 3 ) 2 6Η 2 ΟKA1(S0 4 ) 2 12Ω 2 Ο

Mg(C1ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ 4 ) 2 6 H 2 0 Fe(NH 4 ) 2 (ΕΤΣΙ 4 ) 2 6Η 2 Ο

MgSiF 6 6Η 2 ΟFe(ΑΡΙΘ 3 ) 2 6Η 2 Ο

NiSnCl 3 6Η 2 ΟFeCl 3 6Η 2 Ο

Σε έναν κρύσταλλο όπως το FeSO4. 7Η 2 Ο, έξι μόρια νερού συνδέονται με το ιόν σιδήρου με τη μορφή του συμπλόκου Fe(OH 2) 6 2+ και το έβδομο καταλαμβάνει διαφορετική θέση στον κρύσταλλο, που βρίσκεται κοντά στο θειικό ιόν.

Σε στυπτηρία KAl(SO 4) 2 . 12H 2 O, έξι από τα δώδεκα μόρια νερού συνδέονται με το ιόν αλουμινίου και τα υπόλοιπα έξι βρίσκονται γύρω από το ιόν καλίου.

Υπάρχουν επίσης κρύσταλλοι στους οποίους τα κατιόντα στερούνται μερικά ή όλα τα μόρια νερού. Έτσι, το θειικό μαγνήσιο σχηματίζει τρεις κρυσταλλικές ενώσεις: MgSO 4 . 7Η2Ο, MgS04. H 2 O και MgSO 4.

Η σταθερότητα των ιόντων σε ένα υδατικό διάλυμα είναι το αποτέλεσμα μιας τέτοιας κατανομής ηλεκτρικού φορτίου μεταξύ ορισμένου αριθμού ατόμων, στην οποία κανένα άτομο δεν παρουσιάζει σημαντική απόκλιση από την ηλεκτρική ουδετερότητα. Θεωρήστε τα ένυδρα κατιόντα Be(OH 2) 4 2+ και A1(OH 2) 6 3+ που φαίνονται στο σχήμα 1. Τόσο το βηρύλλιο όσο και το αλουμίνιο έχουν ηλεκτραρνητικότητα 1,5, ενώ η ηλεκτραρνητικότητα του οξυγόνου είναι 3,5. Η διαφορά στην ηλεκτραρνητικότητα αντιστοιχεί σε ιονισμό ελαφρώς πάνω από 50%, αρκετή για να μεταφέρει το μισό ηλεκτρικό φορτίο κάθε δεσμού στο κεντρικό άτομο, αφήνοντάς το περίπου ουδέτερο. Οι δεσμοί Ο-Η μπορεί να είναι 25% ιοντικοί, με ολόκληρο το φορτίο των ιόντων να μεταφέρεται σε οκτώ άτομα υδρογόνου στο Be(OH 2) 4 2+ και σε δώδεκα άτομα υδρογόνου στο A1(OH 2) 6 3+, καθένα από τα οποία θα έχει ένα φορτίο ¼ + Επιπλέον, καθένα από αυτά τα άτομα υδρογόνου μπορεί να συμμετέχει στο σχηματισμό ενός αδύναμου δεσμού με ένα άλλο μόριο νερού με τέτοιο τρόπο ώστε το φορτίο του να εξουδετερώνεται με αλληλεπίδραση με το ζεύγος ηλεκτρονίων του ατόμου οξυγόνου και στη συνέχεια το συνολικό φορτίο των ένυδρων κατιόντων Be (OH 2) 4 (OH 2) 8 2+ και Al(OH 2) 6 (OH 2) 12 3+ θα κατανεμηθούν μεταξύ των πιο απομακρυσμένων ατόμων υδρογόνου, καθένα από τα οποία θα έχει φορτίο 1/8 +. Στην πραγματικότητα, αυτή η ηλεκτρική πόλωση του νερού διαδίδεται σε μεγάλες αποστάσεις. αυτό είναι που καθορίζει την υψηλή διηλεκτρική σταθερά του νερού.

Είναι γνωστό ότι όταν σχηματίζονται δεσμοί υδρογόνου σε υδατικά διαλύματα από μόρια όπως το H3RO4, και τα τέσσερα άτομα οξυγόνου μπορούν να γίνουν σχεδόν ισοδύναμα, παρέχοντας έναν σχεδόν πλήρη συντονισμό διπλού δεσμού μεταξύ τεσσάρων θέσεων. Σε έναν τέτοιο συντονισμό, κάθε άτομο οξυγόνου έχει σθένος 1 1/4, ικανοποιώντας τον φώσφορο ως προς τους δεσμούς και αφήνοντας τα 3/4 για δεσμούς με το υδρογόνο. Εάν κάθε μία από τις τρεις ομάδες ΟΗ χρησιμοποιεί το άτομο υδρογόνου της για να σχηματίσει έναν ασθενή δεσμό (σε δεσμό ¼) με το άτομο οξυγόνου του μορίου του νερού, τότε οι υπόλοιποι δεσμοί ¾ θα είναι αρκετοί για να κάνουν τα άτομα οξυγόνου του φωσφορικού άλατος ηλεκτρικά ουδέτερα. Ομοίως, το φωσφορικό οξυγόνο χωρίς άτομο υδρογόνου μπορεί να σχηματίσει ασθενείς (¼) δεσμούς με τα άτομα υδρογόνου τριών γειτονικών μορίων νερού, γεγονός που το καθιστά επίσης ηλεκτρικά ουδέτερο.

Κάθε ένα από τα τέσσερα άτομα οξυγόνου του ζωτικού φωσφορικού ιόντος PO 4 3 μπορεί παρομοίως να σχηματίσει δεσμούς υδρογόνου με τρία μόρια νερού. Το ηλεκτρικό φορτίο του ενυδατωμένου ιόντος PO 4 (HOH) 12 3 θα κατανεμηθεί στη συνέχεια μεταξύ των δώδεκα εξωτερικών ατόμων οξυγόνου, το καθένα με φορτίο ¼-. Ανάλογες ένυδρες δομές σχηματίζονται από ιόντα (HO) 2 PO 2 - και HOPO 3 2-, τα οποία υπάρχουν σε σχεδόν ίσες ποσότητες σε ζωντανούς οργανισμούς.

Ενώσεις Clathrate

Ευγενή αέρια (αργό κ.λπ.), απλοί υδρογονάνθρακες και πολλές άλλες ουσίες σχηματίζουν τους λεγόμενους κρυσταλλικούς υδρίτες με το νερό. Έτσι, το ξένο σχηματίζει ένυδρο Xe. 5 3/4 H 2 O, σταθερό στους περίπου 2°C και μερική πίεση ξένου 1 atm. Το μεθάνιο σχηματίζει ένα παρόμοιο ένυδρο CH4. 5 3/4 H 2 O.

Μελέτες ακτίνων Χ έχουν δείξει ότι αυτοί οι κρύσταλλοι έχουν μια δομή στην οποία τα μόρια του νερού σχηματίζουν ένα πλέγμα που μοιάζει με πλέγμα πάγου λόγω δεσμών υδρογόνου. σε αυτό, κάθε μόριο νερού περιβάλλεται από τέσσερα άλλα μόρια που βρίσκονται στις κορυφές ενός τετραέδρου σε απόσταση 276 μ.μ., αλλά με μια πιο ανοιχτή διάταξη μορίων, η οποία προκαλεί το σχηματισμό κοιλοτήτων (με τη μορφή πενταγωνικών δωδεκαέδρων ή άλλων πολύεδρα με πενταγωνικές ή εξαγωνικές όψεις) αρκετά μεγάλα ώστε να μπορούν να τοποθετηθούν σε αυτά άτομα ή άλλα μόρια ( Σχήμα 2). Οι κρύσταλλοι αυτού του τύπου ονομάζονται κρύσταλλοι clathrate .

Η δομή του ένυδρου ξένου και των υδριτών αργού, κρυπτόν, μεθανίου, χλωρίου, βρωμίου, υδρόθειου και ορισμένων άλλων ουσιών φαίνεται στο Σχ. 2. Το κυβικό κύτταρο αυτής της δομής έχει ακμή περίπου 1200 pm και περιέχει 46 μόρια νερού.

Σχήμα 2. Δομή ενός κρυστάλλου clathrate από ένυδρο ξένο.

Τα άτομα ξένου καταλαμβάνουν κενά (οκτώ ανά κυβικό κύτταρο) σε ένα τρισδιάστατο πλέγμα, σχηματίζονταςμόρια νερού μπάνιου με τη συμμετοχή δεσμών υδρογόνου (46 μόρια ανά κυβικό κύτταρο). Rasη θέση O-H O είναι 276 μ.μ., όπως σε έναν κρύσταλλο πάγου. Δύο άτομα ξένου στα άτομα οξυγόνου О О О και ½ ½ ½ βρίσκονται στα κέντρα σχεδόν κανονικών πενταγωνικών δωδεκαέδρων. Τα υπόλοιπα έξι άτομα ξένου στοΠερίπου ¼ ½;Ο ¾ ½; ½ Ο¼; 1/2Ο ¾; ¼ ½ Οβρίσκονται στα κέντρα των δεκατεσσάρων εδρών. ΚάθεΑυτό το δεκατέσσερα εξάεδρο (ένα από αυτά επισημαίνεται στο κέντρο του σχήματος) έχει 24 κορυφές (μόριανερό), δύο εξάγωνες όψεις και 12 πενταγωνικές όψεις.

Ένυδρο χλωροφόρμιο CHC1 3 . Το 17H 2 O έχει μια ελαφρώς πιο πολύπλοκη δομή, στην οποία το μόριο του χλωροφορμίου περιβάλλεται από ένα πολύεδρο 16 πλευρών που σχηματίζεται από 28 μόρια νερού. Μπορούν επίσης να ληφθούν ενώσεις Clathrate, στις οποίες το κρυσταλλικό πλέγμα με δεσμούς υδρογόνου σχηματίζεται από οργανικά μόρια, για παράδειγμα, μόρια ουρίας (H 2 N) 2 CO.

Μια ενδιαφέρουσα ερμηνεία του μηχανισμού δράσης των χημικά αδρανών αναισθητικών, όπως η αλοθάνη F 3 CCBrClH και το ξένο, έχει προταθεί. Σύμφωνα με αυτόν τον μηχανισμό, η αναισθητική ουσία διαταράσσει την υδατική δομή του μεσοκυττάριου ή ενδοκυττάριου υγρού σχηματίζοντας δομές clathrate που επηρεάζουν τα φυσιολογικά συστήματα ενδοκυτταρικής επικοινωνίας. Τα τοπικά αναισθητικά διαφέρουν ως προς τον μηχανισμό δράσης τους. Τα μόριά τους μπορούν να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου και πιθανώς το αναισθητικό αποτέλεσμα είναι το αποτέλεσμα του συνδυασμού αναισθητικών μορίων με μόρια πρωτεΐνης ή άλλα μόρια που αποτελούν τα νεύρα.

Άλλοι διαλύτες ηλεκτρολυτών

Εκτός από το νερό, ορισμένα άλλα υγρά μπορούν να χρησιμεύσουν ως ιονιστικοί διαλύτες για τους ηλεκτρολύτες με το σχηματισμό διαλυμάτων που μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτά τα υγρά περιλαμβάνουν το υπεροξείδιο του υδρογόνου, το υδροφθόριο, την υγρή αμμωνία και το υδροκυάνιο. Όπως το νερό, όλα αυτά τα υγρά έχουν υψηλή διηλεκτρική σταθερά. Τα χαμηλά διηλεκτρικά υγρά όπως το βενζόλιο ή ο διθειάνθρακας δεν είναι διαλύτες ιονισμού.

Τα υγρά με υψηλή διηλεκτρική σταθερά μερικές φορές αναφέρονται ως πολικά υγρά .

Η υψηλή διηλεκτρική σταθερά του νερού, η οποία ευθύνεται για την εκπληκτική ικανότητα του νερού να διαλύει ιοντικές ουσίες, οφείλεται εν μέρει στο γεγονός ότι το νερό μπορεί να σχηματίσει δεσμούς υδρογόνου. Χάρη σε αυτούς τους δεσμούς, τα μόρια του νερού είναι διατεταγμένα έτσι ώστε να εξουδετερώνουν μερικώς το ηλεκτρικό πεδίο. Δεσμοί υδρογόνου σχηματίζονται επίσης σε άλλα υγρά - σε υπεροξείδιο του υδρογόνου, υδροφθόριο, αμμωνία (σημείο βρασμού - 33,4 ° C), υδροκυάνιο], τα οποία είναι ικανά να διαλύουν ουσίες με ιοντική δομή.

Διαλυτότητα

Ένα απομονωμένο σύστημα βρίσκεται σε ισορροπία , όταν οι ιδιότητές του, ιδίως η κατανομή των συστατικών μεταξύ των φάσεων, παραμένουν σταθερές για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Εάν ένα σύστημα σε ισορροπία αποτελείται από ένα διάλυμα και μια άλλη φάση, η οποία είναι ένα από τα συστατικά του διαλύματος με τη μορφή καθαρής ουσίας, τότε η συγκέντρωση αυτής της ουσίας στο διάλυμα ονομάζεται διαλυτότητα αυτής της ουσίας. Η λύση σε αυτή την περίπτωση ονομάζεται πλούσιος .

Για παράδειγμα, ένα διάλυμα βόρακα στους 0°C που περιέχει 1,3 g άνυδρου τετραβορικού νατρίου Na 2 B 4 O 7 σε 100 g νερού βρίσκεται σε ισορροπία με τη στερεά φάση του Na 2 B 4 O 7 . 10Η2Ο (δεκαϋδρικό τετραβορικό νάτριο); με την πάροδο του χρόνου, αυτό το σύστημα δεν αλλάζει, η σύνθεση του διαλύματος παραμένει σταθερή. Διαλυτότητα Na 2 B 4 O 7 . Το 10H 2 O στο νερό είναι επομένως 1,3 g Na 2 B 4 O 7 ανά 100 g ή, λαμβάνοντας υπόψη το νερό της ενυδάτωσης, 2,5 g Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 O ανά 100 g νερού.

Αλλαγή στη στερεά φάση

Διαλυτότητα Na 2 B 4 O 7 . Το 10H 2 O αυξάνεται γρήγορα με την αύξηση της θερμοκρασίας. στους 60 ° C, η διαλυτότητα φτάνει ήδη τα 20,3 g Na 2 B 4 O 7 ανά 100 g. ( σχήμα 3). Όταν το σύστημα θερμαίνεται στους 70 °C και διατηρείται για κάποιο χρονικό διάστημα σε αυτή τη θερμοκρασία, παρατηρείται ένα νέο φαινόμενο -εμφανίζεται μια τρίτη φάση- κρυσταλλικό, που έχει τη σύσταση Na 2 B 4 O 7 . 5Η2Ο και η προηγούμενη κρυσταλλική φάση εξαφανίζεται. Σε αυτή τη θερμοκρασία, η διαλυτότητα του δεκαένυδρου είναι υψηλότερη από τη διαλυτότητα του πενταένυδρου. Ένα διάλυμα κορεσμένο με δεκαένυδρο αποδεικνύεται ότι είναι υπερκορεσμένο σε σχέση με το πενταένυδρο, και επομένως κρύσταλλοι πενταένυδρου καθιζάνουν από ένα τέτοιο διάλυμα. Για να προκληθεί η διαδικασία κρυστάλλωσης, μερικές φορές είναι απαραίτητο να προστεθεί ένας «σπόρος» στο διάλυμα (μικροί κρύσταλλοι μιας ουσίας που διαλύεται σε αυτό το διάλυμα). Στη συνέχεια, η διαδικασία διάλυσης της ασταθούς φάσης και κρυστάλλωσης της σταθερής φάσης προχωρά μέχρι να εξαφανιστεί η ασταθής φάση. Το τρίτο ένυδρο τετραβορικό νάτριο είναι ο κερνίτης Na 2 B 4 O 7. 4H 2 O - έχει μεγαλύτερη διαλυτότητα από τα άλλα δύο.

Εικόνα 3 Διαλυτότητα Να 2 ΕΤΣΙ 4 . 10 H 2 Ο

Στην εξεταζόμενη περίπτωση, το δεκαένυδρο άλας είναι λιγότερο διαλυτό από το πενταένυδρο σε θερμοκρασίες έως 61°C, και επομένως είναι μια σταθερή φάση κάτω από αυτή τη θερμοκρασία. Οι καμπύλες διαλυτότητας αυτών των δύο υδριτών τέμνονται στους 61°C και πάνω από αυτή τη θερμοκρασία το πενταένυδρο είναι σταθερό σε επαφή με το διάλυμα.

Σε μια σταθερή στερεά φάση, εκτός από τη διαλυτοποίηση, μπορούν να συμβούν και άλλες διεργασίες. Έτσι, το ρομβικό θείο είναι λιγότερο διαλυτό σε ορισμένους διαλύτες από το μονοκλινικό θείο σε θερμοκρασίες κάτω των 95,5 °C, δηλ. κάτω από τη θερμοκρασία του αμοιβαίου μετασχηματισμού αυτών των δύο μορφών. πάνω από αυτή τη θερμοκρασία, η μονοκλινική μορφή είναι λιγότερο διαλυτή. Οι αρχές της θερμοδυναμικής απαιτούν η θερμοκρασία στην οποία τέμνονται οι καμπύλες διαλυτότητας δύο μορφών μιας ουσίας να είναι ίδια για όλους τους διαλύτες και ταυτόχρονα να είναι η θερμοκρασία στην οποία τέμνονται οι καμπύλες της τάσης ατμών.

Εξάρτηση διαλυτότητας από τη θερμοκρασία

Η διαλυτότητα μιας ουσίας μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί με την αύξηση της θερμοκρασίας. Από αυτή την άποψη, το θειικό νάτριο είναι ένα πειστικό παράδειγμα. Διαλυτότητα Na 2 SO 4 . Το 10H2O (σταθερό στερεό κάτω από 32,4°C) αυξάνεται πολύ γρήγορα με την αύξηση της θερμοκρασίας, αυξάνοντας από 5 g Na2SO4 ανά 100 g νερού στους 0°C σε 55 g στους 32,4°C. Πάνω από τους 32,4 ° C, η σταθερή στερεά φάση είναι Na 2 SO 4. η διαλυτότητα αυτής της φάσης μειώνεται γρήγορα με την αύξηση της θερμοκρασίας: από 55 g στους 32,4°C σε 42 g στους 100°C ( σχήμα 4).

Εικόνα 4 Διαλυτότητα Να 2 ΕΤΣΙ 4 . 10 H 2 Ο εξαρτάται από τη θερμοκρασία

Η διαλυτότητα των περισσότερων αλάτων αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. η διαλυτότητα πολλών αλάτων (NaCl, K 2 CrO 7) αλλάζει ελάχιστα μόνο με την αύξηση της θερμοκρασίας. και μόνο μερικά άλατα, για παράδειγμα, Na 2 SO 4 , FeSO 4 . H 2 O και Na 2 CO 3. H 2 O, έχουν διαλυτότητα που μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας ( σχήμα 4Και σχήμα 5).

Εικόνα 5. Καμπύλες διαλυτότητας για ορισμένα άλατα στο νερό

Εξάρτηση της διαλυτότητας από τη φύση της διαλυμένης ουσίας και του διαλύτη

Η διαλυτότητα των ουσιών ποικίλλει πολύ σε διαφορετικούς διαλύτες, ωστόσο, έχουν θεσπιστεί αρκετοί γενικοί κανόνες σχετικά με τη διαλυτότητα, οι οποίοι ισχύουν κυρίως για οργανικές ενώσεις.

Ένας από αυτούς τους κανόνες δηλώνει ότι μια ουσία τείνει να διαλύεται σε διαλύτες που είναι χημικά παρόμοιοι με αυτήν. Έτσι, ο υδρογονάνθρακας ναφθαλίνιο C 10 H 8 έχει υψηλή διαλυτότητα στη βενζίνη, η οποία είναι μείγμα υδρογονανθράκων, κάπως μικρότερη διαλυτότητα στην αιθυλική αλκοόλη C 2 H 5 OH, τα μόρια της οποίας αποτελούνται από μικρές αλυσίδες υδρογονάνθρακα με ομάδες υδροξυλίου και πολύ κακή διαλυτότητα στο νερό, η οποία είναι πολύ διαφορετική από τους υδρογονάνθρακες. Ταυτόχρονα, το βορικό οξύ Β (ΟΗ) 3, που είναι υδροξείδιο, έχει μέτρια διαλυτότητα στο νερό και την αλκοόλη, δηλαδή σε ουσίες που περιέχουν υδροξυλομάδες και είναι αδιάλυτο στη βενζίνη. Οι τρεις διαλύτες που αναφέρθηκαν επιβεβαιώνουν τον ίδιο κανόνα: τόσο η βενζίνη όσο και το νερό αναμιγνύονται με το αλκοόλ (διαλύονται σε αυτό), ενώ η βενζίνη και το νερό είναι αμοιβαία διαλυτά μόνο σε πολύ μικρές ποσότητες.

Αυτά τα γεγονότα μπορούν να εξηγηθούν ως εξής: ομάδες υδρογονανθράκων (αποτελούμενες μόνο από άτομα άνθρακα και υδρογόνου) ελκύονται η μία την άλλη πολύ ασθενώς, όπως αποδεικνύεται από τα χαμηλότερα σημεία τήξης και βρασμού των υδρογονανθράκων σε σύγκριση με άλλες ουσίες περίπου του ίδιου μοριακού βάρους. Ταυτόχρονα, υπάρχει μια πολύ ισχυρή διαμοριακή έλξη μεταξύ των ομάδων υδροξυλίου και των μορίων του νερού. τα σημεία τήξης και βρασμού του νερού βρίσκονται πάνω από τις αντίστοιχες θερμοκρασίες οποιασδήποτε άλλης ουσίας με μικρό μοριακό βάρος. Αυτή η ισχυρή έλξη οφείλεται, εν μέρει, στην ιοντική φύση των δεσμών Ο-Η, λόγω της οποίας επιβάλλεται ηλεκτρικό φορτίο στα άτομα. Τα θετικά φορτισμένα άτομα υδρογόνου στη συνέχεια έλκονται από τα αρνητικά φορτισμένα άτομα οξυγόνου άλλων μορίων, σχηματίζοντας δεσμούς υδρογόνου και συγκρατώντας τα μόρια σταθερά μεταξύ τους.

Ορος υδρόφιλος χρησιμοποιείται συχνά σε σχέση με ουσίες ή ομάδες που προσελκύουν νερό, και ο όρος υδροφόβος εφαρμόζεται σε ουσίες ή ομάδες που απωθούν το νερό και προσελκύουν υδρογονάνθρακες. Στην πραγματικότητα, τα μόρια μιας υδρόφοβης ουσίας δρουν από τις δυνάμεις της ηλεκτρονικής έλξης van der Waals τόσο στα μόρια του νερού όσο και στα μόρια υδρογονάνθρακα. Η διαλυτότητα των υδρατμών, για παράδειγμα, σε κηροζίνη (ένα μείγμα υδρογονανθράκων) στους 25 ° C και σε πίεση 0,0313 atm (δηλαδή σε πίεση κορεσμένων ατμών σε υγρό νερό σε αυτή τη θερμοκρασία) είναι 72 mg ανά 1 kg διαλύτη , ενώ καθώς η διαλυτότητα του μεθανίου στην ίδια μερική πίεση είναι κάπως μικρότερη - 10 mg σε 1 kg κηροζίνης. Τα μόρια του νερού έλκονται από μόρια κηροζίνης κάπως ισχυρότερα από τα μόρια μεθανίου. Η διαφορά μεταξύ νερού και μεθανίου είναι ότι, σε υψηλότερες μερικές πιέσεις, οι υδρατμοί συμπυκνώνονται σε υγρό, το οποίο σταθεροποιείται από διαμοριακούς δεσμούς υδρογόνου, ενώ το μεθάνιο συνεχίζει να είναι αέριο.

Η διαλυτότητα του μεθανίου στους πολικούς διαλύτες είναι σχεδόν ίδια με τους μη πολικούς διαλύτες. σε αλκοόλες από μεθανόλη CH 3 OH έως πεντανόλη (αμυλική αλκοόλη) C 5 H 11 OH, η διαλυτότητα του μεθανίου είναι 72-80% της τιμής για την κηροζίνη. Οι δυνάμεις της έλξης van der Waals των μορίων του διαλύτη σε σχέση με τα μόρια του μεθανίου παραμένουν σχεδόν ίδιες για διαφορετικούς διαλύτες. Από την άλλη πλευρά, η διαλυτότητα των υδρατμών σε πίεση 0,313 atm στην αμυλική αλκοόλη είναι 1400 φορές μεγαλύτερη από ό,τι στην κηροζίνη και το νερό είναι αναμίξιμο σε οποιαδήποτε αναλογία με ελαφριές αλκοόλες.

Ουσίες που αποτελούνται από μικρά μη πολικά μόρια, όπως το οξυγόνο, το άζωτο και το μεθάνιο, διαλύονται στο νερό περίπου 10 φορές χειρότερα από ότι σε μη πολικούς διαλύτες. Ουσίες που αποτελούνται από μεγαλύτερα μη πολικά μόρια είναι ουσιαστικά αδιάλυτες στο νερό, αλλά τείνουν να είναι εξαιρετικά διαλυτές σε μη πολικούς διαλύτες. Το νερό, όπως ήταν, εξουδετερώνει τη συμπερίληψη αυτών των μορίων, καθώς ο σχηματισμός κενών απαραίτητων για αυτό σχετίζεται με σπάσιμο ή παραμόρφωση δεσμών υδρογόνου μεταξύ των μορίων του νερού. Ενώσεις όπως η βενζίνη και η ναφθαλίνη δεν διαλύονται στο νερό επειδή τα μόριά τους στο διάλυμα θα εμπόδιζαν τα μόρια του νερού να σχηματίσουν τόσους ισχυρούς δεσμούς υδρογόνου όσο και στο καθαρό νερό. Από την άλλη πλευρά, το βορικό οξύ είναι διαλυτό στο νερό επειδή η μείωση του αριθμού των δεσμών μεταξύ των μορίων του νερού αντισταθμίζεται από το σχηματισμό ισχυρών δεσμών υδρογόνου μεταξύ των μορίων του νερού και των ομάδων υδροξυλίου των μορίων του βορικού οξέος.

Διαλυτότητα αλάτων και υδροξειδίων στο νερό

Κατά τη μελέτη της ανόργανης χημείας, ιδιαίτερα της ποιοτικής ανάλυσης, είναι χρήσιμο να γνωρίζουμε την κατά προσέγγιση διαλυτότητα των ευρέως χρησιμοποιούμενων ουσιών. Απλοί κανόνες διαλυτότητας δίνονται παρακάτω. Αυτοί οι κανόνες ισχύουν για ενώσεις κοινών κατιόντων: 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+ και Pb 2+ . Όταν μια ουσία λέγεται ότι είναι «διαλυτή», σημαίνει ότι η διαλυτότητά της υπερβαίνει περίπου το 1 g ανά 100 ml (περίπου 0,1 Μμε κατιόν), και όταν λένε ότι μια ουσία είναι «αδιάλυτη», αυτό σημαίνει ότι η διαλυτότητά της δεν υπερβαίνει τα 0,1 g σε 100 ml (περίπου 0,01 Μ):Ουσίες με διαλυτότητα εντός ή κοντά σε αυτά τα όρια ονομάζονται μέτρια λύσηπάχνη.

Διαλυτή τάξη:

Ολα νιτρικά διαλυτός.

Ολα οξικά διαλυτός.

Ολα χλωρίδια , βρωμίδια Και ιωδίδια διαλυτό, με εξαίρεση τις αντίστοιχες ενώσεις του αργύρου, του υδραργύρου (Ι) (υδράργυρος με κατάσταση οξείδωσης + 1) και του μολύβδου. Οι ενώσεις PbCl 2 και PbBr 2 είναι μετρίως διαλυτές σε κρύο νερό (1 g σε 100 ml στους 20°C) και καλύτερα διαλυτές σε ζεστό νερό (3 και 5 g σε 100 ml στους 100°C, αντίστοιχα).

Ολα θειικά διαλυτό, με εξαίρεση το βάριο, το στρόντιο και τα θειικά άλατα μολύβδου. Μέτρια διαλυτό CaSO 4 , Ag 2 SO 4 και Hg 2 SO 4 .

Όλα τα άλατα σε τρεις Εγώ, κάλιο Και αμμώνιο διαλυτό: η εξαίρεση είναι NaSb (OH) 6 (αντιμονικό νάτριο), K 2 PtCl 6 (εξαχλωροπλατινικό κάλιο), (NH 4) 2 PtCl 6, K 3 Co (TO 2) 6 (εξανιτροκοβαλτικό κάλιο), (NH 4) sCo (ΝΟ 2) 6 και KclO4.

Κατηγορία αδιάλυτων ουσιών :

Ολα υδροξείδια αδιάλυτα, με εξαίρεση τα υδροξείδια των μετάλλων των αλκαλίων, το αμμώνιο και το βάριο. Το Ca(OH) 2 και το Sr(OH) 2 είναι ελάχιστα διαλυτά.

Όλα μεσαία ανθρακικά Και φωσφορικά άλατα αδιάλυτο, εκτός από τις αντίστοιχες ενώσεις αλκαλιμετάλλων και αμμωνίου. Πολλά όξινα ανθρακικά και φωσφορικά άλατα, όπως το Ca (HCO 3) 2 και το Ca (H 2 PO 4) 2, είναι διαλυτά.

Ολα σουλφίδια , με εξαίρεση τα σουλφίδια αλκαλιμετάλλων, το αμμώνιο και τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών, αδιάλυτα.

Κ. χ. n. O. V. Mosin

Λογοτεχνική πηγή : L. Pauling, P. Pauling. / μετάφραση M. V. Sakharov. Εκδ. M. L. Karapetyants. Χημεία., Μόσχα 1978

Μαργαρίτα Χαλίσοβα
Περίληψη του μαθήματος «Το νερό είναι διαλύτης. Καθαρισμός νερού"

Θέμα: Το νερό είναι διαλύτης. Καθαρισμός νερού.

Στόχος: εμπεδώστε την αντίληψη ότι οι ουσίες στο νερό δεν εξαφανίζονται, αλλά διαλύω.

Καθήκοντα:

1. Προσδιορίστε ουσίες που διαλύωστο νερό και που δεν είναι διαλύονται σε νερό.

2. Εξοικειωθείτε με τη μέθοδο καθαρισμού νερό - φιλτράρισμα.

3. Δημιουργήστε συνθήκες για τον εντοπισμό και τη δοκιμή διαφόρων μεθόδων καθαρισμού νερό.

4. Εδραίωση γνώσεων σχετικά με τους κανόνες ασφαλούς συμπεριφοράς κατά την εργασία με διάφορες ουσίες.

5. Αναπτύξτε τη λογική σκέψη μοντελοποιώντας προβληματικές καταστάσεις και λύνοντάς τες.

6. Να καλλιεργούν την ακρίβεια και την ασφαλή συμπεριφορά κατά την εργασία με διάφορες ουσίες.

7. Αυξήστε το ενδιαφέρον για τη γνωστική δραστηριότητα, τον πειραματισμό.

Εκπαιδευτικοί χώροι:

γνωστική ανάπτυξη

Κοινωνικο-επικοινωνιακή ανάπτυξη

Σωματική ανάπτυξη

λεξιλογική εργασία:

πλουτισμός: φίλτρο, φιλτράρισμα

δραστηριοποίηση: χωνί

προκαταρκτικές εργασίες: μιλάει για το νερό, τον ρόλο του στην ανθρώπινη ζωή. πραγματοποίησε παρατηρήσεις του νερού στο νηπιαγωγείο, στο σπίτι. πειράματα με νερό? κοίταξε εικόνες για το θέμα « Νερό» ; εξοικειώθηκε με τους κανόνες ασφαλείας κατά την έρευνα και τον πειραματισμό. μαντεύοντας αινίγματα για το νερό. ανάγνωση μυθοπλασίας, οικολογικά παραμύθια. παιχνίδια στο νερό.

Επίδειξη-οπτική υλικό: κούκλα με μπλε κοστούμι "Σταγονάκι".

Ελεημοσύνη: άδεια ποτήρια, με νερό. διαλύτες: ζάχαρη, αλάτι, αλεύρι, άμμος, χρωστικές τροφίμων, φυτικό λάδι; πλαστικά κουτάλια, χωνιά, χαρτοπετσέτες γάζας, βαμβακερά μαξιλάρια, ποδιές λαδόκολλας, κούπες τσαγιού, λεμόνι, μαρμελάδα, πιάτα μιας χρήσης, λαδόκολλα σε τραπέζια.

Πρόοδος GCD

φροντιστής: - Παιδιά, πριν ξεκινήσω μια συζήτηση μαζί σας, θέλω να σας κάνω μια ευχή αίνιγμα:

Ζει σε θάλασσες και ποτάμια

Συχνά όμως πετάει στον ουρανό.

Και πόσο βαριέται να πετάει

Πέφτει ξανά στο έδαφος. (νερό)

Μαντέψτε τι θα γίνει η συζήτηση; Σωστά, νερό. Το ξέρουμε ήδη το νερό είναι υγρό.

Ας ρίξουμε μια ματιά στα ακίνητα νερόέχουμε καθιερώσει με τη βοήθεια πειραμάτων σε άλλους τάξεις. Λίστα.

Παιδιά:

1. Κάνετε καμία μυρωδιά νερού.

2. Χωρίς γεύση.

3. Είναι διάφανη.

4. Άχρωμο.

5. Νερόπαίρνει το σχήμα του δοχείου στο οποίο χύνεται.

6. Έχει βάρος.

φροντιστής: - Σωστά. Θέλετε να πειραματιστείτε ξανά με το νερό; Για να γίνει αυτό, πρέπει να γίνουμε για λίγο επιστήμονες και να κοιτάξουμε στο εργαστήριό μας πειραματισμός:

Στρίψτε δεξιά, στρίψτε αριστερά

Να είσαι στο εργαστήριο.

(τα παιδιά προσεγγίζουν το μίνι εργαστήριο).

φροντιστής: - Παιδιά, δείτε ποιος μας επισκέπτεται ξανά; Και τι νέο υπάρχει στο εργαστήριο;

Παιδιά: - "Σταγονάκι", εγγονή του παππού Γνωρίζοντας και όμορφο κουτί.

Θέλετε να μάθετε τι υπάρχει σε αυτό το κουτί; Εικασία παζλ:

1. Ξεχωριστά - δεν είμαι τόσο νόστιμο,

Αλλά στο φαγητό - όλοι χρειάζονται (άλας)

2. Είμαι λευκός σαν το χιόνι,

Προς τιμήν όλων.

Μπήκε στο στόμα -

Εκεί εξαφανίστηκε. (ζάχαρη)

3. Τα τυροπιτάκια ψήνονται από εμένα,

Και τηγανίτες και τηγανίτες.

Αν φτιάχνετε ζύμη

πρέπει να με βάλουν (αλεύρι)

4. Κίτρινο, όχι ο ήλιος,

Χύνει, όχι νερό,

Αφρισμός στο τηγάνι

Πιτσιλιές και σφύριγμα (λάδι)

Χρώμα τροφίμων - χρησιμοποιείται στη μαγειρική για τη διακόσμηση κέικ, τη βαφή αυγών.

Άμμος - για κατασκευή, παίξτε μαζί της στο sandbox.

Τα παιδιά εξετάζουν δοκιμαστικούς σωλήνες με ουσίες.

φροντιστής: - Όλες αυτές οι ουσίες έφεραν "Σταγονάκι"προκειμένου να τη βοηθήσουμε να καταλάβει τι θα συμβεί με το νερό όταν αλληλεπιδρά μαζί τους.

φροντιστής: - Τι χρειαζόμαστε για να ξεκινήσουμε τη δουλειά μας με το νερό;

Παιδιά: - Ποδιές.

(τα παιδιά φορούν λαδόπανες ποδιές και πηγαίνουν στο τραπέζι, όπου υπάρχουν ποτήρια καθαρό νερό σε ένα δίσκο).

φροντιστής: - Ας θυμηθούμε τους κανόνες πριν αρχίσουμε να εργαζόμαστε με αυτούς ουσίες:

Παιδιά:

1. Δεν μπορείτε να δοκιμάσετε ουσίες - υπάρχει πιθανότητα δηλητηρίασης.

2. Πρέπει να δίνεται προσοχή όταν μυρίζετε, καθώς οι ουσίες μπορεί να είναι πολύ καυστικές και μπορεί να κάψουν την αναπνευστική οδό.

φροντιστής: - Ο Danil θα σου δείξει πώς να το κάνεις σωστά (κατευθύνοντας τη μυρωδιά από το ποτήρι με την παλάμη του χεριού σας).

Ι. Έρευνα Δουλειά:

φροντιστής: - Παιδιά, τι πιστεύετε ότι θα αλλάξει αν διαλύστε αυτές τις ουσίες στο νερό?

Ακούω το αναμενόμενο αποτέλεσμα των παιδιών πριν αναμίξω τις ουσίες με νερό.

φροντιστής: - Ας ελέγξουμε.

Προτείνω στα παιδιά να πάρουν το καθένα ένα ποτήρι νερό.

φροντιστής: - Κοιτάξτε και καθορίστε ποιο είναι εκεί νερό?

Παιδιά: - Το νερό είναι καθαρό, άχρωμο, άοσμο, ψυχρό.

φροντιστής: - Πάρτε ένα δοκιμαστικό σωλήνα με την ουσία που επιλέξατε και διαλύεται σε ένα ποτήρι νερόανακατεύοντας με ένα κουτάλι.

εξετάζουμε. Ακούω τις απαντήσεις των παιδιών. Μάντευαν σωστά;

φροντιστής: - Τι έγινε με τη ζάχαρη, το αλάτι;

αλάτι και ζάχαρη γρήγορα διαλύονται σε νερό, το νερό παραμένει καθαρό, άχρωμο.

Αλεύρι επίσης διαλύονται σε νερό, Αλλά το νερό γίνεται θολό.

Αλλά μετά το νερό μένει λίγο, το αλεύρι κατακάθεται στον πάτο, αλλά λύσησυνεχίζει να έχει συννεφιά.

Νερόμε άμμο έγινε βρώμικο, συννεφιασμένο, αν δεν ανακατευτείς άλλο, τότε η άμμος βυθίστηκε στον πάτο του ποτηριού, μπορείς να το δεις, δηλαδή δεν κάνει διαλύθηκε.

σκόνη τροφίμων διαλυτικό μέσοάλλαξε γρήγορα χρώμα νερό, Που σημαίνει, διαλύεται καλά.

Λάδι όχι διαλύεται στο νερό: είτε αυτό εξαπλώνεταιστην επιφάνειά του με ένα λεπτό φιλμ, ή επιπλέει στο νερό με τη μορφή κίτρινων σταγονιδίων.

Το νερό είναι διαλύτης! Όχι όμως όλες οι ουσίες διαλύονται σε αυτό.

φροντιστής: - Παιδιά, δουλέψαμε μαζί σας και "Σταγονάκι"μας καλεί να ξεκουραστούμε.

(Τα παιδιά κάθονται σε άλλο τραπέζι και παίζεται ένα παιχνίδι.

Ενα παιχνίδι: «Μαντέψτε τη γεύση του ποτού (τσάι)».

Πίνοντας τσάι με διαφορετικές γεύσεις: ζάχαρη, μαρμελάδα, λεμόνι.

II Πειραματική εργασία.

Πάμε στον πίνακα 1.

φροντιστής: - Παιδιά, είναι δυνατόν να καθαρίσουμε το νερό από αυτές τις ουσίες που εμείς διαλύθηκε? Επιστρέψτε το στην προηγούμενη κατάσταση διαφάνειας, χωρίς ιζήματα. Πως να το κάνεις?

Σου προτείνω να πάρεις τα γυαλιά σου λύσειςκαι πηγαίνετε στον πίνακα 2.

φροντιστής: - Μπορείτε να το φιλτράρετε. Αυτό απαιτεί φίλτρο. Από τι μπορεί να κατασκευαστεί ένα φίλτρο; Θα το φτιάξουμε με μια γάζα και ένα βαμβάκι. Δείχνω (βάζω μια χαρτοπετσέτα γάζας διπλωμένη σε πολλές στρώσεις στο χωνί, ένα βαμβάκι και το βάζω σε ένα άδειο ποτήρι).

Φτιάχνουμε φίλτρα με παιδιά.

Δείχνω τη μέθοδο φιλτραρίσματος και μετά τα ίδια τα παιδιά φιλτράρουν το νερό με την ουσία που έχουν επιλέξει.

Θυμίζω ότι τα παιδιά παίρνουν το χρόνο τους, ρίχνουν ένα μικρό ρυάκι λύσησε ένα χωνί με φίλτρο. Μιλάω παροιμία: "Γρήγορα - κάντε τον κόσμο να γελάσει".

Σκεφτείτε τι συνέβη μετά το φιλτράρισμα νερόμε διαφορετικές ουσίες.

Το λάδι φιλτραρίστηκε γρήγορα γιατί δεν το κάνει διαλυμένο στο νερό, ίχνη λαδιού είναι ευδιάκριτα στο φίλτρο. Το ίδιο έγινε και με την άμμο. Ουσίες που είναι καλά διαλυμένο στο νερό: ζάχαρη, αλάτι.

Νερόμε αλεύρι μετά το φιλτράρισμα έγινε πιο διάφανο. Το μεγαλύτερο μέρος του αλευριού κατακάθισε στο φίλτρο, μόνο πολύ μικρά σωματίδια γλίστρησαν μέσα από το φίλτρο και κατέληξαν σε ένα ποτήρι, οπότε νερόόχι εντελώς διαφανές.

Μετά το φιλτράρισμα της βαφής, το χρώμα του φίλτρου έχει αλλάξει, αλλά το φιλτραρισμένο λύσηπαρέμεινε επίσης στο χρώμα.

Αποτέλεσμα GCD:

1. Ποιες ουσίες διαλύονται σε νερό? - ζάχαρη, αλάτι, βαφή, αλεύρι.

2. Ποιες ουσίες δεν είναι διαλύονται σε νερό - άμμο, λάδι.

3. Τι είδους μέθοδος καθαρισμού νερό που συναντήσαμε? - φιλτράρισμα.

4. Με τι; - φίλτρο.

5. Τηρούσαν όλοι τους κανόνες ασφαλείας; (ένα παράδειγμα).

6. Τι είναι ενδιαφέρον (νέος)το έμαθες σήμερα;

φροντιστής: - Το έμαθες σήμερα αυτό το νερό είναι διαλύτης, έλεγξε ποιες ουσίες διαλύωστο νερό και πώς να καθαρίσετε το νερό από διάφορες ουσίες.

"Σταγονάκι"σας ευχαριστώ για τη βοήθειά σας και σας δίνει ένα άλμπουμ για πειράματα σκιαγράφησης. Αυτό ολοκληρώνει την έρευνά μας, επιστρέφουμε από το εργαστήριο στο ομάδα:

Στρίψτε δεξιά, στρίψτε αριστερά.

Βρείτε τον εαυτό σας ξανά στην ομάδα.

Βιβλιογραφία:

1. A. I. Ivanova Οικολογικές παρατηρήσεις και πειράματα στο νηπιαγωγείο

2. G. P. Tugusheva, A. E. Chistyakova Πειραματική δραστηριότητα παιδιών μέσης και προσχολικής ηλικίας ηλικία Αγία Πετρούπολη: Detstvo-Press 2010.

3. Γνωστικές ερευνητικές δραστηριότητες μεγαλύτερων παιδιών προσχολικής ηλικίας - Ένα παιδί στο νηπιαγωγείο Νο 3,4,5 2003.

4. Ερευνητική δραστηριότητα παιδιού προσχολικής ηλικίας - Δ / στο Νο 7 2001.

5. Πειραματισμός με νερό και αέρα - D / V No. 6 2008.

6. Πειραματικές δραστηριότητες στο νηπιαγωγείο - Παιδαγωγός προσχολικής εκπαίδευσης Νο 9 2009.

7. Παιχνίδια - πειραματισμός μικρότερης προσχολικής ηλικίας - Παιδαγωγική προσχολικής ηλικίας Νο 5 2010.