Lahendustel on looduses, teaduses ja tehnoloogias võtmeroll. Vesi on elu alus ja sisaldab alati lahustunud aineid. Jõgede ja järvede magevesi sisaldab vähe lahustunud aineid, merevesi aga umbes 3,5% lahustunud sooli.
Arvatakse, et ürgookean (elu tekkimise ajal Maal) sisaldas ainult 1% lahustunud sooli.
“Selles keskkonnas arenesid esmakordselt elusorganismid, sellest lahusest ammutasid nad ioone ja molekule, mis olid vajalikud nende edasiseks kasvuks ja arenguks... Aja jooksul arenesid ja transformeerusid elusorganismid, mistõttu said nad veekeskkonnast lahkuda. ja liikuda maale ja siis tõusta õhku. Nad omandasid need võimed, säilitades oma kehas vesilahust vedelike kujul, mis sisaldavad elutähtsat ioonide ja molekulide varusid,“ on need sõnad, mida kuulus Ameerika keemik ja Nobeli preemia laureaat Linus Pauling kirjeldab lahuste rolli. looduses. Igaühe sees, igas meie keharakus on mälestused esmasest ookeanist, kohast, kus elu tekkis – vesilahusest, mis annab elu ise.
Igas elusorganismis voolab ebatavaline lahus pidevalt läbi veresoonte - arterite, veenide ja kapillaaride, mis moodustavad vere aluse, soolade massiosa selles on sama, mis esmases ookeanis - 0,9%. Inimese ja loomade kehas toimuvad keerulised füüsikalised ja keemilised protsessid interakteeruvad ka lahustes. Toidu seedimise protsess on seotud kõrge toiteväärtusega ainete lahusesse viimisega. Looduslikud vesilahused on otseselt seotud mullatekke protsesside ja taimede toitainetega varustamisega. Sellised tehnoloogilised protsessid keemiatööstuses ja paljudes teistes tööstusharudes, näiteks väetiste, metallide, hapete ja paberi tootmises, toimuvad lahustes. Kaasaegne teadus uurib lahenduste omadusi. Uurime, mis on lahendus?
Lahused erinevad teistest segudest selle poolest, et koostisosade osakesed jaotuvad neis ühtlaselt ja sellise segu mis tahes mikromahus on koostis sama.
Seetõttu mõisteti lahuste all homogeenseid segusid, mis koosnevad kahest või enamast homogeensest osast. See idee pärines lahenduste füüsikalisest teooriast.
Van't Hoff, Arrhenius ja Ostwald uurinud lahenduste füüsikalise teooria järgijad uskusid, et lahustumisprotsess on difusiooni tagajärg.
D.I. Mendelejev ja keemilise teooria pooldajad uskusid, et lahustumine on lahustunud aine keemilise interaktsiooni tulemus veemolekulidega. Seega on täpsem määratleda lahust homogeense süsteemina, mis koosneb lahustunud aine osakestest, lahustist ja nende vastasmõju produktidest.
Lahustunud aine keemilise interaktsiooni tõttu veega tekivad ühendid - hüdraadid. Keemilise vastasmõjuga kaasnevad tavaliselt termilised nähtused. Näiteks väävelhappe lahustumisel vees eraldub nii kolossaalne soojushulk, et lahus võib keema minna, mistõttu hape valatakse vette, mitte vastupidi. Selliste ainete nagu naatriumkloriid ja ammooniumnitraat lahustumisega kaasneb soojuse neeldumine.
M.V. Lomonosov tõestas, et lahused muutuvad jääks madalamal temperatuuril kui lahusti.
veebisaidil, materjali täielikul või osalisel kopeerimisel on vajalik link allikale.
Munitsipaalõppeasutus Maninskaja keskkool
Geograafia avatud tund
V klass
Õpetaja:
2008.
Tunni teema: "Vesi on lahusti. Vee töö looduses."
Tunni eesmärgid:
Tutvustage õpilastele vee tähtsust Maal.
Esitage lahuste ja suspensioonide, vees lahustuvate ja mittelahustuvate ainete mõiste
Näidake vee tööd looduses (loov ja hävitav)
Kasvatada hoolivat suhtumist vette ja armastust ilu vastu.
Varustus: poolkerade kaart, maakera, väide vee kohta, tabelid “Meresurf”, “Koobas”, “Ookean”, “Merede ja ookeanide elanikud”, “Ilm”, katseklaasid veega, sool, liiv, filter, magnetofon , TV, multimeediaprojektor .
Tundide ajal.
I.Aja organiseerimine.
II.Uue materjali õppimine.
Tund algab veeteemalise filmi katkendi vaatamisega.
Maheda muusika taustal, mis peegeldab vee hääli.
Õpetaja:
Ookeani tohutu laius
Ja tiigi vaikne tagavesi,
Ja see kõik on ainult vesi
Meie tunni teema on „Vesi on lahusti. Vee töö looduses."
Akadeemik rääkis selgelt ja täpselt vee rollist looduses. “Kas vesi on lihtsalt vedelik, mis valatakse klaasi?
Ookean, mis katab peaaegu kogu planeedi, kogu meie imelise Maa, kus elu tekkis miljoneid aastaid tagasi, on vesi.
Pilved, pilved, udu, mis kannavad niiskust kõigisse maakera elusolenditesse, on samuti vesi.
Tundub, et nad kannavad pitsi
puud, põõsad, juhtmed,
Ja see tundub muinasjutuna
Kuid sisuliselt on see ainult vesi.
Elu mitmekesisus on piiritu. See on kõikjal meie planeedil. Kuid elu eksisteerib ainult seal, kus on vett. Pole elusolend, kui pole vett. Jah, täna räägime meie tunnis veest, kuningannast - Voditsast. Teeme väikese soojenduse.
Arva ära mõistatused.
1. Kõnnib maa all
Vaatab taevasse. ( kevad)
2. Mis on nähtav, kui midagi pole näha. ( udu)
3. Õhtul lendab maapinnale,
Öö jääb maa peale,
Hommikul lendab jälle minema. ( kaste)
4. Nad lendavad ilma tiibadeta,
Nad jooksevad ilma jalgadeta
Nad purjetavad ilma purjeta. ( pilved)
5. See ei ole hobune, vaid jookseb,
See pole mets, aga lärmakas. ( jõgi, oja).
6. Ta tuli ja koputas katusele,
Ta lahkus – keegi ei kuulnud. ( vihma)
Vaatame maakera. Meie planeeti nimetatakse Maaks ilmse arusaamatuse tõttu: maa moodustab ¼ selle territooriumist ja ülejäänud on vesi. Õige oleks nimetada seda planeediks Vesi! Maal on palju vett, kuid looduses pole absoluutselt puhast vett, see sisaldab alati lisandeid, millest osa on soovitav, kuna neid vajab inimkeha. Teised võivad olla tervisele ohtlikud ja muuta vee kasutuskõlbmatuks.
1. Vesi on lahusti.
Ei ole aineid, mis vähemalt vähesel määral vees ei lahustu. Isegi kuld, hõbe, raud ja klaas lahustuvad vees vähesel määral. Teadlased on välja arvutanud, et näiteks klaasi kuuma teed juues imame koos sellega ligikaudu 0,0001 g lahustunud klaasi. Vee võime tõttu lahustada teisi aineid ei saa seda kunagi nimetada absoluutselt puhtaks.
Kogemuse demonstreerimine: vesi lahustina.
Valage sool klaasi vette ja segage lusikaga. Mis juhtub soolakristallidega? Need muutuvad aina väiksemaks ja kaovad peagi täielikult. Aga kas sool on kadunud?
Ei. Ta lahustus vees. Saime soolalahuse.
Laske soolalahus läbi filtri. Filtrile pole midagi settinud. Soolalahus läks vabalt läbi filtri. Mida nimetatakse lahenduseks?
Lahendus - vedelik, mis sisaldab selles ühtlaselt jaotunud võõraineid .
Kogemuse demonstreerimine: kogemusi saviga.
Teeme sama katse saviga. Saviosakesed hõljuvad vees. Laske vesi läbi filtri. Vesi läks sellest läbi, kuid saviosakesed jäid filtrile.
Sellest katsest võime järeldada, et savi ei lahustu vees.
Kuidas kahe katse tulemused erinevad? ( lahustunud soolaga vesi on läbipaistev, kuid saviga vesi mitte)
Tõepoolest, looduslik vesi võib sisaldada mitmesuguseid osakesi, mis selles ei lahustu. Sellised osakesed muudavad selle häguseks. Sel juhul räägivad nad sellest peatamine. Pärast mõnda aega seismist muutub hägune vedelik läbipaistvaks. Aine lahustumatud osakesed vajuvad põhja. Ja lahustes, olenemata sellest, kui kaua nad seisavad, ei setti ained põhja.
Inimesed on juba ammu märganud, et hõbedasse anumatesse valatud vesi ei rikne pikka aega. Fakt on see, et see sisaldab lahustunud hõbedat, millel on vees leiduvatele bakteritele kahjulik mõju. "Hõbedast" vett kasutavad astronaudid lendude ajal.
Kuidas saab kodus hõbevett valmistada?
Vees ei lahustu mitte ainult tahked ja vedelad ained, vaid ka gaasid: hapnik, lämmastik, süsinikdioksiid.
Kalad, taimed ja loomad hingavad vees lahustunud hapnikku.
Gaseeritud vee tootmine põhineb süsihappegaasi lahustumisel vees.
Kehalise kasvatuse tund "Vesi pole vesi"
Tähelepanelikkuse mäng. Ma nimetan sõnu. Kui nimetatud sõna tähendab midagi, mis sisaldab vett (pilv), siis peaksid lapsed püsti tõusma. Kui objekt või nähtus on kaudselt seotud veega (laevaga), tõstavad lapsed käe. Kui nimetatakse objekti või nähtust, millel puudub seos veega (tuulega), plaksutavad lapsed käsi.
Lomp, paat, vihm, liiv, juga, kivi, sukelduja, lumi, puu, rand, hüljes, auto, pilv.
2. Vee töö looduses.
Paljud nähtused Maa pinnal toimuvad vee osalusel.
Seega muutuvad sulavee ojad, kui need ühinevad, tohututeks vooludeks ja võivad põhjustada suurt hävingut. Nii tekivad kuristikud ( „bareljeefi“, „kuristiku moodustumise“ demonstreerimine).
Vesi uhub ära viljaka mulla pealmise kihi.
Vee mõjul hävivad kivid aeglaselt ( lugu laual "Ilm"). On populaarne vanasõna: "Vesi kulutab kive ära."
Maasse imbudes erodeerib ja lahustab vesi erinevaid kivimeid. Nii tekivad maa alla tühimikud – koopad ( tabel "Koopad").
Hirmsad looduskatastroofid on hästi teada – üleujutused ja tsunamid.
Üleujutuste ja tsunamide ajal lammutab vesi sildu, hävitab kaldaid ja hooneid, hävitab saaki ja võtab inimelusid.
Üliõpilaste postitus "Üleujutused".
Üleujutus on piirkondade, asustatud alade, tööstus- ja põllumajandusrajatiste üleujutamine, mis põhjustab kahju. Üleujutused toovad kaasa majandusrajatiste hävimise, põllusaagi ja metsade hävimise ning elanikkonna sunniviisilise evakueerimise üleujutusvööndist. Nimetatakse üleujutusi, mis toovad kaasa mitte ainult hävingu, vaid ka inimohvreid katastroofiline.
Neid võivad põhjustada tugevad vihmasajud või lume kiire sulamine pärast lumerohket talve.
Tudengisõnum "tsunami"
Tsunami on haruldane, kuid väga ohtlik loodusnähtus. Sõna "tsunami" tähendab jaapani keelest tõlgituna "suurt lainet, mis ujutab üle lahe". Need lained võivad olla väikesed ja isegi märkamatud, kuid võivad olla ka katastroofilised. Hävitavaid tsunamisid põhjustavad peamiselt tugevad veealused maavärinad suurtel merede ja ookeanide sügavustel, samuti veealused vulkaanipursked. Samal ajal pannakse lühikese aja jooksul liikuma miljardeid tonne vett. Tekivad madalad lained, mis kulgevad piki ookeani pinda reaktiivlennuki kiirusega - 700-800 kilomeetrit tunnis.
Avaookeanis pole isegi kõige ohtlikumad tsunamid sugugi ohtlikud. Tragöödiad tekivad siis, kui tsunamilained lähenevad madalale rannikualale. Kaldal ulatuvad lained 10-15 meetrini ja kõrgemale.
Tsunami tagajärjed võivad olla katastroofilised: need põhjustavad tohutut hävingut ja nõuavad sadu tuhandeid inimelusid.
Kõige rohkem tsunamisid saabub Vaikse ookeani rannikult (umbes kord aastas).
Õpetaja: kui palju tööd vesi kõigis nendes näidetes teeb?
(hävitav)
Kuid vesi teeb enamat kui lihtsalt hävitavat tööd. Kevadise üleujutuse ajal ladestab jõevesi üksikutele maa-aladele viljakat muda. Taimestik areneb neil väga hästi.
Ükski protsess elusorganismides ei toimu ilma vee osaluseta. Taimed vajavad seda mullast ainete imemiseks, piki vart, lehti, lahuste kujul liigutamiseks ja seemnete idanemiseks.
Kõik elav ja elutu: igasugune pinnas, kivid, kõik objektid, kehad, organismid - koosnevad veest.
Näiteks inimkehas moodustab vesi 60–80% kogumassist.
Vesi mängib inimühiskonna elus olulist rolli. Inimene on muutnud veehoidlad transporditeedeks ja jõevoolud - odava elektri allikaks.
Vesi on paljude elusorganismide elupaik, mida maismaal ei leidu (nt fragment filmist "Merede ja ookeanide asukad"
Veevarud on meie riigi rahvuslik rikkus, mis nõuab hoolikat kohtlemist: ranget arvestust, kaitset reostuse eest ja säästlikku kasutamist.
Õpetaja: A Kas kasutame vett alati säästlikult?
Inimene mäletab igavesti:
Elu sümbol maa peal on vesi!
Salvestage see ja hoolitsege -
Me ei ole planeedil üksi!
III. Konsolideerimine
1. Küsimused:
a) Mis on kõigi merede ja ookeanide nimed? maailma ookean)
b) Mitte meri, mitte maa – laevad ei uju ja sa ei saa kõndida ( soo)
b) Vee joomine ümberringi on katastroof ( meri)
d) Arva ära, mis ainest me räägime: See aine on looduses väga levinud, kuid puhtal kujul praktiliselt ei esine. Ilma selle aineta on elu võimatu. Iidsete rahvaste seas peeti seda surematuse ja viljakuse sümboliks. Üldiselt on see maailma kõige erakordsem vedelik. Mis see on? ( vesi).
2. Mäng "Kriipsuta maha" (kaardid ülesandega on õpilaste laual)
Ülesanne: kriipsutage maha lisasõna ja selgitage, miks?
a) Lumi, jää, aur, rahe.
b) Vihm, lumehelves, meri, jõgi.
c) Rahe, veeaur, lumi, vihm.
3. Ja nüüd järgmine ülesanne. Täida tekstis lüngad:
Vesi... lahusti. Selles lahustuvad tahked ained.
Näiteks...: vedelad ained, näiteks... gaasilised ained,
Näiteks…
Sellega seoses vett looduses ei leidu.
4. Mäng "Lisavara"
Ülesanne: kriipsutage maha omadus, mis ei kehti vee kohta.
Omadus:
a) On värv, ei ole värvi.
b) omab maitset, ei oma maitset.
c) Haiseb, ei lõhna.
d) Läbipaistmatu, läbipaistev.
e) omab voolavust, ei oma voolavust.
f) Soojeneb kiiresti ja jahtub kiiresti, soojeneb aeglaselt ja jahtub aeglaselt.
g) Lahustab liiva ja kriiti, lahustab soola ja suhkrut.
h) Omab vormi, vormi ei oma.
Muusika taustal
Õpetaja:
Vesi on suurepärane looduse kingitus,
Elus, vedel ja vaba,
Maalib pilte meie elust.
Selle kolmes olulises vormis.
Nüüd voolab see nagu oja, nüüd keerleb nagu jõgi,
See valab klaasist maapinnale.
See külmub õhukeseks jääks,
Kauni nimega lumehelves.
Siis muutub aur heledaks:
Seal oli – ja äkki oli ta kadunud.
Suurepärane töömees Voditsa,
No kuidas sa ei saa teda imetleda?
Ta hõljub meie poole nagu pilved,
Kastetakse lumest ja vihmast,
Ja hävitab ja tekitab,
Ja nii ta palub meie hoolt.
IV. Kodutöö ülesanne§ 23, ülesande 77 töövihik. lk 45
Vesi on üks levinumaid ühendeid Maal. See pole ainult jõgedes ja meredes; Kõik elusorganismid sisaldavad ka vett. Ilma selleta on elu võimatu. Vesi on hea lahusti (erinevad ained lahustuvad selles kergesti). loomade ja taimede mahl koosneb peamiselt veest. Vesi eksisteerib igavesti; see liigub pidevalt pinnasest atmosfääri ja organismidesse ja tagasi. Rohkem kui 70% maakera pinnast on kaetud veega.
Mis on vesi
Vee tsükkel
Jõgede, merede ja järvede vesi aurustub pidevalt, muutudes pisikesteks veeaurupiiskadeks. Piisad kogunevad kokku ja moodustuvad, millest vesi valgub vihmana maapinnale. Selline on vee ringkäik looduses. Aurupilvedes me jahtume ja naaseme vihma, lume või rahena maa peale. Kanalisatsiooni ja tehaste reovesi puhastatakse ja juhitakse seejärel merre.
Veejaam
Jõevesi sisaldab tingimata lisandeid, seetõttu tuleb seda puhastada. Vesi siseneb reservuaaridesse, kus see settib ja tahked osakesed settivad põhja. Seejärel läbib vesi filtreid, mis püüavad kinni kõik ülejäänud tahked ained. Vesi imbub läbi puhta kruusa, liiva või aktiivsöe kihtide, kus see puhastatakse mustusest ja tahketest lisanditest. Pärast filtreerimist töödeldakse vett patogeensete bakterite hävitamiseks klooriga, misjärel see pumbatakse reservuaaridesse ja tarnitakse elamutesse ja tehastesse. Enne kui reovesi merre läheb, tuleb see puhastada. Veepuhastusjaamas lastakse see läbi filtrite, mis püüavad mustuse kinni, seejärel pumbatakse settimismahutitesse, kus tahketel ainetel lastakse põhja settida. Bakterid hävitavad orgaaniliste ainete jäänused, lagundades need kahjututeks komponentideks.
Veepuhastus
Vesi on hea lahusti, seega sisaldab see tavaliselt lisandeid. Saate puhastada vett kasutades destilleerimine(vt artiklit “”), kuid tõhusam puhastusmeetod on deioniseerimine(soola eemaldamine). Ioonid on aatomid või molekulid, mis on kaotanud või juurde võtnud elektrone ja saanud selle tulemusena positiivse või negatiivse laengu. Deioniseerimiseks kasutatakse ainet nn ioniit. See sisaldab positiivselt laetud vesinikioone (H+) ja negatiivselt laetud hüdroksiidioone (OH -) Kui saastunud vesi läbib vaigu, asenduvad lisandite ioonid vaigust pärit vesiniku ja hüdroksiidioonidega. Vesiniku- ja hüdroksiidioonid ühinevad, moodustades uusi veemolekule. Ioonivahetit läbinud vesi ei sisalda enam lisandeid.
Vesi lahustina
Vesi on suurepärane lahusti, paljud ained lahustuvad selles kergesti (vt ka artiklit ""). Seetõttu leidub puhast vett looduses harva. Veemolekulis on elektrilaengud veidi eraldatud, kuna vesinikuaatomid asuvad molekuli ühel küljel. Seetõttu lahustuvad ioonühendid (ioonidest koosnevad ühendid) selles nii kergesti. Ioonid on laetud ja veemolekulid tõmbavad neid ligi.
Vesi, nagu kõik lahustid, suudab lahustada ainult piiratud koguses ainet. Lahust nimetatakse küllastunud, kui lahusti ei suuda lahustada täiendavat osa ainest. Tavaliselt suureneb kuumutamisel aine kogus, mida lahusti suudab lahustada. Suhkur lahustub kuumas vees kergemini kui külmas. Gaseeritud joogid on süsihappegaasi veeaurud. Mida kõrgem, seda rohkem gaasi suudab lahus absorbeerida. Seega, kui me joogipurgi avame ja seeläbi rõhku alandame, pääseb joogist süsihappegaas välja. Kuumutamisel väheneb gaaside lahustuvus. 1 liitris jõe- ja merevees lahustub tavaliselt umbes 0,04 grammi hapnikku. Sellest piisab vetikatele, kaladele ja teistele merede ja jõgede elanikele.
Kare vesi
Kare vesi sisaldab lahustunud mineraale, mis pärinesid kivimitest, millest vesi läbi voolas. 
Seep ei vahuta sellises vees hästi, sest see reageerib mineraalidega ja moodustab helbeid. Karedat vett on kahte tüüpi; nende erinevus seisneb lahustunud mineraalide tüübis. Vees lahustunud mineraalide tüüp sõltub kivimitüübist, millest vesi läbi voolab (vt joonist). Ajutine vee karedus tekib lubjakivi reageerimisel vihmaveega. Lubjakivi on lahustumatu kaltsiumkarbonaat ja vihmavesi on süsihappe nõrk lahus. Hape reageerib kaltsiumkarbonaadiga, moodustades vesinikkarbonaadi, mis lahustub vees ja muudab selle kõvaks.
Kui ajutise karedusega vesi keeb või aurustub, sadestuvad osa mineraalidest, moodustades katla põhjas katlakivi või koopas stalaktiite ja stalagmiite. Püsiva karedusega vesi sisaldab teisi kaltsiumi ja magneesiumi ühendeid, näiteks kipsi. Need mineraalid ei sadestu keetmisel.
Vee pehmendamine
Vee kõvaks muutvaid mineraale saate eemaldada, lisades lahusele pesusoodat või läbi ioonivahetuse, mis on sarnane vee deioniseerimisega puhastamise ajal. Aine, mis sisaldab naatriumioone, mis vahetuvad vees leiduvate kaltsiumi- ja magneesiumioonidega. Ioonivahetist läbib kõva vesi tseoliit- naatriumi sisaldav aine. Tseoliidis on kaltsiumi ja magneesiumi ioonid segatud naatriumiioonidega, mis ei lisa veele karedust. Pesusooda on naatriumkarbonaat. Karedas vees reageerib see kaltsiumi- ja magneesiumiühenditega. Tulemuseks on lahustumatud ühendid, mis ei moodusta helbeid.
Veereostus
Kui tehastest ja kodudest puhastamata vesi satub merre ja jõgedesse, tekib veereostus. Kui vees on liiga palju jäätmeid, paljunevad orgaanilist ainet lagundavad bakterid ja tarbivad peaaegu kogu hapniku. Sellises vees jäävad ellu vaid patogeensed bakterid, mis suudavad elada vees ilma hapnikuta. Kui lahustunud hapniku tase vees väheneb, surevad kalad ja taimed. Vette satuvad ka prügi, pestitsiidid ja väetiste nitraadid, mürgised - plii ja elavhõbe. Mürgised ained, sealhulgas metallid, satuvad kalade ja sealt ka teiste loomade ja isegi inimeste kehasse. Pestitsiidid tapavad mikroorganisme ja loomi, rikkudes seeläbi loomulikku tasakaalu. Põldudelt pärit väetised ja fosfaate sisaldavad pesuained põhjustavad vette sattudes taimede kasvu kiirenemist. Surnud taimedest toituvad taimed ja bakterid neelavad hapnikku, vähendades selle sisaldust vees.
Lühikirjeldus vee rollist organismide jaoks
Vesi on kõige olulisem anorgaaniline ühend, ilma milleta pole elu maa peal võimatu. See aine on ühtaegu kõige olulisem osa ja mängib olulist rolli välistegurina kõigi elusolendite jaoks.
Planeedil Maa leidub vett kolmes agregatsiooni olekus: gaasiline (aur sees, vedel (atmosfääris vesi ja udu) ja tahke (vesi liustikes, jäämägedes jne.) Auru vee valem on H 2 O , vedel (H 2 O) 2 (temperatuuril T = 277 K) ja (H 2 O) n - tahke vee jaoks (jääkristallid), kus n = 3, 4, ... (sõltub temperatuurist - seda madalam on temperatuur , seda suurem on n väärtus).Veemolekulid ühinevad osakesteks valemiga (H 2 O) n spetsiaalsete keemiliste sidemete, mida nimetatakse vesinikuks, moodustumise tulemusena; selliseid osakesi nimetatakse assotsieerunud aineteks; assotsieerunud ühendite moodustumise tõttu on need lõdvemad struktuurid tekivad kui vedel vesi, seetõttu on temperatuuril alla 277 K vee tihedus Erinevalt teistest ainetest ei suurene, vaid väheneb, mistõttu jää hõljub vedela vee pinnal ja sügavad veehoidlad ei külmu. põhja, eriti kuna vesi on madala soojusjuhtivusega.See on vees elavate organismide jaoks väga oluline - nad ei hukku tugevate külmade korral ja elavad talvekülmas kuni soodsamate temperatuuritingimuste saabumiseni.
Vesiniksidemete olemasolu määrab vee kõrge soojusmahtuvuse, mis teeb elu Maa pinnal võimalikuks, kuna vee olemasolu aitab vähendada temperatuuride erinevust päeval ja öösel, aga ka talvel ja suvel, sest kui jahutamisel vesi kondenseerub ja soojust eraldub ning kuumutamisel vesi aurustub, kuni Vesiniksidemete katkemine kulub ja Maa pind ei kuumene üle.
Veemolekulid ei moodusta vesiniksidemeid mitte ainult üksteisega, vaid ka teiste ainete molekulidega (süsivesikud, valgud, nukleiinhapped), mis on üheks keemiliste ühendite kompleksi tekke põhjuseks mille erilise aine olemasolu on võimalik - elusaine, mis moodustab erinevaid .
Vee ökoloogiline roll on tohutu ja sellel on kaks aspekti: see on nii väline (esimene aspekt) kui ka sisemine (teine aspekt) keskkonnategur. Välise keskkonnategurina on vesi osa abiootilistest teguritest (niiskus, elupaik, kliima ja mikrokliima komponent). Sisemise tegurina mängib vesi olulist rolli raku sees ja keha sees. Mõelgem vee rollile rakus.
Rakus täidab vesi järgmisi funktsioone:
1) keskkond, kus asuvad kõik raku organellid;
2) lahusti nii anorgaaniliste kui orgaaniliste ainete jaoks;
3) keskkond erinevate biokeemiliste protsesside toimumiseks;
4) anorgaaniliste ainete vaheliste vahetusreaktsioonide katalüsaator;
5) reaktiiv hüdrolüüsi, hüdratatsiooni, fotolüüsi jms protsesside jaoks;
6) tekitab rakule teatud oleku, näiteks turgori, mis muudab raku elastseks ja mehaaniliselt tugevaks;
7) täidab ehitusfunktsiooni, mis seisneb selles, et vesi on osa erinevatest rakustruktuuridest, näiteks membraanidest jne;
8) on üks tegureid, mis liidab kõik rakustruktuurid ühtseks tervikuks;
9) tekitab keskkonna elektrijuhtivuse, viies anorgaanilised ja orgaanilised ühendid lahustunud olekusse, põhjustades ioonsete ja ülipolaarsete ühendite elektrolüütilist dissotsiatsiooni.
Vee roll kehas seisneb selles, et:
1) täidab transpordifunktsiooni, kuna muudab ained lahustuvasse olekusse ja tekkivad lahused liiguvad erinevate jõudude toimel (näiteks osmootne rõhk jne) ühest elundist teise;
2) täidab juhtivat funktsiooni tänu sellele, et keha sisaldab elektrolüütide lahuseid, mis on võimelised juhtima elektrokeemilisi impulsse;
3) seob kokku üksikuid organeid ja organsüsteeme vees sisalduvate eriainete (hormoonide) tõttu, teostades samal ajal humoraalset regulatsiooni;
4) on üks keha kehatemperatuuri reguleerivatest ainetest (vesi higi kujul eraldub keha pinnale, aurustub, mille tõttu soojus neeldub ja keha jahtub);
5) sisaldub toidukaupades jne.
Vee tähtsust väljaspool keha on kirjeldatud eespool (elupaik, välistemperatuuri regulaator jne).
Organismide jaoks mängib olulist rolli magevesi (soolasisaldus alla 0,3%). Looduses keemiliselt puhast vett praktiliselt ei eksisteeri, kõige puhtam on vihmavesi maapiirkondadest, kaugel suurtest asustusaladest. Organismidele sobib mageveekogudes – jõgedes, tiikides, värsketes järvedes – sisalduv vesi.
Vesi on kõige olulisem keemiline ühend Maal. Vesi on kõigi elusorganismide ja inimeste elu- ja eksisteerimiskeskkonna põhikomponent. Vee füüsikalised omadused erinevad järsult teiste ainete omadustest ning nende erinevuste olemus määrab füüsikalise ja bioloogilise maailma olemuse.
Aja jooksul arenesid elusorganismid, mis võimaldasid neil veekeskkonnast lahkuda ja maale liikuda ning õhku tõusta. Nad omandasid selle võime, säilitades oma kehas vesilahuse koe, vereplasma ja rakkudevaheliste vedelike vedela komponendina, mis sisaldavad vajalikke ioonide ja molekulide varusid.
Erinevalt orgaanilistest lahustitest lahustab vesi sooli hästi, kuna sellel on väga kõrge sisaldus dielektriline konstant (umbes 81 toatemperatuuril) ja selle molekulid kipuvad moodustumiseks ühinema ioonidega hüdraatunud ioonid . Mõlemad omadused tulenevad 1 veemolekuli suurest elektrilisest dipoolmomendist. Ja see vee omadus mängib suurt rolli elu ja ainevahetuse arengus.
Vees toimub järgmine protsess. Elektrilaengute tõmbe- või tõrjumisjõud on pöördvõrdeline neid laenguid ümbritseva keskkonna dielektrilise konstandiga. See tähendab, et kaks vastandlikku elektrilaengut tõmbavad teineteist vees jõuga, mis on võrdne 1/80 nende vastastikuse tõmbejõu jõust õhus (või vaakumis). Seega, kui naatriumkloriidi soolakristall on vees, eralduvad seda moodustavad ioonid kristallist palju kergemini kui siis, kui kristall oleks õhus, kuna elektrostaatiline jõud tõmbab iooni tagasi kristalli pinnale. vesilahus on ainult 1/80 õhust antud iooni külgetõmbejõust. Seetõttu pole üllatav, et toatemperatuuril ei saa soojusliikumine põhjustada ioonide üleminekut kristallist õhku, kuid samal ajal on ioonide soojusliikumine täiesti piisav, et ületada suhteliselt nõrk külgetõmme, kui kristalli ümbritseb vesi, mis viib suure hulga ioonide üleminekuni vesilahuseks.
Ioonide hüdratsioon
Kui soolad lahustuvad vees, tekivad need hüdraatunud ioonid . Hüdreeritud ioonide moodustumine viib ioonide stabiliseerumiseni vesilahustes. Iga negatiivne ioon tõmbab ligi mitme lähedalasuva veemolekuli positiivsed otsad ja kipub neid enda lähedal hoidma.
Positiivsed ioonid, mis on tavaliselt anioonidest väiksemad, tõmbavad vett veelgi tugevamini ligi; iga katioon tõmbab ligi veemolekulide negatiivseid otsi ja seob kindlalt mitu molekuli, hoides neid enda lähedal; sel juhul tekib hüdraat, mis võib olla väga stabiilne, eriti kahe- või kolmekordset positiivset laengut kandvate katioonide puhul.
Antud katiooniga seotud veemolekulide arv, selle ligandilisus, määratakse katiooni suuruse järgi. Aatomi ligandilisus on võrdne sellega seotud või sellega kontaktis olevate aatomite arvuga. Ligandilisust nimetatakse ka kooskõlastusnumber .
Vees moodustab väike Be 2+ katioon Be(OH 2) 4 2+ tetrahüdraadi. Mõnevõrra suuremad ioonid, näiteks Mg 2+ või Al 3+, moodustavad heksahüdraate Mg(OH 2) 6 2+, Al(OH 2) 6 3+ ( pilt 1).
Joonis 1. Hüdreeritud ioonide struktuur Ole ( Oh 2 ) 4 2+ Ja A l (TEMA 2 ) 6 3+ .
Hüdreeritud ioonides on katioonide ja veemolekulide vahelised vastasmõjujõud nii tugevad, et ioonid hoiavad sageli enda ümber veemolekulide kihi isegi kristallides. Seda vett nimetatakse kristalliseerumine Aga y. See efekt on kahe- ja kolmekordselt laetud katioonide puhul rohkem väljendunud kui ühekordselt laetud katioonide puhul. Näiteks tetrahüdraadi kompleksi Be(OH2)42+ leidub erinevates soolades, sealhulgas BeCO3-s. 4H20, WeC12. 4H 2 O ja BeSO 4. 4H 2 O ja on kahtlemata lahuses olemas.
MgCl 2 6 H 2 OA1S1 3 6H 2 KOHTA
Mg(C1KOHTA 3 ) 2 6H 2 OKA1(S0 4 ) 2 12H 2 O
Mg(C1KOHTA 4 ) 2 6 N 2 0 Fe(NH 4 ) 2 (SO 4 ) 2 6H 2 O
MgSiF 6 6H 2 OFe(NO 3 ) 2 6H 2 O
NiSnCl 3 6H 2 OFeCl 3 6H 2 O
Kristallides nagu FeSO 4. 7H 2 O, kuus veemolekuli on kinnitunud rauaioonile Fe(OH 2) 6 2+ kompleksi kujul ja seitsmes on kristallis erineval positsioonil, mis asub sulfaadiooni lähedal.
Maarjas KAl(SO 4) 2. 12H 2 O kuus kaheteistkümnest veemolekulist on seotud alumiiniumiooniga ja ülejäänud kuus paiknevad kaaliumiooni ümber.
On ka kristalle, milles katioonid on ilma mõnest või kõigist veemolekulidest. Seega moodustab magneesiumsulfaat kolm kristalset ühendit: MgSO 4. 7H20, MgS04. H2O ja MgSO4.
Ioonide stabiilsus vesilahuses tuleneb elektrilaengu jaotusest teatud arvu aatomite vahel selliselt, et ühelgi aatomil ei esine märkimisväärset kõrvalekallet elektrilisest neutraalsusest. Vaatleme hüdraatunud katioone Be(OH 2) 4 2+ ja Al(OH 2) 6 3+, mis on esitatud joonisel 1. Nii berülliumi kui ka alumiiniumi elektronegatiivsus on 1,5 ja hapniku elektronegatiivsus on 3,5. Elektronegatiivsuse erinevus vastab ioonilisusele, mis on veidi suurem kui 50%, mis on piisav, et liigutada pool iga sideme elektrilaengust keskaatomile, jättes selle ligikaudu neutraalseks. O-H sidemed võivad oma olemuselt olla 25% ioonsed, kusjuures kogu ioonide laeng kandub Be(OH 2) 4 2+ kaheksale vesinikuaatomile ja Al(OH 2) 6 3+ kaheteistkümnele vesinikuaatomile, millest igaüks mille laeng on ¼ + Lisaks võivad kõik need vesinikuaatomid osaleda nõrga sideme moodustamisel teise veemolekuliga nii, et selle laeng neutraliseeritakse interaktsioonis hapnikuaatomi elektronpaariga ja seejärel hüdraatunud katioonide Be(OH2) 4 (OH 2) 8 2+ ja Al(OH 2) 6 (OH 2) 12 3+ kogulaeng jaotub kõige kaugemate vesinikuaatomite vahel, millest igaühel on laeng 1/8+. Tegelikult ulatub selline vee elektriline polarisatsioon pikki vahemaid; See määrab vee kõrge dielektrilise konstandi.
On teada, et kui vesiniksidemed moodustuvad vesilahustes selliste molekulide nagu H3PO4 poolt, võivad kõik neli hapnikuaatomit muutuda peaaegu samaväärseteks, tagades kahe positsiooni vahelise kaksiksideme peaaegu täieliku resonantsi. Sellise resonantsi korral on iga hapnikuaatomi valents 1 1/4, rahuldades fosfori sidemeid ja jättes 3/4 sidemele vesinikuga. Kui igaüks kolmest OH rühmast kasutab oma vesinikuaatomit nõrga sideme (¼ sideme) moodustamiseks veemolekuli hapnikuaatomiga, siis piisab ülejäänud ¾ sidemest, et muuta fosfaadi hapnikuaatomid elektriliselt neutraalseks. Samamoodi võib vesinikuaatomita fosfaathapnik moodustada nõrku (¼) sidemeid kolme naaberveemolekuli vesinikuaatomitega, mis muudab selle ka elektriliselt neutraalseks.
Kõik elutähtsa fosfaadiooni PO 4 3 neljast hapnikuaatomist võivad sarnaselt moodustada vesiniksidemeid kolme veemolekuliga. Hüdreeritud PO 4 (HOH) 12 3 iooni elektrilaeng jaotatakse seejärel kaheteistkümne välimise hapnikuaatomi vahel, millest igaühe laeng on ¼-. Sarnaseid hüdraatunud struktuure moodustavad (HO) 2 PO 2 - ja HOPO 3 2- ioonid, mida leidub elusorganismides peaaegu võrdsetes kogustes.
Klatraatühendid
Väärisgaasid (argoon jne), lihtsüsivesinikud ja paljud teised ained moodustavad veega nn kristalseid hüdraate; Seega moodustab ksenoon Xe-hüdraadi. 5 3/4 H 2 O, stabiilne ligikaudu 2 °C juures ja ksenooni osarõhul 1 atm; metaan moodustab sarnase hüdraadi CH4. 5 3/4 H2O.
Röntgeniuuringud on näidanud, et neil kristallidel on struktuur, milles veemolekulid moodustavad tänu vesiniksidemetele võre, mis meenutab jää oma; selles on iga veemolekuli ümbritsetud nelja teise molekuliga, mis asuvad tetraeedri tippudes 276 pm kaugusel, kuid molekulide avatuma paigutusega, mis põhjustab õõnsuste teket (viisnurksete dodekaeedrite vms kujul). polüeedrid viis- või kuusnurkse küljega), mis on piisavalt suured, et need võiksid sisaldada gaasiaatomeid või muid molekule ( joonis 2). Seda tüüpi kristalle nimetatakse klatraadi kristallid .
Ksenoonhüdraadi ja argooni, krüptooni, metaani, kloori, broomi, vesiniksulfiidi ja mõnede teiste ainete hüdraatide struktuur on näidatud joonisel fig. 2. Sellise struktuuriga kuuprakk on umbes 1200 pm servaga ja sisaldab 46 veemolekuli.
Joonis 2. Ksenoonhüdraadi klatraadikristallide struktuur.
Ksenooni aatomid hõivavad tühimikud (kaheksa kuupraku kohta) kolmemõõtmelises võres, moodustadesvesiniksidemeid sisaldavates veemolekulides (46 molekuli kuupraku kohta). RasO-H O asend on 276 pm, nagu jääkristallil. Kaks ksenooni aatomit hapnikuaatomitega O O O ja ½ ½ ½ asuvad peaaegu korrapäraste viisnurksete dodekaeedrite keskmes. Ülejäänud kuus ksenooni aatomit juuresUmbes ¼ ½;O ¾ ½; ½ O¼; 1/2O ¾; ¼ ½ Oasuvad tetragonide keskpunktides. IgaIgal 14-eedril (üks neist on pildi keskel esile tõstetud) on 24 tippu (molekulevesi), kaks kuusnurkset tahku ja 12 viisnurkset tahku.
Kloroformhüdraat CHC1 3. 17H2O on veidi keerulisema struktuuriga, milles kloroformi molekuli ümbritseb 16-tahuline hulktahukas, mis koosneb 28 veemolekulist. Samuti on võimalik saada klatraatühendeid, milles vesiniksidemetega kristallvõre moodustavad orgaanilised molekulid, näiteks uurea molekulid (H2N)2CO.
Keemiliselt inertsete anesteetikumide, nagu halotaan F 3 CCBrClH ja ksenoon, toimemehhanismi kohta on pakutud välja huvitav tõlgendus. Selle mehhanismi kohaselt rikub anesteetiline aine rakkudevahelise või intratsellulaarse vedeliku vesistruktuuri, moodustades klatraatstruktuure, mis mõjutavad normaalseid rakkudevahelisi sidesüsteeme. Kohalikud anesteetikumid erinevad oma toimemehhanismi poolest. Nende molekulid võivad moodustada vesiniksidemeid ja on tõenäoline, et anesteetiline toime tuleneb anesteetikumi molekulide kombinatsioonist valgumolekulide või muude närvide moodustavate molekulidega.
Muud elektrolüütide lahustid
Lisaks veele võivad mõned teised vedelikud olla elektrolüütide ioniseerivad lahustid, moodustades elektrivoolu juhtivaid lahuseid. Nende vedelike hulka kuuluvad vesinikperoksiid, vesinikfluoriid, vedel ammoniaak ja vesiniktsüaniid. Nagu vesi, on kõigil neil vedelikel kõrge dielektriline konstant. Madala dielektrilise konstandiga vedelikud, nagu benseen või süsinikdisulfiid, ei ole ioniseerivad lahustid.
Mõnikord nimetatakse kõrge dielektrilise konstandiga vedelikke polaarsed vedelikud .
Vee kõrge dielektriline konstant, mis määrab vee hämmastava võime lahustada ioonse struktuuriga aineid, on osaliselt tingitud asjaolust, et vesi on võimeline moodustama vesiniksidemeid. Tänu nendele sidemetele on veemolekulid paigutatud nii, et need neutraliseerivad osaliselt elektrivälja. Vesiniksidemed moodustuvad ka teistes vedelikes - vesinikperoksiid, vesinikfluoriid, ammoniaak (keemistemperatuur - 33,4 ° C), vesiniktsüaniid], mis on võimelised lahustama ioonse struktuuriga aineid.
Lahustuvus
Isoleeritud süsteem on tasakaalus , kui selle omadused, eriti komponentide jaotus faaside vahel, püsivad pikka aega konstantsena.
Kui tasakaalus olev süsteem koosneb lahusest ja teisest faasist, mis on lahuse üheks komponendiks puhta aine kujul, siis nimetatakse selle aine kontsentratsiooni lahuses. lahustuvus sellest ainest. Lahendust sel juhul nimetatakse rikas .
Näiteks booraksi lahus temperatuuril 0 °C, mis sisaldab 1,3 g veevaba naatriumtetraboraati Na 2 B 4 O 7 100 g vees, on tasakaalus tahke faasiga Na 2 B 4 O 7. 10H20 (naatriumtetraboraatdekahüdraat); Aja jooksul see süsteem ei muutu, lahuse koostis jääb muutumatuks. Lahustuvus Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 O vees on seega 1,3 g Na 2 B 4 O 7 100 g kohta või, võttes arvesse hüdratatsioonivett, 2,5 g Na 2 B 4 O 7. 10H 2 O 100 g vee kohta.
Tahke faasi muutus
Lahustuvus Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 O suureneb kiiresti temperatuuri tõustes; 60 °C juures jõuab lahustuvus 20,3 g Na 2 B 4 O 7 100 g kohta ( joonis 3). Kui süsteemi kuumutatakse temperatuurini 70 °C ja hoitakse mõnda aega sellel temperatuuril, täheldatakse uut nähtust - ilmub kolmas faas - kristalne, koostisega Na 2 B 4 O 7. 5H 2 O ja eelmine kristalliline faas kaob. Sellel temperatuuril on dekahüdraadi lahustuvus kõrgem kui pentahüdraadil; dekahüdraadiga küllastunud lahus osutub pentahüdraadi suhtes üleküllastunud ja seetõttu sadestuvad sellisest lahusest pentahüdraadi kristallid. Kristallisatsiooniprotsessi käivitamiseks on mõnikord vaja lahusele lisada "seemneke" (aine väikesed kristallid, mis on lahustunud antud lahuses). Seejärel toimub ebastabiilse faasi lahustumisprotsess ja stabiilse faasi kristalliseerumine, kuni ebastabiilne faas kaob. Kolmas naatriumtetraboraathüdraat on kerniit Na 2 B 4 O 7 . 4H 2 O - lahustuvus on suurem kui kahel teisel.
Joonis 3. Lahustuvus Na 2 NII 4 . 10 H 2 O
Vaadeldaval juhul on dekahüdraat vähem lahustuv kui pentahüdraat temperatuuril kuni 61 °C ja seetõttu on see stabiilne faas sellest temperatuurist madalamal. Nende kahe hüdraadi lahustuvuskõverad lõikuvad temperatuuril 61 °C ja sellest kõrgemal temperatuuril on pentahüdraat lahusega kokkupuutel stabiilne.
Stabiilses tahkes faasis võivad lisaks solvatatsioonile toimuda ka muud protsessid. Seega on ortorombiline väävel teatud lahustites vähem lahustuv kui monokliiniline väävel temperatuuril alla 95,5 ° C, st allpool nende kahe vormi vastastikuse muundumise temperatuuri; üle määratud temperatuuri on monokliiniline vorm vähem lahustuv. Termodünaamika põhimõtted nõuavad, et temperatuur, mille juures aine kahe vormi lahustuvuskõverad ristuvad, oleks kõikide lahustite puhul sama ja samal ajal temperatuur, mille juures aururõhukõverad ristuvad.
Lahustuvuse sõltuvus temperatuurist
Aine lahustuvus võib temperatuuri tõustes suureneda või väheneda. Naatriumsulfaat on selles osas veenev näide. Lahustuvus Na 2 SO 4 . 10H 2 O (stabiilne tahke faas alla 32,4 °C) suureneb temperatuuri tõustes väga kiiresti, suurenedes 5 g Na 2 SO 4 100 g vee kohta 0 °C juures 55 g-ni 32,4 °C juures. Üle 32,4 °C on stabiilne tahke faas Na2SO4; selle faasi lahustuvus väheneb kiiresti temperatuuri tõustes: 55 g-lt 32,4 °C juures 42 g-ni 100 °C juures ( joonis 4).
Joonis 4. Lahustuvus Na 2 NII 4 . 10 H 2 O sõltuvalt temperatuurist
Enamiku soolade lahustuvus suureneb temperatuuri tõustes; paljude soolade (NaCl, K 2 CrO 7) lahustuvus muutub temperatuuri tõustes vaid veidi; ja ainult mõned soolad, näiteks Na2SO4, FeSO4. H 2 O ja Na 2 CO 3. H 2 O, lahustuvus väheneb temperatuuri tõustes ( joonis 4 Ja Joonis 5).
Joonis 5. Mõnede soolade vees lahustuvuse kõverad
Lahustuvuse sõltuvus lahustunud aine ja lahusti olemusest
Ainete lahustuvus on erinevates lahustites väga erinev, kuid siiski on kehtestatud mitmed lahustuvusega seotud üldreeglid, mis kehtivad peamiselt orgaaniliste ühendite kohta.
Üks neist reeglitest ütleb, et aine kipub lahustuma lahustites, mis on sellega keemiliselt sarnased. Seega on süsivesinik naftaleen C 10 H 8 hästi lahustuv bensiinis, mis on süsivesinike segu, mõnevõrra vähem lahustuv etüülalkoholis C 2 H 5 OH, mille molekulid koosnevad lühikestest hüdroksüülrühmadega süsivesinike ahelatest ja väga halvasti. lahustuvus vees, mis erineb oluliselt süsivesinikest. Samal ajal on boorhape B(OH) 3, mis on hüdroksiid, mõõdukalt lahustuv vees ja alkoholis, st hüdroksüülrühmi sisaldavates ainetes, ja see ei lahustu bensiinis. Kolm mainitud lahustit ise kinnitavad sama reeglit: nii bensiin kui vesi segunevad alkoholiga (lahustuvad selles), samas kui bensiin ja vesi lahustuvad vastastikku väga väikestes kogustes.
Neid fakte saab seletada järgmiselt: süsivesinikrühmad (mis koosnevad ainult süsiniku- ja vesinikuaatomitest) tõmbavad üksteist väga nõrgalt ligi, millest annab tunnistust süsivesinike madalam sulamis- ja keemistemperatuur võrreldes teiste ligikaudu sama molekulmassiga ainetega. Samas on hüdroksüülrühmade ja veemolekulide vahel väga tugev molekulidevaheline külgetõmme; Vee sulamis- ja keemistemperatuur on kõrgem kui mis tahes muu väikese molekulmassiga aine vastav temperatuur. See tugev külgetõmme on osaliselt tingitud O-H sidemete ioonilisest olemusest, mis asetab aatomitele elektrilaengu. Seejärel tõmbavad positiivselt laetud vesinikuaatomid teiste molekulide negatiivselt laetud hapnikuaatomite poole, moodustades vesiniksidemeid ja hoides molekule tihedalt koos.
Tähtaeg hüdrofiilsed kasutatakse sageli vett ligitõmbavate ainete või rühmade kohta ja termin hüdrofoobne kasutatakse seoses ainete või rühmadega, mis tõrjuvad vett ja tõmbavad ligi süsivesinikke. Tegelikult mõjuvad hüdrofoobse aine molekulid nii veemolekulidele kui süsivesinike molekulidele elektroonilise van der Waalsi külgetõmbejõu abil. Veeauru lahustuvus näiteks petrooleumis (süsivesinike segus) temperatuuril 25 ° C ja rõhul 0,0313 atm (st küllastunud aururõhul vedelast veest kõrgemal sellel temperatuuril) on 72 mg 1 kg lahusti kohta. , samas kui metaani lahustuvus samal osarõhul on veidi väiksem - 10 mg 1 kg petrooleumis. Petrooleumi molekulid tõmbavad veemolekule mõnevõrra tugevamini kui metaani molekulid. Vee ja metaani erinevus seisneb selles, et kõrgemal osarõhul kondenseerub veeaur vedelikuks, mida stabiliseerivad molekulidevahelised vesiniksidemed, samas kui metaan jääb gaasiks.
Metaani lahustuvus polaarsetes lahustites on peaaegu sama, mis mittepolaarsetes; alkoholides metanoolist CH 3 OH kuni pentanoolini (amüülalkohol) C 5 H 11 OH on metaani lahustuvus 72-80% petrooleumi väärtusest. Van der Waalsi külgetõmbejõud lahustimolekulide ja metaani molekulide vahel jäävad erinevate lahustite puhul peaaegu samaks. Teisest küljest on veeauru lahustuvus rõhul 0,313 atm amüülalkoholis 1400 korda suurem kui petrooleumis ja vesi seguneb mis tahes vahekorras kergete alkoholidega.
Väikestest mittepolaarsetest molekulidest koosnevad ained, nagu hapnik, lämmastik ja metaan, lahustuvad vees umbes 10 korda vähem kui mittepolaarsetes lahustites. Suurematest mittepolaarsetest molekulidest koosnevad ained on põhiliselt vees lahustumatud, kuid kipuvad hästi lahustuma mittepolaarsetes lahustites. Näib, et vesi on nende molekulide kaasamisele vastu, kuna selleks vajalike tühimike teke on seotud veemolekulide vaheliste vesiniksidemete purunemise või deformeerumisega. Sellised ühendid nagu bensiin ja naftaleen ei lahustu vees, kuna nende lahuses olevad molekulid takistaksid veemolekulidel moodustada nii palju tugevaid vesiniksidemeid kui puhtas vees; teisest küljest on boorhape vees lahustuv, kuna veemolekulide vaheliste sidemete arvu vähenemist kompenseerib tugevate vesiniksidemete teke veemolekulide ja boorhappemolekulide hüdroksüülrühmade vahel.
Soolade ja hüdroksiidide lahustuvus vees
Anorgaanilise keemia, eriti kvalitatiivse analüüsi õppimisel on kasulik teada laialdaselt kasutatavate ainete ligikaudset lahustuvust. Lihtsad lahustuvuse reeglid on toodud allpool. Need reeglid kehtivad tavaliste katioonide ühendite suhtes: Na+, K+, NH4+, Mg2+, Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+, Al 3+, Kr 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+ ja Pb 2+ . Kui aine kohta öeldakse, et see on "lahustuv", tähendab see, et selle lahustuvus ületab ligikaudu 1 g 100 ml kohta (ligikaudu 0,1 M katiooniga) ja kui nad ütlevad, et aine on "lahustumatu", tähendab see, et selle lahustuvus ei ületa 0,1 g 100 ml kohta (ligikaudu 0,01 M): nimetatakse aineid, mille lahustuvus on nendes piirides või nende lähedal mõõdukas kasvrimim.
Lahustuv klass:
Kõik nitraadid lahustuv.
Kõik atsetaadid lahustuv.
Kõik kloriidid , bromiide Ja jodiidid lahustuv, välja arvatud hõbeda, elavhõbeda (I) (oksüdatsiooniastmega elavhõbe + 1) ja plii vastavad ühendid. Ühendid PbC1 2 ja PbBr 2 lahustuvad mõõdukalt külmas vees (1 g 100 ml kohta 20 ° C juures) ja paremini kuumas vees (vastavalt 3 ja 5 g 100 ml 100 ° C juures).
Kõik sulfaadid lahustuvad, välja arvatud baarium-, strontsium- ja pliisulfaadid. CaSO 4, Ag 2 SO 4 ja Hg 2 SO 4 lahustuvad mõõdukalt.
Kõik soolad kolmel I, kaalium Ja ammoonium lahustuv: erandid on NaSb(OH) 6 (naatriumantimonaat), K 2 PtCl 6 (kaaliumheksakloroplatinaat), (NH 4) 2 PtCl 6, K 3 Co(TO 2) 6 (kaaliumheksanitrokobaltaat), (NH 4) 3Co (NO 2) 6 ja KClO 4.
Lahustumatute ainete klass :
Kõik hüdroksiidid lahustumatud, välja arvatud leelismetallide, ammooniumi ja baariumi hüdroksiidid; Ca(OH)2 ja Sr(OH)2 lahustuvad mõõdukalt.
Kõik keskmised karbonaadid Ja fosfaadid lahustumatud, välja arvatud leelismetallide ja ammooniumi vastavad ühendid. Paljud happelised karbonaadid ja fosfaadid, näiteks Ca(HCO 3) 2 ja Ca(H 2 PO 4) 2, on lahustuvad.
Kõik sulfiidid , välja arvatud leelismetallide, ammooniumi ja leelismuldmetallide sulfiidid, lahustumatud.
K. x. n. O. V. Mosin
Kirjanduslik allikas : L. Poling, P. Poling. / tõlge M.V. Sahharov. Ed. M. L. Karapetyants. Keemia., Moskva 1978.
Margarita Khalisova
Tunni kokkuvõte “Vesi on lahusti. Veepuhastus"
Teema: Vesi on lahusti. Veepuhastus.
Sihtmärk: kinnistada arusaama, et vees olevad ained ei kao, vaid lahustada.
Ülesanded:
1. Tehke kindlaks ained, mis lahustada vees ja millised mitte lahustada vees.
2. Tutvustage puhastusmeetodit vesi – filtreerimise teel.
3. Luua tingimused erinevate puhastusmeetodite tuvastamiseks ja katsetamiseks vesi.
4. Kinnitada teadmisi ohutu käitumise reeglitest erinevate ainetega töötamisel.
5. Arendada loogilist mõtlemist, modelleerides probleemsituatsioone ja neid lahendades.
6. Kasvata täpsust ja ohutut käitumist erinevate ainetega töötamisel.
7. Kasvatada huvi kognitiivse tegevuse ja katsetamise vastu.
Haridusvaldkonnad:
Kognitiivne areng
Sotsiaalne ja kommunikatiivne areng
Füüsiline areng
Sõnavaratöö:
rikastamine: filter, filtreerimine
aktiveerimine: lehter
Eeltöö: vestlused veest, selle rollist inimese elus; viis läbi veevaatlusi lasteaias ja kodus; katsed veega; vaatas selle teema kohta illustratsioone « Vesi» ; tutvus ohutusreeglitega uurimistöö ja katsetamise käigus; mõistatuste esitamine vee kohta; ilukirjanduse, keskkonnamuinasjuttude lugemine; mängud vee kohta.
Demonstratsioon ja visuaalne materjalist: sinises ülikonnas nukk "Pilk".
Jaotusmaterjal: tühjad klaasid veega; lahustid: suhkur, sool, jahu, liiv, toiduvärv, taimeõli; plastlusikad, lehtrid, marli salvrätikud, vatipadjad, õliriidest põlled, teekruusid, sidrun, moosi, ühekordsed taldrikud, õliriie lauale.
GCD liikumine
Kasvataja: - Poisid, enne teiega vestluse alustamist tahan teile soovida mõistatus:
Elab meredes ja jõgedes
Kuid see lendab sageli üle taeva.
Kuidas tal lendamisest igav hakkab?
See kukub uuesti maapinnale. (vesi)
Kas oskate arvata, millest vestlus tuleb? Täpselt nii, vee kohta. Me juba teame seda vesi on vedelik.
Tuletame meelde, millised omadused vesi tegime kindlaks teiste peal tehtud katsete abil klassid. Nimekiri.
Lapsed:
1. U vesi ei lõhna.
2. Ei maitse.
3. See on läbipaistev.
4. Värvitu.
5. Vesi võtab selle anuma kuju, millesse see valatakse.
6. Tal on kaal.
Kasvataja: - Õige. Kas soovite uuesti veega katsetada? Selleks peame põgusalt muutuma teadlasteks ja vaatama oma laborisse eksperimenteerimine:
Pöörake paremale, pöörake vasakule,
Leidke end laborist.
(lapsed lähenevad minilaborile).
Kasvataja: - Poisid, vaadake, kes meid jälle külastab? Ja mis on laboris uut?
Lapsed: - "Pilk", vanaisa lapselaps Teadlik ja ilus karp.
Kas soovite teada, mis selles kastis on? Arva ära mõistatused:
1. Eraldi - ma pole nii maitsev,
Aga toidus – igaüks vajab (sool)
2. Olen valge kui lumi
Kõigi auks.
Sain selle suhu -
Sinna ta kadus. (suhkur)
3. Nad küpsetavad minult juustukooke,
Ja pannkoogid ja pannkoogid.
Kui teed tainast,
Nad peavad mind maha panema (jahu)
4. Kollane, mitte päike,
See kallab, mitte vesi,
Pannil vahutab,
Pritsmed ja susisemine (õli)
Toiduvärv – kasutatakse toiduvalmistamisel kookide kaunistamiseks ja munade värvimiseks.
Liiv - ehitamiseks, mängi sellega liivakastis.
Lapsed uurivad ainetega katseklaase.
Kasvataja: - Ma tõin kõik need ained "Pilk" et saaksime aidata tal mõista, mis nendega suhtlemisel veega juhtub.
Kasvataja: - Mida me vajame, et alustada tööd veega?
Lapsed: - Põlled.
(lapsed panevad õliriidest põlled selga ja lähevad lauda, kus kandikul on klaasid puhta veega).
Kasvataja: - Enne nendega töötamist pidagem reegleid meeles ained:
Lapsed:
1. Sa ei tunne ainete maitset – on mürgistusvõimalus.
2. Nuusata tuleb hoolikalt, kuna need ained võivad olla väga söövitavad ja võivad hingamisteid kõrvetada.
Kasvataja: - Danil näitab teile, kuidas seda õigesti teha (juhib peopesaga lõhna klaasist).
I. Uurimine Töö:
Kasvataja: - Poisid, mis teie arvates muutub, kui lahustage need ained vees?
Enne ainete veega segamist kuulan ära laste oodatavad tulemused.
Kasvataja: - Kontrollime.
Soovitan kõigil lastel võtta klaas vett.
Kasvataja: - Vaadake ja tehke kindlaks, milline neist on vesi?
Lapsed: - Vesi on selge, värvitu, lõhnatu, külm.
Kasvataja: - Võtke katseklaas enda valitud ainega ja lahustada klaasis vees, segades lusikaga.
Me kaalume. Ma kuulan laste vastuseid. Kas nad arvasid õigesti?
Kasvataja: - Mis sai suhkrust ja soolast?
Sool ja suhkur kiiresti lahustada vees, vesi jääb selgeks, värvitu.
Jahu ka lahustada vees, Aga vesi muutub häguseks.
Aga pärast vesi seisab mõnda aega, jahu settib põhja, kuid lahendus on jätkuvalt pilvine.
Vesi liivaga läks määrdunud, hägune, kui enam ei sega, vajus liiv klaasi põhja, seda on näha, st ei lähe lahustunud.
toidupulber lahusti muutis kiiresti värvi vesi, Tähendab, lahustub hästi.
Nafta ei ole lahustub vees: see on kas levib selle pinnal õhukese kilena või hõljub vees kollaste tilkade kujul.
Vesi on lahusti! Kuid mitte kõik ained lahustuda selles.
Kasvataja: - Poisid, me tegime teiega koostööd ja "Pilk" kutsub meid puhkama.
(Lapsed istuvad teise laua taha ja mängitakse.
Mäng: “Arva ära joogi maitse (tee)».
Teejoomine erinevate maitsetega: suhkur, moos, sidrun.
II Katsetöö.
Läheneme tabelile 1.
Kasvataja: - Poisid, kas on võimalik puhastada vett nendest ainetest, mida me lahustunud? Taastage see eelmine läbipaistvus ilma setteta. Kuidas seda teha?
Soovitan sul prillid ära võtta lahendusi ja minge tabeli 2 juurde.
Kasvataja: - Saate seda filtreerida. Selleks on vaja filtrit. Millest saab filtrit teha? Teeme seda marli salvrätiku ja vatipadjaga. Näitan (panin lehtrisse mitmes kihis volditud marli salvrätiku ja vatipadjakese ning panen tühja klaasi).
Filtrite valmistamine koos lastega.
Näitan filtreerimismeetodit ja seejärel filtreerivad lapsed ise vee enda valitud ainega.
Tuletan lastele meelde, et ärge kiirustage, valage väikese joana sisse lahendus filtriga lehtrisse. ma räägin vanasõna: "Kui kiirustate, paned inimesed naerma".
Vaatame, mis juhtus pärast filtreerimist vesi erinevate ainetega.
Õli filtreeriti kiiresti, sest seda polnud vees lahustatud, õli jäljed on filtril selgelt näha. Sama juhtus liivaga. Praktiliselt ei filtreeritud välja ühtegi head ainet vees lahustatud: suhkur, sool.
Vesi jahuga muutus peale filtreerimist läbipaistvamaks. Enamik jahu settis filtrile, ainult väga väikesed osakesed libisesid läbi filtri ja sattusid klaasi, nii et vesi mitte täiesti läbipaistev.
Pärast värvaine filtreerimist filtri värvus muutus, kuid filtreeriti lahendus jäi ka värviliseks.
GCD tulemus:
1. Milliseid aineid lahustada vees? - suhkur, sool, värvained, jahu.
2. Millised ained ei ole lahustub vees - liiv, õli.
3. Millise puhastusmeetodiga vesi, mida kohtasime? - filtreerimine.
4. Millega? - filter.
5. Kas kõik järgisid ohutusreegleid? (üks näide).
6. Mis on huvitav (uus) kas sa said täna teada?
Kasvataja: - Täna õppisite seda vesi on lahusti, kontrollis, milliseid aineid lahustada vees ja kuidas saab vett erinevatest ainetest puhastada.
"Pilk" tänan teid abi eest ja annab teile albumi oma katsete visandamiseks. Sellega on meie uurimused lõppenud, naaseme laborist Grupp:
Pöörake paremale, pöörake vasakule.
Leiad end jälle grupist.
Kirjandus:
1. A. I. Ivanova Ökoloogilised vaatlused ja katsed lasteaias
2. G. P. Tuguševa, A. E. Chistyakova Keskmise ja vanema eelkooliealiste laste eksperimentaalne tegevus vanuses Peterburis: Lapsepõlv-Ajakirjandus 2010.
3. Vanemate koolieelikute kognitiivne uurimistegevus - Laps lasteaias nr 3,4,5 2003.a.
4. Koolieeliku uurimistegevus - D/v nr 7, 2001.a.
5. Katsetamine vee ja õhuga - D/V nr 6, 2008.
6. Katsetegevus lasteaias - Koolieelse lasteasutuse nr 9 õpetaja 2009.a.
7. Mängud - noorema eelkooliealise katsetamine - Koolieelse pedagoogika nr 5 2010.a.
