Çözümler doğada, bilimde ve teknolojide önemli bir rol oynamaktadır. Su yaşamın temelidir ve her zaman çözünmüş maddeler içerir. Nehirlerden ve göllerden gelen tatlı su az miktarda çözünmüş madde içerirken, deniz suyu yaklaşık %3,5 oranında çözünmüş tuz içerir.
İlkel okyanusun (Dünyadaki yaşamın ortaya çıktığı dönemde) yalnızca %1 oranında çözünmüş tuz içerdiğine inanılmaktadır.
“Canlı organizmalar ilk kez bu ortamda gelişti; daha fazla büyümeleri ve gelişmeleri için gerekli olan iyonları ve molekülleri bu çözeltiden çektiler... Zamanla canlılar gelişip dönüştüler, böylece su ortamından çıkabildiler. ve karaya doğru hareket edin ve ardından havaya yükselin. Bu yetenekleri, hayati önem taşıyan iyon ve molekülleri içeren sulu bir çözeltiyi sıvı biçiminde vücutlarında depolayarak elde ettiler.” Bunlar ünlü Amerikalı kimyager ve Nobel Ödülü sahibi Linus Pauling tarafından çözeltilerin rolünü tanımlamak için kullanılan kelimelerdir. doğada. Her birimizin içinde, vücudumuzun her hücresinde, yaşamın ortaya çıktığı yer olan birincil okyanusa, yaşamın kendisini sağlayan sulu çözeltiye dair anılar vardır.
Herhangi bir canlı organizmada, kanın temelini oluşturan damarlar - arterler, damarlar ve kılcal damarlar - boyunca alışılmadık bir çözelti sürekli olarak akar, içindeki tuzların kütle oranı birincil okyanustaki ile aynıdır -% 0,9. İnsan ve hayvan vücudunda meydana gelen karmaşık fiziksel ve kimyasal süreçler de çözümlerle etkileşime girer. Yiyeceklerin sindirimi süreci, oldukça besleyici maddelerin çözeltiye aktarılmasıyla ilişkilidir. Doğal sulu çözeltiler toprak oluşum süreçleriyle ve bitkilere besin sağlanmasıyla doğrudan ilgilidir. Kimya ve diğer birçok endüstrideki bu tür teknolojik süreçler, örneğin gübre, metal, asit ve kağıt üretimi, çözeltilerde meydana gelir. Modern bilim çözümlerin özelliklerini inceler. Çözümün ne olduğunu öğrenelim mi?
Çözeltiler, kurucu parçaların parçacıklarının içlerinde eşit olarak dağılması ve böyle bir karışımın herhangi bir mikro hacminde bileşimin aynı olması bakımından diğer karışımlardan farklıdır.
Bu nedenle çözümler iki veya daha fazla homojen parçadan oluşan homojen karışımlar olarak anlaşılmıştır. Bu fikir, fiziksel çözüm teorisinden geldi.
Van't Hoff, Arrhenius ve Ostwald tarafından incelenen fiziksel çözelti teorisinin taraftarları, çözünme sürecinin difüzyonun sonucu olduğuna inanıyorlardı.
DI Mendeleev ve kimyasal teorinin destekçileri, çözünmenin, bir çözünen maddenin su molekülleri ile kimyasal etkileşiminin sonucu olduğuna inanıyordu. Dolayısıyla çözümü, çözünen madde parçacıkları, çözücü ve bunların etkileşiminin ürünlerinden oluşan homojen bir sistem olarak tanımlamak daha doğru olacaktır.
Çözünmüş maddenin su ile kimyasal etkileşimi nedeniyle bileşikler oluşur - hidratlar. Kimyasal etkileşime genellikle termal olaylar eşlik eder. Örneğin, sülfürik asidin suda çözünmesi o kadar büyük miktarda ısı açığa çıkarır ki çözelti kaynayabilir, bu nedenle asit suya dökülür ve bunun tersi olmaz. Sodyum klorür ve amonyum nitrat gibi maddelerin çözünmesine ısının emilmesi eşlik eder.
M.V. Lomonosov, çözeltilerin çözücüden daha düşük bir sıcaklıkta buza dönüştüğünü kanıtladı.
web sitesi, materyalin tamamını veya bir kısmını kopyalarken kaynağa bir bağlantı gereklidir.
Belediye eğitim kurumu Maninskaya ortaokulu
Coğrafya üzerine açık ders
V sınıfı
Öğretmen:
2008.
Ders konusu: “Su bir çözücüdür. Suyun doğadaki işi."
Dersin Hedefleri:
Öğrencilere suyun Dünya üzerindeki önemini tanıtın.
Çözelti ve süspansiyon kavramını, suda çözünen ve çözünmeyen maddeleri vermek
Suyun doğadaki çalışmalarını gösterin (yaratıcı ve yıkıcı)
Suya karşı şefkatli bir tutum ve güzellik sevgisi geliştirmek.
Teçhizat: yarım küre haritası, küre, su hakkında açıklama, tablolar “Deniz sörfü”, “Mağara”, “Okyanus”, “Deniz ve okyanus sakinleri”, “Hava koşulları”, su, tuz, kum, filtre, kayıt cihazı içeren test tüpleri , TV, multimedya projektörü.
Dersler sırasında.
BEN.Zamanı organize etmek.
II.Yeni materyal öğrenme.
Ders su ile ilgili bir filmin bir parçasını izlemekle başlıyor.
Arka planda su seslerini yansıtan yumuşak müzik.
Öğretmen:
Okyanusun engin genişliği
Ve göletin sessiz durgun suyu,
Ve hepsi sadece su
Dersimizin konusu “Su bir çözücüdür. Suyun doğadaki işi."
Akademisyen suyun doğadaki rolünü net ve doğru bir şekilde anlattı. “Su sadece bardağa dökülen bir sıvı mıdır?
Neredeyse tüm gezegeni kaplayan okyanus, milyonlarca yıl önce yaşamın başladığı harika Dünyamızın tamamı sudur.”
Dünya yüzeyindeki tüm canlılara nem taşıyan bulutlar, bulutlar, sis de sudur.
Dantel giymiş gibi görünüyorlar
Ağaçlar, çalılar, teller,
Ve bir peri masalı gibi görünüyor
Ancak özünde sadece sudur.
Yaşamın çeşitliliği sınırsızdır. Gezegenimizin her yerinde. Ancak hayat yalnızca suyun olduğu yerde vardır. Su olmazsa canlı yoktur. Evet, bugün dersimizde sudan, Kraliçe Voditsa'dan bahsedeceğiz. Biraz ısınma yapalım.
Bilmeceleri tahmin edin.
1. Yeraltında yürür
Gökyüzüne bakar. ( bahar)
2. Hiçbir şey görünmediğinde görünen şey. ( sis)
3. Akşam yere uçar,
Gece kalır yeryüzünde,
Sabah yine uçup gidiyor. ( çiy)
4. Kanatsız uçarlar,
Bacakları olmadan koşuyorlar
Yelkensiz yelken açıyorlar. ( bulutlar)
5. Bu bir at değil, koşuyor.
Orman değil ama gürültülü. ( nehir, dere).
6. Gelip çatıyı çaldı,
Gitti - kimse duymadı. ( yağmur)
Gelin dünyaya bakalım. Açık bir yanlış anlaşılma nedeniyle gezegenimize Dünya adı verildi: toprak, topraklarının ¼'ünü oluşturuyor ve geri kalanı su. Ona Su gezegeni demek doğru olur! Yeryüzünde çok fazla su var, ancak doğada kesinlikle saf su yok, her zaman insan vücudu tarafından ihtiyaç duyulduğu için bazıları arzu edilen bazı safsızlıklar içeriyor. Diğerleri sağlığa zararlı olabilir ve suyu kullanılamaz hale getirebilir.
1. Su bir çözücüdür.
En azından az da olsa suda çözünmeyen hiçbir madde yoktur. Altın, gümüş, demir ve cam bile suda az miktarda çözünür. Bilim adamları, örneğin bir bardak sıcak çay içtiğimizde, onunla birlikte yaklaşık 0,0001 g çözünmüş camı da emdiğimizi hesapladılar. Suyun diğer maddeleri çözme yeteneğinden dolayı hiçbir zaman tamamen saf olduğu söylenemez.
Deneyimin gösterilmesi:çözücü olarak su.
Bir bardak suya tuz dökün ve bir kaşıkla karıştırın. Tuz kristallerine ne olur? Giderek küçülürler ve kısa sürede tamamen kaybolurlar. Peki tuz kayboldu mu?
HAYIR. Suda çözüldü. Bir tuz çözeltisi aldık.
Tuzlu solüsyonu süzgeçten geçirelim. Filtreye hiçbir şey yerleşmedi. Tuz çözeltisi filtreden serbestçe geçti. Çözüme ne denir?
Çözüm - İçinde eşit olarak dağılmış yabancı maddeler içeren bir sıvı .
Deneyimin gösterilmesi: kil deneyimi.
Aynı deneyi kil ile yapalım. Kil parçacıkları suda yüzer. Suyunu süzgeçten geçirelim. Su içinden geçti ancak kil parçacıkları filtrenin üzerinde kaldı.
Bu deneyden kilin suda çözünmediği sonucuna varabiliriz.
İki deneyin sonuçları nasıl farklılık gösteriyor? ( çözünmüş tuz içeren su şeffaftır ancak kil içeren su değildir)
Aslında doğal su, içinde çözünmeyen çeşitli parçacıklar içerebilir. Bu tür parçacıklar onu bulanıklaştırır. Bu durumda onlar hakkında konuşuyorlar süspansiyon. Bir süre bekledikten sonra bulanık sıvı şeffaf hale gelir. Maddenin çözünmeyen parçacıkları dibe çöker. Çözeltilerde ise maddeler ne kadar beklerse dursun dibe çökmüyor.
İnsanlar gümüş kaplara dökülen suyun uzun süre bozulmadığını uzun zamandır fark etmişlerdir. Gerçek şu ki, sudaki bakteriler üzerinde zararlı etkisi olan çözünmüş gümüş içeriyor. Uçuş sırasında astronotlar tarafından “gümüş” su kullanılır.
Evde gümüş suyu nasıl hazırlayabilirsiniz?
Suda sadece katı ve sıvı maddeler değil aynı zamanda gazlar da çözülür: oksijen, nitrojen, karbondioksit.
Balıklar, bitkiler ve hayvanlar suda çözünmüş oksijeni solurlar.
Karbonatlı su üretimi, karbondioksitin su içinde çözünmesine dayanmaktadır.
Beden eğitimi dersi “Su su değildir”
Bir dikkat oyunu. Kelimelerin adını veriyorum. Adı geçen kelime su içeren bir şey (bulut) anlamına geliyorsa çocuklar ayağa kalkmalıdır. Bir nesne veya olgu dolaylı olarak suyla (gemi) ilgiliyse çocuklar ellerini kaldırır. Suyla (rüzgârla) hiçbir bağlantısı olmayan bir nesne ya da olgu isimlendirilirse çocuklar ellerini çırparlar.
Su birikintisi, tekne, yağmur, kum, şelale, taş, dalgıç, kar, ağaç, plaj, fok, araba, bulut.
2. Suyun doğadaki işi.
Dünya yüzeyindeki birçok olay suyun katılımıyla meydana gelir.
Böylece eriyen su akıntıları birleştiğinde zorlu akıntılara dönüşür ve büyük yıkıma neden olabilir. Dağ geçitleri bu şekilde oluşur ( “kısma”, “dağ geçidi oluşumu” gösterisi).
Su, verimli toprağın üst katmanını yıkar.
Suyun etkisi altında kayalar yavaş yavaş yok edilir ( “Hava Koşulları” masasındaki hikaye). Popüler bir atasözü vardır: "Su, taşları aşındırır."
Yere sızan su, çeşitli kayaları aşındırır ve çözer. Yer altında boşluklar – mağaralar – bu şekilde oluşur ( tablo "Mağaralar").
Korkunç doğal afetler iyi bilinmektedir - sel ve tsunamiler.
Sel ve tsunami sırasında su, köprüleri yıkar, bankaları ve binaları tahrip eder, mahsulleri yok eder ve insanların hayatını alır.
Öğrenci Gönderisi “Taşkınlar.”
Sel, alanların, yerleşim yerlerinin, endüstriyel ve tarımsal tesislerin su altında kalarak hasara yol açmasıdır. Seller ekonomik tesislerin tahrip olmasına, mahsullerin, ormanların yok olmasına ve nüfusun sel bölgesinden zorla tahliye edilmesine yol açmaktadır. Sadece yıkıma değil aynı zamanda insan kayıplarına da yol açan sellere ne ad verilir? felaket.
Şiddetli sağanak yağışlardan veya karlı bir kıştan sonra karların hızla erimesinden kaynaklanabilirler.
Öğrenci Mesajı "Tsunami"
Tsunami nadir fakat çok tehlikeli bir doğa olayıdır. Japoncadan tercüme edilen "tsunami" kelimesi "körfezi sular altında bırakan büyük bir dalga" anlamına gelir. Bu dalgalar küçük ve hatta farkedilemez olabilir, ancak aynı zamanda felaket de olabilirler. Yıkıcı tsunamilere esas olarak denizlerin ve okyanusların büyük derinliklerinde meydana gelen güçlü su altı depremleri ve ayrıca su altı volkanik patlamaları neden olur. Aynı zamanda milyarlarca ton su kısa sürede harekete geçiyor. Okyanus yüzeyi boyunca bir jet uçağı hızında - saatte 700-800 kilometre hızla koşan alçak dalgalar ortaya çıkıyor.
Açık okyanusta en tehlikeli tsunamiler bile hiç de tehlikeli değildir. Tsunami dalgaları sığ kıyı bölgesine yaklaştığında trajediler meydana gelir. Kıyıda dalgalar 10-15 metre ve daha yükseğe ulaşıyor.
Bir tsunaminin sonuçları felaket olabilir: Muazzam bir yıkıma neden olur ve yüz binlerce insanın hayatına mal olur.
En fazla sayıda tsunami Pasifik kıyısından kaynaklanmaktadır (yaklaşık yılda bir kez).
Öğretmen: tüm bu örneklerde su ne kadar iş yapıyor?
(yıkıcı)
Ancak su, yıkıcı bir işten daha fazlasını yapar. İlkbahar seli sırasında nehir suyu, arazinin belirli alanlarında verimli silt biriktirir. Bitki örtüsü üzerlerinde çok iyi gelişir.
Canlı organizmalarda suyun katılımı olmadan tek bir işlem gerçekleşmez. Bitkilerin topraktaki maddeleri emmesi, bunları gövde, yapraklar boyunca çözelti halinde hareket ettirmesi ve tohumların çimlenmesi için buna ihtiyacı vardır.
Canlı ve cansız her şey: her türlü toprak, kayalar, tüm nesneler, bedenler, organizmalar sudan oluşur.
Örneğin insan vücudunda su toplam kütlenin %60-80'ini oluşturur.
Su, insan toplumunun yaşamında önemli bir rol oynar. İnsanoğlu rezervuarları ulaşım yollarına ve nehir akışlarını ucuz elektrik kaynağına dönüştürdü.
Su, karada bulunamayan birçok canlı organizmanın yaşam alanıdır (f “Denizlerin ve Okyanusların Sakinleri” filminin videosunun bir parçası)
Su kaynakları ülkemizin milli zenginliğidir ve dikkatli bir şekilde işlenmesini gerektirir: sıkı muhasebe, kirlilikten korunma ve ekonomik kullanım.
Öğretmen: A Suyu her zaman tasarruflu mu kullanıyoruz?
Adam sonsuza kadar hatırla:
Dünyadaki yaşamın sembolü sudur!
Saklayın ve kendinize iyi bakın -
Gezegende yalnız değiliz!
III. Konsolidasyon
1. Sorular:
a) Tüm denizlerin ve okyanusların toplu isimleri nelerdir ( dünya Okyanusu)
b) Deniz değil, kara değil - gemiler yüzmez ve yürüyemezsiniz ( bataklık)
b) İçme suyu her yerde felakettir ( deniz)
d) Hangi maddeden bahsettiğimizi tahmin edin: Bu madde doğada çok yaygındır, ancak pratikte hiçbir zaman saf haliyle oluşmaz. Bu madde olmadan hayat mümkün değildir. Eski halklar arasında ölümsüzlüğün ve doğurganlığın sembolü olarak görülüyordu. Genel olarak dünyadaki en olağanüstü sıvıdır. Bu nedir? ( su).
2. Oyun “Ekstraların üzerini çizin” (görevi içeren kartlar öğrencilerin masalarındadır)
Ödev: Fazladan kelimenin üzerini çizin ve nedenini açıklayın?
a) Kar, buz, buhar, dolu.
b) Yağmur, kar tanesi, deniz, nehir.
c) Dolu, su buharı, kar, yağmur.
3. Ve şimdi bir sonraki görev. Metindeki boşlukları doldurun:
Su... çözücü. Katılar içinde çözünür.
Örneğin...: sıvı maddeler, örneğin... gaz halindeki maddeler,
Örneğin…
Bu bakımdan doğada su bulunamaz.
4. Oyun “Ekstra Mülkiyet”
Ödev: Su için geçerli olmayan özelliğin üzerini çizin.
Mülk:
a) Rengi vardır, rengi yoktur.
b) Tadı vardır, tadı yoktur.
c) Kokusu vardır, kokusu yoktur.
d) Opak, şeffaf.
e) Akışkanlığı vardır, akışkanlığı yoktur.
f) Çabuk ısınır, çabuk soğur, yavaş ısınır ve yavaş soğur.
g) Kumu ve tebeşiri çözer, tuzu ve şekeri çözer.
h) Şekli vardır, şekli yoktur.
Müziğin arka planına karşı
Öğretmen:
Su doğanın harika bir armağanıdır,
Canlı, akıcı ve özgür,
Hayatımızın resimlerini çizer.
Üç önemli görünümüyle.
Şimdi bir dere gibi akıyor, şimdi bir nehir gibi esiyor.
Camdan yere dökülüyor.
İnce buz halinde donar,
Güzel adlandırılmış kar tanesi.
Daha sonra buhar hafifler:
Vardı ve aniden gitti.
Büyük işçi Voditsa,
Peki ona nasıl hayran olmazsın?
Bulutlar gibi üzerimize doğru süzülüyor,
Kar ve yağmurla sulanan,
Ve yok eder ve acı verir,
Ve bu yüzden bizim bakımımızı istiyor.
IV. Ev ödevi§ 23, görev 77 çalışma kitabı. sayfa 45
Su, Dünya üzerinde en bol bulunan bileşiklerden biridir. Sadece nehirlerde ve denizlerde değil; Tüm canlı organizmalar aynı zamanda su içerir. Onsuz hayat imkansızdır. Su iyi bir çözücüdür (çeşitli maddeler içinde kolaylıkla çözünür). Hayvan ve bitki özsuyu esas olarak sudan oluşur. Su sonsuza kadar vardır; sürekli olarak topraktan atmosfere ve organizmalara ve geriye doğru hareket eder. Dünya yüzeyinin %70'inden fazlası sularla kaplıdır.
Su nedir
Su döngüsü
Nehirlerin, denizlerin ve göllerin suyu sürekli olarak buharlaşarak küçük su buharı damlalarına dönüşür. Damlalar bir araya gelerek yağmur şeklinde suyun yere düşmesini sağlar. Bu doğadaki su döngüsüdür. Buhar bulutları içinde serinliyoruz ve yağmur, kar veya dolu şeklinde yeryüzüne dönüyoruz. Kanalizasyon ve fabrikalardan çıkan atık sular arıtılarak denize deşarj ediliyor.
Su istasyonu
Nehir suyu mutlaka yabancı maddeler içerir, bu nedenle arıtılması gerekir. Su rezervuarlara girer, burada yerleşir ve katı parçacıklar dibe çöker. Su daha sonra kalan katıları tutan filtrelerden geçer. Su, kir ve katı yabancı maddelerden arındırıldığı temiz çakıl, kum veya aktif karbon katmanlarından süzülür. Filtrasyondan sonra su, patojenik bakterileri öldürmek için klor ile arıtılır, ardından rezervuarlara pompalanır ve konutlara ve fabrikalara verilir. Atık suların denize verilmeden önce mutlaka arıtılması gerekiyor. Bir su arıtma tesisinde, kiri tutan filtrelerden geçirilir ve ardından katıların dibe çökmesine izin verilen çökeltme tanklarına pompalanır. Bakteriler organik maddelerin kalıntılarını yok ederek onları zararsız bileşenlere ayrıştırır.
Su arıtma
Su iyi bir çözücü olduğundan genellikle yabancı maddeler içerir. kullanarak suyu arıtabilirsiniz. damıtma(“” makalesine bakın), ancak daha etkili bir temizleme yöntemi deiyonizasyon(tuzdan arındırma). İyonlar, elektron kaybetmiş veya kazanmış ve bunun sonucunda pozitif veya negatif yük alan atomlar veya moleküllerdir. Deiyonizasyon için adı verilen bir madde iyonit. Pozitif yüklü hidrojen iyonları (H+) ve negatif yüklü hidroksit iyonları (OH -) içerir.Kirli su reçineden geçtiğinde, yabancı madde iyonlarının yerini reçinedeki hidrojen ve hidroksit iyonları alır. Hidrojen ve hidroksit iyonları birleşerek yeni su molekülleri oluşturur. İyon değiştiriciden geçen su artık yabancı madde içermez.
Çözücü olarak su
Su mükemmel bir çözücüdür, birçok madde içinde kolayca çözünür (““ makalesine de bakın). Bu nedenle saf su doğada nadiren bulunur. Bir su molekülünde, hidrojen atomları molekülün bir tarafında yer aldığından elektrik yükleri birbirinden biraz ayrılır. İyonik bileşiklerin (iyonlardan oluşan bileşiklerin) içinde bu kadar kolay çözünmesinin nedeni budur. İyonlar yüklüdür ve su molekülleri onları çeker.
Su, tüm çözücüler gibi, bir maddenin yalnızca sınırlı bir miktarını çözebilir. Çözücü maddenin ilave bir bölümünü çözemediğinde bir çözeltiye doymuş denir. Tipik olarak bir çözücünün çözebileceği madde miktarı ısıtmayla artar. Şeker sıcak suda soğuk suya göre daha kolay çözünür. Gazlı içecekler karbondioksitten oluşan su buharıdır. Ne kadar yüksek olursa çözelti o kadar fazla gaz emebilir. Bu nedenle, bir içecek kutusunu açıp basıncı azalttığımızda, içecekten karbondioksit dışarı çıkar. Isıtıldığında gazların çözünürlüğü azalır. Yaklaşık 0,04 gram oksijen genellikle 1 litre nehir ve deniz suyunda çözülür. Bu, algler, balıklar ve denizlerin ve nehirlerin diğer sakinleri için yeterlidir.
Sert su
Sert su, içinden aktığı kayalardan gelen çözünmüş mineralleri içerir. 
Sabun bu tür suda iyi köpürmez çünkü minerallerle reaksiyona girer ve pulcuklar oluşturur. İki tür sert su vardır; aralarındaki fark çözünmüş minerallerin türüdür. Suda çözünen minerallerin türü, suyun içinden aktığı kayanın türüne bağlıdır (şekle bakın). Kireçtaşı yağmur suyuyla reaksiyona girdiğinde geçici su sertliği oluşur. Kireçtaşı çözünmeyen bir kalsiyum karbonattır ve yağmur suyu zayıf bir karbonik asit çözeltisidir. Asit, kalsiyum karbonatla reaksiyona girerek bikarbonat oluşturur, bu da suda çözünerek onu sertleştirir.
Geçici sertlikteki su kaynadığında veya buharlaştığında bazı mineraller çökelerek kazanın tabanında tortu veya mağarada sarkıt ve dikitler oluşur. Sabit sertliğe sahip su, alçı taşı gibi diğer kalsiyum ve magnezyum bileşiklerini de içerir. Bu mineraller kaynatıldığında çökelmez.
Su yumuşatma
Çözeltiye çamaşır sodası ekleyerek veya saflaştırma sırasında suyun deiyonizasyonuna benzer bir işlem olan iyon değişimi yoluyla suyu sertleştiren mineralleri giderebilirsiniz. Suda bulunan kalsiyum ve magnezyum iyonlarıyla yer değiştiren sodyum iyonları içeren bir madde. İyon değiştiricide sert su geçer zeolit- sodyum içeren madde. Zeolitte kalsiyum ve magnezyum iyonları, suya sertlik kazandırmayan sodyum iyonlarıyla karışır. Çamaşır sodası sodyum karbonattır. Sert sularda kalsiyum ve magnezyum bileşikleriyle reaksiyona girer. Sonuç, topak oluşturmayan çözünmeyen bileşiklerdir.
Su kirliliği
Fabrikalardan ve evlerden gelen arıtılmamış sular denizlere ve nehirlere karıştığında su kirliliği ortaya çıkıyor. Suda çok fazla atık olması durumunda organik maddeyi parçalayan bakteriler çoğalarak oksijenin neredeyse tamamını tüketir. Bu tür suda yalnızca oksijensiz suda yaşayabilen patojen bakteriler hayatta kalır. Sudaki çözünmüş oksijen miktarı azaldığında balıklar ve bitkiler ölür. Gübrelerden gelen çöpler, böcek ilaçları ve nitratlar, zehirli olanlar - kurşun ve cıva da suya karışır. Metaller de dahil olmak üzere zehirli maddeler balıkların vücuduna ve onlardan diğer hayvanların ve hatta insanların vücutlarına girer. Pestisitler mikroorganizmaları ve hayvanları öldürerek doğal dengeyi bozuyor. Tarlalardan gelen gübreler ve fosfat içeren deterjanlar suya bırakıldığında bitki büyümesinin artmasına neden olur. Ölü bitkilerle beslenen bitki ve bakteriler oksijeni emerek sudaki içeriğini azaltır.
Suyun organizmalar için rolünün kısa açıklaması
Su, dünyadaki yaşamın mümkün olmadığı en önemli inorganik bileşiktir. Bu madde tüm canlılar için hem en önemli kısımdır hem de dış faktör olarak önemli bir rol oynar.
Dünya gezegeninde su üç toplanma halinde bulunur: gaz halinde (buhar, sıvı (atmosferde su ve sisli) ve katı (buzullarda, buzdağlarında vb. su). Su buharının formülü H 2 O'dur. , sıvı (H 2 O) 2 (T = 277 K'da) ve (H 2 O) n - katı su (buz kristalleri) için, burada n = 3, 4, ... (sıcaklığa bağlı olarak - sıcaklık ne kadar düşük olursa n değeri ne kadar büyük olursa) Su molekülleri, hidrojen adı verilen özel kimyasal bağların oluşması sonucu (H2O)n formülüne sahip parçacıklar halinde birleşir; bu tür parçacıklara birleştirici denir; birleştiricilerin oluşumu nedeniyle daha gevşek yapılar sıvı sudan daha ortaya çıkar, bu nedenle 277 K'nin altındaki sıcaklıklarda suyun yoğunluğu diğer maddelerden farklı olarak artmaz, azalır, bunun sonucunda sıvı suyun yüzeyinde buz yüzer ve derin rezervuarlar donmaz. dip, özellikle suyun düşük ısı iletkenliğine sahip olması nedeniyle, suda yaşayan organizmalar için büyük önem taşır - şiddetli donlarda ölmezler ve daha uygun sıcaklık koşullarının başlangıcına kadar kış soğuklarında hayatta kalırlar.
Hidrojen bağlarının varlığı suyun yüksek ısı kapasitesini belirler, bu da Dünya yüzeyinde yaşamı mümkün kılar, çünkü suyun varlığı gündüz ile gece arasındaki ve ayrıca kış ve yaz arasındaki sıcaklık farkının azaltılmasına yardımcı olur. soğutulur, su yoğunlaşır ve ısı açığa çıkar ve ısıtıldığında su buharlaşır, hidrojen bağlarının kopması harcanır ve Dünya yüzeyi aşırı ısınmaz.
Su molekülleri yalnızca birbirleriyle değil, aynı zamanda diğer maddelerin molekülleri (karbonhidratlar, proteinler, nükleik asitler) ile de hidrojen bağları oluşturur; bu, bir kimyasal bileşik kompleksinin ortaya çıkmasının nedenlerinden biridir. Özel bir maddenin varlığının mümkün olduğu - çeşitli biçimlerde yaşayan bir madde.
Suyun ekolojik rolü çok büyüktür ve iki yönü vardır: hem dış (birinci yön) hem de dahili (ikinci yön) çevresel faktördür. Dış çevresel faktör olarak su, abiyotik faktörlerin (nem, habitat, iklim bileşeni ve mikro iklim) bir parçasıdır. İç faktör olarak su, hücre içinde ve vücutta önemli bir rol oynar. Suyun hücre içindeki rolünü ele alalım.
Bir hücrede su aşağıdaki işlevleri yerine getirir:
1) hücrenin tüm organellerinin bulunduğu ortam;
2) hem inorganik hem de organik maddeler için bir çözücü;
3) çeşitli biyokimyasal süreçlerin ortaya çıkması için bir ortam;
4) inorganik maddeler arasındaki değişim reaksiyonları için bir katalizör;
5) hidroliz, hidrasyon, fotoliz vb. işlemleri için bir reaktif;
6) hücrenin belirli bir durumunu, örneğin hücreyi elastik ve mekanik olarak güçlü kılan turgoru yaratır;
7) suyun, örneğin membranlar vb. gibi çeşitli hücresel yapıların bir parçası olduğu gerçeğinden oluşan bir inşaat işlevi gerçekleştirir;
8) tüm hücresel yapıları tek bir bütün halinde birleştiren faktörlerden biridir;
9) ortamın elektriksel iletkenliğini yaratır, inorganik ve organik bileşikleri çözünmüş bir duruma aktararak iyonik ve yüksek polariteli bileşiklerin elektrolitik ayrışmasına neden olur.
Suyun vücuttaki rolü şudur:
1) maddeleri çözünür bir duruma dönüştürdüğü ve çeşitli kuvvetler (örneğin ozmotik basınç vb.) nedeniyle ortaya çıkan çözeltiler bir organdan diğerine hareket ettiği için bir taşıma işlevi gerçekleştirir;
2) vücudun elektrokimyasal impulsları iletebilen elektrolit çözeltileri içermesi nedeniyle iletken bir işlev gerçekleştirir;
3) humoral düzenlemeyi gerçekleştirirken sudaki özel maddelerin (hormonların) varlığı nedeniyle bireysel organları ve organ sistemlerini birbirine bağlar;
4) vücudun vücut ısısını düzenleyen maddelerden biridir (ter formundaki su vücut yüzeyine salınır, buharlaşır, bunun sonucunda ısı emilir ve vücut soğur);
5) Gıda ürünleri vb. içerisine dahildir.
Suyun vücut dışında önemi yukarıda anlatılmıştır (habitat, dış sıcaklığın düzenleyicisi vb.).
Organizmalar için tatlı su önemli bir rol oynar (%0,3'ten az tuz içeriği). Doğada, kimyasal olarak saf su pratikte mevcut değildir; en saf olanı, büyük yerleşim alanlarından uzakta, kırsal alanlardan gelen yağmur suyudur. Tatlı su kütlelerinde (nehirler, göletler, tatlı göller) bulunan su organizmalar için uygundur.
Su, Dünya üzerindeki en önemli kimyasal bileşiktir. Su, tüm canlı organizmaların ve insanların yaşadığı ve var olduğu çevrenin ana bileşenidir. Suyun fiziksel özellikleri diğer maddelerin özelliklerinden oldukça farklıdır ve bu farklılıkların doğası fiziksel ve biyolojik dünyanın doğasını belirler.
Zamanla canlı organizmalar evrimleşerek su ortamından ayrılıp karaya çıkıp havaya yükselmelerine olanak tanıdı. Bu yeteneği vücutlarında, doku, kan plazması ve gerekli iyon ve molekül kaynağını içeren hücreler arası sıvılardan oluşan sıvı bir bileşen formunda sulu bir çözeltiyi tutarak kazandılar.
Su, organik çözücülerden farklı olarak tuzları çok iyi çözer, çünkü çok yüksektir. dielektrik sabiti (oda sıcaklığında yaklaşık 81) ve molekülleri iyonlarla birleşerek hidratlı iyonlar . Bu özelliklerin her ikisi de 1 su molekülünün büyük elektrik dipol momentinden kaynaklanmaktadır. Ve suyun bu özelliği yaşamın ve metabolizmanın gelişmesinde büyük rol oynar.
Suda aşağıdaki süreç meydana gelir. Elektrik yüklerinin çekme veya itme kuvveti, bu yükleri çevreleyen ortamın dielektrik sabiti ile ters orantılıdır. Bu, iki zıt elektrik yükünün havada (veya boşlukta) karşılıklı çekim kuvvetinin 1/80'ine eşit bir kuvvetle suda birbirini çektiği anlamına gelir. Bu nedenle, eğer bir sodyum klorür tuzu kristali sudaysa, onu oluşturan iyonlar, kristalin havada olmasına göre çok daha kolay bir şekilde kristalden ayrılır, çünkü elektrostatik kuvvet iyonu kristalin yüzeyine geri çeker. sulu çözelti, belirli bir iyonun havadan çekme kuvvetinin yalnızca 1/80'i kadardır. Bu nedenle, oda sıcaklığında termal hareketin iyonların kristalden havaya geçişine neden olmaması şaşırtıcı değildir, ancak aynı zamanda iyonların termal hareketi, kristal kristalle çevrelendiğinde nispeten zayıf çekimin üstesinden gelmek için oldukça yeterlidir. su, çok sayıda iyonun sulu bir çözeltiye geçişine yol açar.
İyon hidrasyonu
Tuzlar suda çözündüğünde oluşur hidratlı iyonlar . Hidratlanmış iyonların oluşumu, su çözeltilerinde iyonların stabilizasyonuna yol açar. Her negatif iyon, yakındaki birkaç su molekülünün pozitif uçlarını çeker ve onları kendine yakın tutma eğilimindedir.
Genellikle anyonlardan daha küçük olan pozitif iyonlar suyu daha da güçlü bir şekilde çeker; her katyon, su moleküllerinin negatif uçlarını çeker ve birkaç molekülü sıkıca bağlayarak onları kendine yakın tutar; bu durumda, özellikle çift veya üçlü pozitif yük taşıyan katyonlar durumunda çok kararlı olabilen bir hidrat oluşur.
Belirli bir katyona bağlı su moleküllerinin sayısı, ligandite, katyonun boyutuna göre belirlenir. Bir atomun liganditesi, ona bağlı veya onunla temas halinde olan atomların sayısına eşittir. Ligandite de denir koordinasyon numarası .
Suda küçük Be 2+ katyonu Be(OH 2) 4 2+ tetrahidratı oluşturur. Biraz daha büyük iyonlar, örneğin Mg 2+ veya Al 3+, Mg(OH 2) 6 2+, Al(OH 2) 6 3+ ( hekzahidratları oluşturur resim 1).
Şekil 1. Hidratlanmış iyonların yapısı Olmak ( AH 2 ) 4 2+ Ve A ben (O 2 ) 6 3+ .
Hidratlanmış iyonlarda, katyonlar ve su molekülleri arasındaki etkileşim kuvvetleri o kadar güçlüdür ki, iyonlar genellikle kristallerde bile etraflarında bir su molekülü tabakası tutar. Bu suya denir kristalleşme Ancak y. Bu etki, tek yüklü katyonlara göre çift ve üçlü yüklü katyonlarda daha belirgindir. Örneğin tetrahidrat kompleksi Be(OH2)42+, BeCO3 dahil çeşitli tuzlarda bulunur. 4H20, WeC12. 4H 2 O ve BeS04. 4H 2 O ve çözeltide şüphesiz mevcuttur.
MgCl 2 6 H 2 ÖA1S1 3 6 saat 2 HAKKINDA
Mg(C1HAKKINDA 3 ) 2 6 saat 2 ÖKA1(S0 4 ) 2 12 saat 2 Ö
Mg(C1HAKKINDA 4 ) 2 6 N 2 0 Fe(NH 4 ) 2 (BU YÜZDEN 4 ) 2 6 saat 2 Ö
MgSiF 6 6 saat 2 ÖFe(HAYIR 3 ) 2 6 saat 2 Ö
NiSnCl 3 6 saat 2 ÖFeCl 3 6 saat 2 Ö
FeS04 gibi bir kristalde. 7H 2 O'da altı su molekülü demir iyonuna Fe(OH 2) 6 2+ kompleksi formunda bağlanır ve yedincisi, sülfat iyonunun yakınında bulunan kristalde farklı bir pozisyonda bulunur.
Şapta KAl(SO 4) 2. 12H 2 O on iki su molekülünden altısı alüminyum iyonuyla ilişkilidir ve geri kalan altısı potasyum iyonunun çevresinde bulunur.
Katyonların su moleküllerinin bir kısmından veya tamamından yoksun olduğu kristaller de vardır. Böylece magnezyum sülfat üç kristalli bileşik oluşturur: MgS04. 7H20, MgS04. H 2 O ve MgS04.
Sulu bir çözeltideki iyonların kararlılığı, tek bir atomun bile elektriksel nötrlükten önemli bir sapma sergilemediği şekilde, belirli sayıda atom arasındaki elektrik yükünün dağılımının sonucudur. Şekil 1'de gösterilen hidratlanmış katyonlar Be(OH 2) 4 2+ ve Al(OH 2) 6 3+'yı düşünün. Hem berilyum hem de alüminyumun elektronegatifliği 1,5'tir ve oksijenin elektronegatifliği 3,5'tir. Elektronegatiflikteki fark, her bir bağın elektrik yükünün yarısını merkezi atoma taşıyarak onu yaklaşık olarak nötr bırakmaya yetecek, %50'den biraz daha büyük bir iyonikliğe karşılık gelir. O-H bağları doğada %25 iyonik olabilir; iyonların tüm yükü Be(OH 2) 4 2+ içindeki sekiz hidrojen atomuna ve Al(OH 2) 6 3+ içindeki on iki hidrojen atomuna aktarılır; bunların her biri ¼ + yüküne sahiptir. Ek olarak, bu hidrojen atomlarının her biri, başka bir su molekülü ile zayıf bir bağın oluşumuna, oksijen atomunun elektron çifti ile etkileşime girerek yükü nötrleştirilecek şekilde katılabilir ve daha sonra Be(OH2) 4 (OH 2) 8 2+ ve Al(OH 2) 6 (OH 2) 12 3+ hidratlı katyonların toplam yükü, her biri bir yüke sahip olacak en uzak hidrojen atomları arasında dağıtılacaktır. 1/8 +. Aslında suyun bu tür elektriksel polarizasyonu uzun mesafelere kadar uzanır; Bu suyun yüksek dielektrik sabitini belirler.
Sulu çözeltilerde H3PO4 gibi moleküller tarafından hidrojen bağları oluşturulduğunda, dört oksijen atomunun tamamının neredeyse eşdeğer hale gelebildiği ve dört konum arasındaki çift bağın neredeyse tam rezonansını sağladığı bilinmektedir. Böyle bir rezonansla, her oksijen atomunun değeri 1 1/4'tür, fosfor bağlarını karşılar ve hidrojenle bağ için 3/4 bırakır. Üç OH grubunun her biri, su molekülünün oksijen atomu ile zayıf bir bağ (¼ bağ) oluşturmak için kendi hidrojen atomunu kullanırsa, o zaman geri kalan ¾ bağ, fosfatın oksijen atomlarını elektriksel olarak nötr hale getirmek için yeterli olacaktır. Aynı şekilde, hidrojen atomu olmayan fosfat oksijeni, komşu üç su molekülünün hidrojen atomlarıyla zayıf (¼) bağlar oluşturabilir, bu da onu elektriksel olarak nötr yapar.
Hayati önem taşıyan fosfat iyonu PO43'ün dört oksijen atomunun her biri, benzer şekilde üç su molekülüyle hidrojen bağları oluşturabilir. Hidratlanmış PO4 (HOH) 12 3 iyonunun elektrik yükü daha sonra her biri ¼- yüküne sahip on iki dış oksijen atomu arasında dağıtılacaktır. Benzer hidratlı yapılar, canlı organizmalarda neredeyse eşit miktarlarda bulunan (HO)2PO2- ve HOPO32- iyonları tarafından oluşturulur.
Klatrat bileşikleri
Soy gazlar (argon vb.), basit hidrokarbonlar ve diğer birçok madde, su ile kristal hidratlar adı verilen hidratları oluşturur; Böylece ksenon Xe hidratı oluşturur. 5 3/4 H20, yaklaşık 2°C'de ve 1 atm ksenon kısmi basıncında stabildir; metan benzer bir hidrat olan CH4'ü oluşturur. 5 3/4 H20.
X-ışını çalışmaları, bu kristallerin, hidrojen bağları sayesinde su moleküllerinin buza benzer bir kafes oluşturduğu bir yapıya sahip olduğunu; içinde, her su molekülü, 276 pm mesafede bir tetrahedronun köşelerinde bulunan, ancak daha açık bir molekül düzenlemesiyle, boşlukların oluşumuna neden olan (beşgen dodecahedronlar veya diğer formda) diğer dört molekülle çevrilidir. gaz atomlarını veya diğer molekülleri içerebilecek kadar büyük olan beşgen veya altıgen yüzlere sahip çokyüzlüler ( şekil 2). Bu tür kristallere denir klatrat kristalleri .
Ksenon hidratın ve argon, kripton, metan, klor, brom, hidrojen sülfür ve diğer bazı maddelerin hidratlarının yapısı Şekil 1'de gösterilmektedir. 2. Bu yapıya sahip kübik bir hücrenin kenarı yaklaşık 1200 pm'dir ve 46 su molekülü içerir.
Şekil 2. Ksenon hidratın klatrat kristalinin yapısı.
Ksenon atomları üç boyutlu bir kafeste boşlukları (hücre başına sekiz) kaplar veHidrojen bağları içeren su molekülleri (hücre küp başına 46 molekül) ile yıkanır. RasO-H O konumu, bir buz kristalinde olduğu gibi 276 pm'dir. Oksijen atomları O O O ve ½ ½ ½ olan iki ksenon atomu, neredeyse düzenli beşgen dodecahedronun merkezlerinde bulunur. Kalan altı ksenon atomuYaklaşık ¼ ½;Ö ¾ ½; ½ Ö¼; 1/2Ö ¾; ¼ ½ Ötetragonların merkezlerinde bulunur. Her biriHer 14-hedronun (bunlardan biri resmin ortasında vurgulanmıştır) 24 köşesi vardır (moleküller)su), iki altıgen yüz ve 12 beşgen yüz.
Kloroform hidrat CHC1 3. 17H2O, kloroform molekülünün 28 su molekülünün oluşturduğu 16 kenarlı bir polihedron ile çevrelendiği, biraz daha karmaşık bir yapıya sahiptir. Hidrojen bağlarına sahip kristal kafesin, örneğin üre molekülleri (H2N)2CO gibi organik moleküller tarafından oluşturulduğu klatrat bileşiklerinin elde edilmesi de mümkündür.
Halotan F3 CCBrClH ve ksenon gibi kimyasal olarak inert anesteziklerin etki mekanizmasının ilginç bir yorumu önerilmiştir. Bu mekanizmaya göre anestezik madde, normal hücreler arası iletişim sistemlerini etkileyen klatrat yapıları oluşturarak hücreler arası veya hücre içi sıvının sulu yapısını bozar. Lokal anesteziklerin etki mekanizmaları farklılık gösterir. Molekülleri hidrojen bağları oluşturabilir ve anestezik etkinin, anestezik moleküllerin sinirleri oluşturan protein molekülleri veya diğer moleküllerle birleşiminden kaynaklanması muhtemeldir.
Diğer elektrolit çözücüler
Suya ek olarak, diğer bazı sıvılar da elektrik akımını ileten çözeltiler oluşturmak için elektrolitlerin iyonlaştırıcı çözücüleri olarak görev yapabilir. Bu sıvılar arasında hidrojen peroksit, hidrojen florür, sıvı amonyak ve hidrojen siyanür bulunur. Su gibi tüm bu sıvıların dielektrik sabiti yüksektir. Benzen veya karbon disülfür gibi düşük dielektrik sabitine sahip sıvılar iyonlaştırıcı çözücüler değildir.
Dielektrik sabiti yüksek olan sıvılara bazen denir. kutupsal sıvılar .
Suyun iyonik yapıya sahip maddeleri çözme konusundaki şaşırtıcı yeteneğini belirleyen suyun yüksek dielektrik sabiti, kısmen suyun hidrojen bağları oluşturabilmesinin bir sonucudur. Bu bağlar sayesinde su molekülleri elektrik alanını kısmen nötralize edecek şekilde konumlandırılır. Hidrojen bağları ayrıca iyonik yapıya sahip maddeleri çözebilen diğer sıvılarda da oluşur - hidrojen peroksit, hidrojen florür, amonyak (kaynama noktası - 33,4 ° C), hidrojen siyanür).
çözünürlük
Yalıtılmış bir sistem dengededir , özellikleri, özellikle de bileşenlerin fazlar arasındaki dağılımı uzun süre sabit kaldığında.
Dengedeki bir sistem bir çözelti ve çözeltinin bileşenlerinden biri olan saf madde formundaki başka bir fazdan oluşuyorsa, bu maddenin çözeltideki konsantrasyonuna denir. çözünürlük bu maddeden. Bu durumda çözüm denir zengin .
Örneğin, 100 g su içinde 1,3 g susuz sodyum tetraborat Na2B407 içeren 0°C'deki bir boraks çözeltisi, katı faz Na2B4O7 ile dengededir. 10H20 (sodyum tetraborat dekahidrat); Zamanla bu sistem değişmez; çözeltinin bileşimi sabit kalır. Çözünürlük Na 2 B 4 O 7 . Bu nedenle sudaki 10H20, 100 g başına 1,3 g Na2B407 veya hidrasyon suyu dikkate alındığında 2,5 g Na2B407'dir. 100 g su başına 10H20.
Katı fazdaki değişim
Çözünürlük Na 2 B 4 O 7 . 10H2O artan sıcaklıkla hızla artar; 60 °C'de çözünürlük 100 g başına 20,3 g Na2B4O7'ye ulaşır ( Figür 3). Sistem 70 °C'ye ısıtıldığında ve bir süre bu sıcaklıkta tutulduğunda, yeni bir fenomen gözlemlenir - üçüncü bir faz ortaya çıkar - Na2B4O7 bileşimine sahip kristalin. 5H 2 O ve önceki kristal faz kaybolur. Bu sıcaklıkta dekahidratın çözünürlüğü pentahidratın çözünürlüğünden daha yüksektir; dekahidratla doyurulmuş bir çözeltinin pentahidrata göre aşırı doymuş olduğu ortaya çıkar ve bu nedenle böyle bir çözeltiden pentahidrat kristalleri çöker. Kristalizasyon sürecini başlatmak için bazen bir çözeltiye bir "tohum" (belirli bir çözelti içinde çözünmüş bir maddenin küçük kristalleri) eklemek gerekir. Daha sonra kararsız fazın çözünmesi ve kararlı fazın kristalleşmesi süreci, kararsız faz ortadan kalkana kadar devam eder. Üçüncü sodyum tetraborat hidrat kernit Na2B407'dir. 4H 2 O - diğer ikisinden daha yüksek çözünürlüğe sahiptir.
Figür 3. çözünürlük Hayır 2 BU YÜZDEN 4 . 10 H 2 Ö
Ele alınan durumda, dekahidrat 61 °C'ye kadar sıcaklıklarda pentahidrattan daha az çözünür ve bu nedenle bu sıcaklığın altında stabil bir fazdır. Bu iki hidratın çözünürlük eğrileri 61°C'de kesişir ve bu sıcaklığın üzerinde pentahidrat çözeltiyle temas halinde stabildir.
Kararlı bir katı fazda çözünmeye ek olarak başka işlemler de meydana gelebilir. Bu nedenle, belirli çözücülerdeki ortorombik kükürt, 95,5 ° C'nin altındaki sıcaklıklarda, yani bu iki formun karşılıklı dönüşüm sıcaklığının altındaki sıcaklıklarda monoklinik kükürtten daha az çözünür; Belirtilen sıcaklığın üzerinde monoklinik form daha az çözünür. Termodinamiğin ilkeleri, bir maddenin iki formunun çözünürlük eğrilerinin kesiştiği sıcaklığın tüm çözücüler için aynı olmasını ve aynı zamanda buhar basıncı eğrilerinin kesiştiği sıcaklık olmasını gerektirir.
Çözünürlüğün sıcaklığa bağımlılığı
Bir maddenin çözünürlüğü sıcaklık arttıkça artabilir veya azalabilir. Sodyum sülfat bu konuda ilgi çekici bir örnek teşkil etmektedir. Çözünürlük Na 2 SO 4 . 10H20 (32,4°C'nin altında stabil katı faz), artan sıcaklıkla çok hızlı bir şekilde artar ve 0°C'de 100 g su başına 5 g Na2S04'ten 32,4°C'de 55 g'a yükselir. 32,4 °C'nin üzerinde kararlı katı faz Na2S04'tür; bu fazın çözünürlüğü sıcaklık arttıkça hızla azalır: 32,4 °C'de 55 g'dan 100 °C'de 42 g'a ( Şekil 4).
Şekil 4. çözünürlük Hayır 2 BU YÜZDEN 4 . 10 H 2 Ö sıcaklığa bağlı olarak
Çoğu tuzun çözünürlüğü sıcaklık arttıkça artar; birçok tuzun (NaCl, K2CrO7) çözünürlüğü artan sıcaklıkla çok az değişir; ve yalnızca bazı tuzlar, örneğin Na2S04, FeS04. H20 ve Na2C03. H 2 O, artan sıcaklıkla azalan bir çözünürlüğe sahiptir ( Şekil 4 Ve Şekil 5).
Şekil 5. Bazı tuzların sudaki çözünürlük eğrileri
Çözünürlüğün çözünen maddenin ve çözücünün doğasına bağlılığı
Maddelerin çözünürlüğü farklı çözücülerde büyük ölçüde değişir.Ancak, esas olarak organik bileşiklere uygulanan, çözünürlükle ilgili çeşitli genel kurallar oluşturulmuştur.
Bu kurallardan biri, bir maddenin kimyasal olarak kendisine benzeyen çözücüler içinde çözünme eğiliminde olduğunu belirtir. Bu nedenle, hidrokarbon naftalin C10H8, bir hidrokarbon karışımı olan benzinde yüksek çözünürlüğe sahiptir, molekülleri hidroksil gruplarına sahip kısa hidrokarbon zincirlerinden oluşan etil alkol C2H5OH'de biraz daha az çözünürlüğe sahiptir ve çok zayıftır. Sudaki çözünürlüğü hidrokarbonlardan çok farklıdır. Aynı zamanda bir hidroksit olan borik asit B(OH)3, su ve alkolde yani hidroksil grubu içeren maddelerde orta derecede çözünürlüğe sahiptir ve benzinde çözünmez. Adı geçen üç çözücü de aynı kuralı doğruluyor: hem benzin hem de su alkolle karışıyor (içinde çözünüyor), benzin ve su ise karşılıklı olarak yalnızca çok küçük miktarlarda çözünüyor.
Bu gerçekler şu şekilde açıklanabilir: hidrokarbon grupları (yalnızca karbon ve hidrojen atomlarından oluşan), yaklaşık olarak aynı moleküler ağırlığa sahip diğer maddelerle karşılaştırıldığında hidrokarbonların erime ve kaynama noktalarının daha düşük olmasıyla kanıtlandığı gibi, birbirlerini çok zayıf bir şekilde çekerler. Aynı zamanda hidroksil grupları ile su molekülleri arasında çok güçlü bir moleküller arası çekim vardır; Suyun erime ve kaynama noktaları, küçük moleküler ağırlığa sahip diğer maddelerin karşılık gelen sıcaklıklarından daha yüksektir. Bu güçlü çekim, kısmen atomlara elektrik yükü yerleştiren O-H bağlarının iyonik doğasından kaynaklanmaktadır. Pozitif yüklü hidrojen atomları daha sonra diğer moleküllerin negatif yüklü oksijen atomlarına çekilerek hidrojen bağları oluşturur ve molekülleri sıkı bir şekilde bir arada tutar.
Terim hidrofilik genellikle suyu çeken madde veya gruplara uygulanır ve bu terim hidrofobik suyu iten ve hidrokarbonları çeken madde veya gruplarla ilgili olarak kullanılır. Aslında hidrofobik bir maddenin molekülleri, hem su molekülleri hem de hidrokarbon molekülleri üzerindeki elektronik van der Waals çekim kuvvetleriyle etki eder. Su buharının, örneğin 25 ° C'de ve 0,0313 atm basınçta (yani, bu sıcaklıkta sıvı suyun üzerindeki doymuş buhar basıncında) kerosende (bir hidrokarbon karışımı) çözünürlüğü, 1 kg çözücü başına 72 mg'dır. Aynı kısmi basınçta metanın çözünürlüğü biraz daha azdır - 1 kg kerosende 10 mg. Su molekülleri kerosen moleküllerine metan moleküllerinden biraz daha güçlü bir şekilde çekilir. Su ve metan arasındaki fark, daha yüksek kısmi basınçlarda su buharının, moleküller arası hidrojen bağları ile stabilize edilen bir sıvı halinde yoğunlaşması, metanın ise gaz olarak kalmaya devam etmesidir.
Metanın polar çözücülerdeki çözünürlüğü polar olmayan çözücülerle hemen hemen aynıdır; metanol CH3OH'den pentanol (amil alkol) C5H11 OH'ye kadar olan alkollerde metanın çözünürlüğü, kerosen değerinin %72-80'idir. Çözücü molekülleri ile metan molekülleri arasındaki van der Waals çekim kuvvetleri, farklı çözücüler için hemen hemen aynı kalır. Öte yandan su buharının 0,313 atm basınçta amil alkoldeki çözünürlüğü kerosenden 1400 kat daha fazladır ve su hafif alkollerle her oranda karışabilir.
Oksijen, nitrojen ve metan gibi küçük polar olmayan moleküllerden oluşan maddeler, suda polar olmayan çözücülere göre yaklaşık 10 kat daha az çözünür. Daha büyük, polar olmayan moleküllerden oluşan maddeler esas olarak suda çözünmez, ancak polar olmayan çözücülerde iyi çözünme eğilimindedir. Su, bu moleküllerin dahil edilmesine direniyor gibi görünüyor, çünkü bunun için gerekli boşlukların oluşumu, su molekülleri arasındaki hidrojen bağlarının kopması veya deformasyonu ile ilişkilidir. Benzin ve naftalin gibi bileşikler suda çözünmez çünkü çözeltideki molekülleri, su moleküllerinin saf sudaki kadar güçlü hidrojen bağları oluşturmasını engeller; Öte yandan borik asit suda çözünür çünkü su molekülleri arasındaki bağ sayısındaki azalma, su molekülleri ile borik asit moleküllerinin hidroksil grupları arasında güçlü hidrojen bağlarının oluşmasıyla telafi edilir.
Tuzların ve hidroksitlerin sudaki çözünürlüğü
İnorganik kimya, özellikle de kalitatif analiz çalışırken, yaygın olarak kullanılan maddelerin yaklaşık çözünürlüğünü bilmek faydalıdır. Basit çözünürlük kuralları aşağıda verilmiştir. Bu kurallar ortak katyonların bileşikleri için geçerlidir: 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+ ve Pb 2+ . Bir maddenin “çözünür” olduğu söylendiğinde bu, çözünürlüğünün 100 ml başına yaklaşık 1 g’ı (yaklaşık 0,1) aştığı anlamına gelir. M katyonla) ve bir maddenin “çözünmez” olduğunu söylediklerinde bu, çözünürlüğünün 100 ml'de 0,1 g'ı (yaklaşık 0,01 g) aşmadığı anlamına gelir. M):Çözünürlüğü bu sınırlar içinde veya bunlara yakın olan maddelere denir ılımlı büyümerimim.
Çözünür sınıf:
Tüm nitratlar çözünür.
Tüm asetatlar çözünür.
Tüm klorürler , bromürler Ve iyodürler karşılık gelen gümüş, cıva (I) (oksidasyon durumu +1 olan cıva) ve kurşun bileşikleri hariç çözünür. PbC12 ve PbBr2 bileşikleri soğuk suda orta derecede çözünür (20 ° C'de 100 ml'de 1 g) ve sıcak suda daha iyi çözünür (sırasıyla 100 ° C'de 100 ml'de 3 ve 5 g).
Tüm sülfatlar baryum, stronsiyum ve kurşun sülfatlar hariç çözünür. CaS04, Ag2S04 ve Hg2S04 orta derecede çözünür.
Tüm tuzlar üçte BEN, potasyum Ve amonyum çözünür: istisnalar şunlardır: NaSb(OH) 6 (sodyum antimonat), K 2 PtCl 6 (potasyum hekzakloroplatinat), (NH 4) 2 PtCl 6, K 3 Co(TO 2) 6 (potasyum heksanitrokobaltat), (NH 4) 3Co ( NO 2) 6 ve KClO 4.
Çözünmeyen maddelerin sınıfı :
Tüm hidroksitler alkali metallerin, amonyum ve baryumun hidroksitleri hariç çözünmez; Ca(OH)2 ve Sr(OH)2 orta derecede çözünür.
Tüm ortalama karbonatlar Ve fosfatlar karşılık gelen alkali metaller ve amonyum bileşikleri hariç çözünmez. Pek çok asit karbonat ve fosfat, örneğin Ca(HCO3)2 ve Ca(H2PO4)2 çözünür.
Tüm sülfürler , Alkali metallerin, amonyum ve toprak alkali metallerin sülfürleri hariç, çözünmez.
K.x. N. O. V. Mosin
Edebi kaynak : L. Poling, P. Poling. / M.V. Sakharov'un çevirisi. Ed. M. L. Karapetyants. Kimya., Moskova 1978.
Margarita Halisova
Ders özeti “Su bir çözücüdür. Su arıtma"
Ders: Su bir çözücüdür. Su arıtma.
Hedef: Sudaki maddelerin kaybolmadığı, ancak çözünmek.
Görevler:
1. Aşağıdaki maddeleri tanımlayın: çözünmek suda olan ve olmayan suda çözünmek.
2. Temizleme yöntemini tanıtın su – filtreleme yoluyla.
3. Çeşitli temizleme yöntemlerini belirlemek ve test etmek için koşullar yaratın su.
4. Çeşitli maddelerle çalışırken güvenli davranış kuralları hakkındaki bilgileri pekiştirin.
5. Sorun durumlarını modelleyerek ve çözerek mantıksal düşünmeyi geliştirin.
6. Çeşitli maddelerle çalışırken doğruluk ve güvenli davranışlar geliştirin.
7. Bilişsel aktiviteye ve deneylere ilgiyi geliştirin.
Eğitim alanları:
Bilişsel gelişim
Sosyal ve iletişimsel gelişim
Fiziksel Geliştirme
Kelime çalışması:
zenginleştirme: filtre, filtreleme
aktivasyon: huni
Ön çalışma: su ve onun insan yaşamındaki rolü hakkında konuşmalar; anaokulunda ve evde su gözlemleri gerçekleştirdi; su ile deneyler; konuyla ilgili resimlere baktım « su» ; araştırma ve deneyler sırasında güvenlik kurallarına aşina oldu; su hakkında bilmeceler sormak; kurgu, çevre masalları okumak; Su ile ilgili oyunlar.
Gösteri ve görsel malzeme: mavi elbiseli bebek "Damlacık".
Bildiri: su dolu boş bardaklar; çözücüler: şeker, tuz, un, kum, gıda boyası, sebze yağı; plastik kaşıklar, huniler, gazlı bezler, pamuklu pedler, muşamba önlükler, çay fincanları, limon, reçel, tek kullanımlık tabaklar, masalar için muşamba.
GCD hareketi
Eğitimci: - Beyler, sizinle sohbete başlamadan önce size dilemek istiyorum bilmece:
Denizlerde ve nehirlerde yaşar
Ancak çoğu zaman gökyüzünde uçar.
Uçmaktan nasıl sıkılacak?
Tekrar yere düşüyor. (su)
Konuşmanın ne hakkında olacağını tahmin edebilir misiniz? Su konusunda doğru. Bunu zaten biliyoruz su bir sıvıdır.
Hangi özellikleri hatırlayalım su başkaları üzerinde yaptığımız deneylerin yardımıyla kurduk sınıflar. Liste.
Çocuklar:
1. sen suyun kokusu yoktur.
2. Tadı yok.
3. Şeffaftır.
4. Renksiz.
5. suİçine döküldüğü kabın şeklini alır.
6. Ağırlığı vardır.
Eğitimci: - Sağ. Suyla tekrar deney yapmak ister misiniz? Bunun için kısaca bilim insanlarına dönüp laboratuvarımıza bakmamız gerekiyor. deneme:
Sağa dön sola dön,
Kendinizi laboratuvarda bulun.
(çocuklar mini laboratuvara yaklaşır).
Eğitimci: - Çocuklar, bakın bizi yine kim ziyaret ediyor? Peki laboratuvardaki yenilikler neler?
Çocuklar: - "Damlacık", büyükbabanın torunu Bilen ve güzel bir kutu.
Bu kutunun içinde ne olduğunu bilmek ister misin? Tahmin etmek bulmacalar:
1. Ayrı ayrı - O kadar lezzetli değilim,
Ama yemekte herkesin ihtiyacı var (tuz)
2. Kar kadar beyazım
Herkesin şerefine.
Ağzıma aldım -
Orada ortadan kayboldu. (şeker)
3. Benden cheesecake pişiriyorlar,
Ve krepler ve krepler.
Eğer hamur yapıyorsanız
Beni yere indirmeleri lazım (un)
4. Sarı, güneş değil,
Yağıyor, değil su,
Tavada köpürüyor,
Sıçramalar ve tıslamalar (yağ)
Gıda boyası - yemek pişirmede kekleri süslemek ve yumurtaları renklendirmek için kullanılır.
Kum - inşaat için kum havuzunda onunla oynayın.
Çocuklar maddeler içeren test tüplerini incelerler.
Eğitimci: - Bütün bu maddeleri getirdim "Damlacık" böylece onlarla etkileşime girdiğinde suya ne olacağını anlamasına yardımcı olabiliriz.
Eğitimci: - İşimize su ile başlamak için neye ihtiyacımız var?
Çocuklar: - Önlükler.
(çocuklar muşamba önlüklerini giyerler ve tepside bardak temiz su bulunan masaya giderler).
Eğitimci: - Bunlarla çalışmaya başlamadan önce kuralları hatırlayalım maddeler:
Çocuklar:
1. Maddelerin tadını alamazsınız - zehirlenme olasılığı vardır.
2. Maddeler çok yakıcı olabileceğinden ve solunum yollarınızı yakabileceğinden dikkatli bir şekilde koklamalısınız.
Eğitimci: - Danil size bunu nasıl doğru şekilde yapacağınızı gösterecek (Avucuyla camdan gelen kokuyu yönlendirir).
I. Araştırma İş:
Eğitimci: - Arkadaşlar, sizce ne değişecek? bu maddeleri suda çözün?
Maddeleri suya karıştırmadan önce çocuklardan beklenen sonuçları dinliyorum.
Eğitimci: - Hadi kontrol edelim.
Çocukların her birine birer bardak su almasını öneriyorum.
Eğitimci: - Bakın ve hangisinin orada olduğunu belirleyin su?
Çocuklar: - Su temiz, renksiz, kokusuz, soğuk.
Eğitimci: - Seçtiğiniz maddeyi içeren bir test tüpü alın ve bir bardak suda eritin, bir kaşıkla karıştırarak.
Düşünüyoruz. Çocukların cevaplarını dinliyorum. Doğru tahmin ettiler mi?
Eğitimci: - Şekere ve tuza ne oldu?
Hızla tuz ve şeker suda çözünmek, su temiz kalıyor, renksiz.
Un da suda çözünmek, Ancak su bulanıklaşıyor.
Ama sonra su bir süre duracak un dibe çöker ancak çözüm bulutlu olmaya devam ediyor.
su kumla kirlendi, bulutlandı, artık karıştırmazsanız kum bardağın dibine battı, görülüyor yani. çözünmüş.
gıda tozu çözücü hızla renk değiştirdi su, Araç, iyi çözünür.
Petrol değil suda çözünür: O da yayılır yüzeyinde ince bir film halinde bulunur veya sarı damlacıklar halinde suda yüzer.
Su bir çözücüdür! Ancak tüm maddeler değil onun içinde erimek.
Eğitimci: - Çocuklar, sizinle çalıştık ve "Damlacık" bizi dinlenmeye davet ediyor.
(Çocuklar başka bir masaya otururlar ve bir oyun oynanır.
Bir oyun: “İçeceğin tadını tahmin et (çay)».
Farklı tatlarla çay içmek: şeker, reçel, limon.
II Deneysel çalışma.
Tablo 1'e yaklaşıyoruz.
Eğitimci: - Arkadaşlar suyu bu kullandığımız maddelerden arındırmak mümkün mü? çözünmüş? Tortu olmadan önceki şeffaf durumuna geri getirin. Nasıl yapılır?
Gözlüklerinizi almanızı öneririm çözümler ve masa 2'ye gidin.
Eğitimci: - Filtreleyebilirsiniz. Bunun için bir filtreye ihtiyacınız var. Bir filtre neyden yapılabilir? Bunu gazlı bez ve pamuklu ped kullanarak yapacağız. Size gösteriyorum (birkaç kat katlanmış gazlı bez ve pamuklu bir pedi huniye koyup boş bir bardağa koyuyorum).
Çocuklarla filtre yapımı.
Filtreleme yöntemini gösteriyorum ve ardından çocuklar seçtikleri maddeyle suyu kendileri filtreliyorlar.
Çocuklara acele etmemelerini, küçük bir dereye su dökmelerini hatırlatıyorum çözüm filtreli bir huniye. konuşuyorum atasözü: “Acele edersen insanları güldürürsün”.
Filtrelemeden sonra ne olduğuna bakalım su farklı maddelerle.
Yağ hızlı bir şekilde filtrelendi çünkü suda çözünmüş filtrede yağ izleri açıkça görülüyor. Aynı şey kumda da oldu. Pratik olarak iyi olan hiçbir madde filtrelenmedi suda çözünmüş: şeker, tuz.
su süzdükten sonra unla daha şeffaf hale geldi. Unun büyük bir kısmı filtrenin üzerine çökmüş, sadece çok küçük parçacıklar filtreden geçip bardağa ulaşmış. su tamamen şeffaf değil.
Boyayı filtreledikten sonra filtrenin rengi değişti ancak filtrelendi çözüm da renkli kaldı.
GCD sonucu:
1. Hangi maddeler suda çözünmek? – şeker, tuz, boya, un.
2. Hangi maddeler değildir su-kumda çözünür, yağ.
3. Hangi temizleme yöntemiyle tanıştığımız su? – filtreleme.
4. Neyle? – filtre.
5. Herkes güvenlik kurallarına uydu mu? (bir örnek).
6. İlginç olan ne? (yeni) bugün mü öğrendin?
Eğitimci: - Bugün şunu öğrendiniz su bir çözücüdür, hangi maddeleri kontrol etti çözünmek suda ve suyu farklı maddelerden nasıl arındırabileceğiniz.
"Damlacık" Yardımınız için teşekkür ederim ve deneylerinizi çizmeniz için size bir albüm verir. Bununla araştırmamız tamamlandı, laboratuvardan geri dönüyoruz. grup:
Sağa dön sola dön.
Kendinizi yine grubun içinde bulacaksınız.
Edebiyat:
1. A. I. Ivanova Anaokulunda ekolojik gözlemler ve deneyler
2. G. P. Tugusheva, A. E. Chistyakova Orta ve yaşlı okul öncesi çocukların deneysel faaliyetleri yaş St.Petersburg: Çocukluk-Basın 2010.
3. Okul öncesi yaştaki çocukların bilişsel araştırma faaliyetleri - 3,4,5 No'lu anaokulundaki çocuk 2003.
4. Okul öncesi çağındaki bir çocuğun araştırma faaliyeti - D/v No. 7, 2001.
5. Su ve havayla deneyler - D/V No. 6, 2008.
6. Anaokulunda deneysel faaliyetler - 9 No'lu okul öncesi eğitim kurumunun öğretmeni, 2009.
7. Oyunlar - daha genç bir okul öncesi çocuğun deneyi - Okul öncesi pedagojisi No. 5 2010.
