Тема 3 Вода
& 22. Вода. Поширеність у природі. Вода розчинник
Опанувавши цю тему, ви зможете:
– пояснювати склад молекули води, поширеність води в природі;
– наводити приклади речовин, ідо мають здатність розчинятися у воді, і розчинів, які найчастіше використовуються людиною;
– характеризувати склад молекули води, її фізичні властивості;
– оцінювати значення водних розчинів у всіх сферах життя людини.
– Пригадайте з курсу природознавства, що вам відомо про воду, використання
Вода. Поширеність у природі. Вода – одна з найпоширеніших речовин на Землі. Про воду та її властивості вже дуже багато вивчено, але й дуже багато ще існує загадковостей. Воду називають живою та мертвою, вільною та зв’язаною, структурованою й неструктурованою. Її унікальність полягає в тому, що вона єдина речовина, яка в природних умовах може перебувати в трьох агрегатних станах: рідина, тверда речовина (лід) і газ (водяна пара).
Вода займає приблизно 4/5 земної поверхні. Організм людини загалом складається з води (ембріон – на 97 %, немовля – на 77 %, доросла
Стародавні філософи вважали, що вода – одна з чотирьох стихій природи наряду із землею, повітрям і вогнем. Тільки наприкінці XVIII ст. (1784 р.) англійський фізик і хімік Г. Кавендіш, вивчаючи газ водень, довів, що вода утворюється під час згоряння водню.
– Пригадайте методи дослідження складу води. Назвіть їх і поясніть суть кожного.
Фізичні властивості. Чиста, без домішок вода – безбарвна рідина, без запаху й смаку, прозора. Густина води за температури 4 °С становить 1 г/смЗ, тобто 1 смЗ води, або 1 мл, мас масу 1 г. Тому, відміривши мірним циліндром 100 мл води, отримаємо її масою 100 г.
– Пригадайте, за яких умов вода змінює свій агрегатний стан з рідини на тверду речовину та з рідини на газ.
Вода характеризується високою теплоємкістю, тому повільно нагрівається та охолоджується. Теплопровідність води є низькою. Чиста вода (позбавлена домішок) не проводить електричного струму.
– Поясніть, використавши поняття “густина”, чому лід плаває на поверхні води.
Будова молекули води. Склад молекули води було досліджено та остаточно встановлено формулу Н2О в 1860 р. італійським хіміком Станіслао Канніццаро.
– Поясніть, яку інформацію можна отримати, знаючи хімічну формулу води. Здійсніть усі відомі вам обчислення.
Як побудована молекула води? Як бачимо (рис. 75), молекула води складається з одного атома Оксигену та двох атомів Гідрогену. Атом Оксигену сполучається з атомами Гідрогену під кутом 105°.
Рис. 75. Будова молекули води Н2О
Вода – розчинник. З побуту та практичного повсякденного використання води ви знаєте, що вода розчиняє багато речовин і є найпоширенішим розчинником. Як пояснити це явище?
Виконаємо демонстраційні досліди і з’ясуємо, які чинники впливають на розчинність речовин.
Дослід 1. Відміримо мірним циліндром воду об’ємом 50 мл і наллємо в хімічну склянку. Додамо одну столову ложку цукру й ретельно розмішаємо. Цукор повністю розчиняється у воді. Тепер до такого ж об’єму води додамо стільки ж лимонної кислоти. Вона теж розчиняється у воді. Як поширюються молекули речовин між молекулами води, спостерігати важко, бо і вода, і речовини, що розчинялися, безбарвні.
Щоб спостерігати розчинення, покладемо в невеликий шматок марлі трохи мідного купоросу, зав’яжемо у вузлик і опустимо в циліндр з водою. Згодом вода навколо вузлика набирає блакитного забарвлення.
– Пригадайте з курсу природознавства, як називається таке явище, і поясніть причину поширення частинок мідного купоросу між молекулами води.
Дослід 2. Тепер у дві хімічні склянки з однаковим об’ємом води покладемо: у першу – чайну ложку цукру, у другу – грудочку цукру. Спостерігаємо, у якій склянці цукор розчинятиметься швидше. Очевидно, що в першій. Це пояснюється тим, що площа зіткнення речовин є більшою, тому молекули води швидше розчиняють цукор.
Звернемося ще раз до цього досліду, але замість холодної води в першу склянку наллємо гарячої води, у другу – холодної. У кожну з них покладемо по грудочці цукру.
– Де, на ваш погляд, цукор розчиниться швидше?
У гарячій воді речовини розчиняються швидше. Отже, на розчинення речовин у воді впливає і температура.
– Висловіть своє судження про те, де вам потрібні знання про розчинення речовин у воді. Як практично скористатися ними?
Значення розчинів. Розчини мають велике значення в природі, побуті, сільському господарстві. У природних умовах розчини утворюються під час випадання дощів, коли в атмосфері наявні розчинні у воді сполуки, під час просочення води крізь шари грунту. Розчиняючись у грунтових водах, різноманітні сполуки утворювали розчини, з яких упродовж багатьох століть викристалізувалися мінерали.
Неоціненне значення розчинів у нашому побуті. Приготування їжі, прання білизни, підтримання чистоти приміщень – усе це пов’язано з використанням розчинів.
Живлення рослин відбувається через усмоктування їхніми коренями поживних речовин, що містяться в грунті в розчиненому стані. Тому й багато мінеральних добрив уносять у грунт у вигляді розчинів. У сільському господарстві дерева й кущі опилюють від грибкових захворювань розчинами фунгіцидів, проти засмічення травами – розчинами гербіцидів тощо.
Засвоєння їжі, багатьох ліків у людини відбувається через утворення в її організмі водних розчинів. Виготовлення ліків у фармацевтичній промисловості теж відбувається за участю розчинів. І навіть коли ви лікуєтеся й приймаєте пігулки, найчастіше лікарі пропонують запивати їх чистою водою, бо їх водні розчини не утворюють нерозчинних сполук, які важко засвоюються. Розчини застосовують для обробки ран, полоскання горла, приготування цілющих напоїв (рис. 76). До речі, більшість речовин для демонстрування та виконання лабораторних дослідів у хімічній лабораторії використовують у вигляді водних розчинів.
Рис. 76. Мікстура як лікувальний препарат
Вода не єдиний розчинник. Як розчинники також використовуються органічні речовини або їх суміші.
ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ
– Вода – найпоширеніша речовина й оксид на Землі. Займає майже 4/5 земної поверхні. Організм людини загалом складається з води (ембріон – на 97 %, немовля – на 77 %, доросла людина – на 60-65 %). Вода є складовою гірських порід і мінералів.
– На розчинність речовин у воді впливає площа поверхні зіткнення частинок речовини й температура. Зі збільшенням поверхні зіткнення й підвищенням температури розчинюваність речовин зростає.
– Розчини мають велике значення в природі, побуті, сільському господарстві, різних галузях промисловості.
ЗАВДАННЯ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ
1. Опишіть фізичні властивості води.
2. Напишіть хімічну формулу води та обчисліть її відносну молекулярну масу.
3. Виберіть речовини, що добре розчиняються у воді: цукор, олія, крейда, вугілля, спирт (етанол), кухонна сіль (натрій хлорид), поліетилен, лимонна кислота.
4. Поясніть поширеність води в природі.
5. Напишіть хімічну формулу води та поясніть, які відомості про її склад можна отримати з цієї формули.
6. Поясніть, якими методами можна довести склад молекули води.
7. Обчисліть масову частку Оксигену у воді.
8. Напишіть рівняння реакцій, що підтверджують склад води, застосувавши методи аналізу та синтезу.
9. Обчисліть масові частки елементів у воді та відношення мас елементів.
10. Обгрунтуйте суть процесу розчинення речовин різної будови у воді.
11. Опишіть, яке особистісне значення у вашому житті мають розчини.
(2 votes, average: 5,00 out of 5)