Fórmula estructural

Fórmula verdadera, empírica o bruta: H 2 O.

Composición química del agua.

Peso molecular: 18,015.

Agua (óxido de hidrógeno) - Compuesto inorgánico binario con fórmula química. H 2 O.. La molécula de agua consiste en dos átomos de hidrógeno y un oxígeno, que están interconectados por un enlace covalente. En condiciones normales, es un líquido transparente, no hay color (en volumen pequeño), olor y sabor. En un estado sólido se llama hielo (los cristales de hielo pueden formar nieve o escarcha), y en un vapor de agua gaseoso. El agua también puede existir en forma de cristales líquidos (en superficies hidrófilas). Es alrededor del 0.05% de la masa de la tierra.

Es un buen solvente polar fuerte. EN condiciones naturales Siempre contiene sustancias disueltas (sales, gases).

El agua en condiciones normales se encuentra en un estado líquido, mientras que los compuestos de hidrógeno similares de otros elementos son los gases (H 2 S, CH 4, HF). Los átomos de hidrógeno están unidos al átomo de oxígeno, formando un ángulo de 104.45 ° (104 ° 27 '). Debido a la alta diferencia en la electronegatidad de los átomos de hidrógeno y el oxígeno, las nubes electrónicas se desplazan fuertemente hacia el oxígeno. Por esta razón, la molécula de agua tiene un gran momento dipolo (P \u003d 1,84 D, inferiores solo con ácido azul). Cada molécula de agua se forma hasta cuatro enlaces de hidrógeno, dos de ellos forman un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno. La cantidad de enlaces de hidrógeno y su estructura ramificada determinan el alto punto de ebullición del agua y su calor específico de la vaporización. Si no hubiera enlaces de hidrógeno, agua, basada en el lugar de oxígeno en la mesa de Mendeleev y temperaturas de hervir de hidruros de elementos de oxígeno similares (azufre, selenio, televour), hervidos a -80 ° C, y congelados a -100 ° C .

Cuando la molécula de agua se opera en el estado sólido, los volúmenes de vacío entre las moléculas aumentan, y la densidad total de las caídas del agua, que explica la densidad menor (mayor volumen) de agua en la fase de hielo. Cuando se evapore, por el contrario, todos los enlaces de hidrógeno se apresuran. La ruptura de bonos requiere mucha energía, por lo que el agua es la mayor especificidad entre otros líquidos y sólidos. Para calentar un litro de agua durante un grado, es necesario gastar 4.1868 KJ de energía. Gracias a esta propiedad, el agua se usa a menudo como refrigerante. Además de la alta capacidad específica, el agua también tiene valores grandes del calor específico de la fusión (333.55 kJ / kg a 0 ° C) y la vaporización (2250 kJ / kg).

Definición

Agua - Óxido de hidrógeno - Conexión binaria de la naturaleza inorgánica.

Fórmula - H2 O. MASA MOLAR - 18 g / mol. Puede existir en tres estados agregados - Líquido (agua), sólido (hielo) y gaseoso (vapor de agua).

Propiedades químicas del agua.

El agua es el solvente más común. Hay un equilibrio en la solución de agua, por lo que el agua se llama anfolito:

H2O ↔ H + + OH - ↔ H 3 O + + OH -.

Bajo la acción de la corriente eléctrica, el agua se descompone en hidrógeno y oxígeno:

H2O \u003d H 2 + O 2.

Para temperatura ambiente El agua disuelve los metales activos con la formación de álcalis, y también se libera hidrógeno:

2H 2 O + 2NA \u003d 2NAH + H 2.

El agua es capaz de interactuar con el flúor y los compuestos intermedios, y en el segundo caso, la reacción procede a temperaturas reducidas:

2H 2 O + 2F 2 \u003d 4HF + O 2.

3H 2 O + IF 5 \u003d 5HF + HIO 3.

Las sales formadas por base débil y ácido débil se someten a hidrólisis cuando se disuelven en agua:

Al 2 S 3 + 6h 2 O \u003d 2A (OH) 3 ↓ + 3H 2 S.

El agua es capaz de disolver algunas sustancias de metales y no metales cuando se calienta:

4h 2 O + 3FE \u003d FE 3 O 4 + 4H 2;

H 2 O + C ↔ CO + H 2.

El agua, en presencia de ácido sulfúrico, entra en la reacción de la interacción (hidratación) con hidrocarburos insaturados - alquenos para formar alcoholes monohídricos límite:

CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O → CH 3 -CH 2 -OH.

Propiedades físicas del agua.

El agua es un líquido transparente (n.u.). El momento del dipolo es de 1.84 d (debido a la fuerte diferencia en las negociaciones de oxígeno e hidrógeno eléctrico). El agua tiene el mayor valor del consumo de calor específico entre todas las sustancias en los estados líquidos y agregados sólidos. El calor específico de la agua de fusión - 333.25 KJ / kg (0 C), vaporización - 2250 KJ / kg. El agua es capaz de disolver sustancias polares. El agua tiene una alta tensión superficial y un potencial de superficie eléctrica negativa.

Obteniendo agua

El agua se obtiene por la reacción de neutralización, es decir,. Reacciones de interacción entre ácidos y álcalis:

H 2 SO 4 + 2KOH \u003d K 2 SO 4 + H2O;

HNO 3 + NH 4 OH \u003d NH 4 NO 3 + H2O;

2CH 3 COOH + BA (OH) 2 \u003d (CH 3 COO) 2 BA + H 2 O.

Una de las formas de obtener agua es la restauración de metales con hidrógeno de sus óxidos:

Cuo + H 2 \u003d Cu + H 2 O.

Ejemplos de resolución de problemas.

Ejemplo 1.

La tarea	¿Cuánta agua debe tomarse para preparar una solución al 5% de una solución al 20% de ácido acético?
Decisión	De acuerdo con la determinación de la fracción masiva de la sustancia de una solución de ácido acético al 20% es de 80 ml de disolvente (agua) 20 g de ácido, y la solución de ácido acético al 5% es de 95 ml de disolvente (agua) 5 g de ácido. Hacer una proporción: x \u003d 20 × 95/5 \u003d 380. Esos. En una nueva solución (5%), se contiene 380 ml de solvente. Se sabe que la solución inicial contenía 80 ml de solvente. Por lo tanto, para obtener una solución al 5% de ácido acético de una solución al 20% para agregar: 380-80 \u003d 300 ml de agua.
Respuesta	Se necesita 300 ml de agua.

Ejemplo 2.

La tarea	Cuando la combustión orgánico Se formó una masa de 4,8 g 3.36L dióxido de carbono (n.u.) y 5,4 g de agua. La densidad de la sustancia orgánica a lo largo del hidrógeno es 16. Determinar la fórmula de la materia orgánica.
Decisión	Masas molares de dióxido de carbono y agua, calculados utilizando la tabla de elementos químicos D.I. Mendeleeva - 44 y 18 g / mol, respectivamente. Calcule la cantidad de sustancia de los productos de reacción: n (CO 2) \u003d V (CO 2) / V M; n (H2O) \u003d M (H2O) / M (H2O); n (CO 2) \u003d 3.36 / 22.4 \u003d 0.15 mol; n (H2O) \u003d 5.4 / 18 \u003d 0.3 mol. Teniendo en cuenta que en la composición de moléculas de CO 2, un átomo de carbono, y en la composición de las moléculas H2O - 2 de los átomos de hidrógeno, la cantidad de sustancia y la masa de estos átomos serán iguales: n (c) \u003d 0.15 mol; n (n) \u003d 2 × 0.3 mol; m (c) \u003d n (c) × m (c) \u003d 0.15 × 12 \u003d 1,8 g; m (n) \u003d n (n) × m (n) \u003d 0.3 × 1 \u003d 0.3 g Definimos si hay oxígeno como parte de una sustancia orgánica: m (o) \u003d m (C x H y o z) - m (c) - m (h) \u003d 4.8 - 0.6 - 1.8 \u003d 2.4 g. La cantidad de sustancia de los átomos de oxígeno: n (O) \u003d 2.4 / 16 \u003d 0.15 Mol. Luego n (c): n (n): n (o) \u003d 0.15: 0.6: 0.15. Nos dividimos en el valor más pequeño, obtenemos N (C): n (n): n (O) \u003d 1: 4: 1. Por lo tanto, la fórmula de la materia orgánica Ch 4 O. La masa molar de la materia orgánica fue calculado utilizando la tabla de elementos químicos di MENDELEEV - 32 g / mol. La masa molar de la materia orgánica, calculada utilizando su valor de densidad de hidrógeno: M (c x h y o z) \u003d m (H 2) × D (H 2) \u003d 2 × 16 \u003d 32 g / mol. Si las fórmulas de la materia orgánica derivadas de productos de combustión y el uso de densidad de hidrógeno difieren, la proporción de masas molares será mayor que 1. Revisarla: M (c x h y o z) / m (CH 4 O) \u003d 1. En consecuencia, la fórmula de materia orgánica Ch 4 O.
Respuesta	Fórmula de materia orgánica Ch 4 O.

El agua (óxido de hidrógeno) es un líquido transparente que no tiene colores (en volumen pequeño), olor y sabor. Fórmula química: H2O. En estado sólido se llama hielo o nieve, y en un vapor de agua gaseoso. Alrededor del 71% de la superficie de la tierra está cubierta con agua (océanos, mar, lagos, ríos, hielo en los polos).

Es un buen solvente polar fuerte. En la naturaleza, siempre contiene sustancias disueltas (sales, gases). El agua es clave para crear y mantener la vida en la Tierra, en la estructura química de los organismos vivos, en la formación climática y el clima.

Casi el 70% de la superficie de nuestro planeta está ocupada por los océanos y mares. Agua Dura - Nieve y hielo cubierto 20% de sushi. De la cantidad total de agua en la Tierra, igual a 1 billón de 386 millones de kilómetros cúbicos, 1 billón de 338 millones de kilómetros cúbicos cae sobre la proporción de las aguas en solitario del Océano Mundial, y solo 35 millones de kilómetros cúbicos caen en agua dulce. Numero total agua del océano sería suficiente para cubrirlo tierra Capa más de 2.5 kilómetros. Para cada residente de la Tierra, hay aproximadamente 0,33 kilómetros cúbicos de agua de mar y 0.008 kilómetros cúbicos de agua dulce. Pero la dificultad es que la parte abrumadora de agua dulce en la Tierra está en un estado así que hace que sea difícil alcanzar a una persona. Casi el 70% de las aguas dulces se concluyen en las secciones glaciales de los países polares y en los glaciares de montaña, 30% en los acuíferos bajo tierra, y en las varillas de todos los ríos se contenían simultáneamente el 0,006% de la jamada. Las moléculas de agua se detectan en el espacio inter-almacenamiento. El agua es parte del cometa, la mayoría de los planetas. sistema solar Y sus satélites.

La composición del agua (por masa): 11.19% de hidrógeno y 88.81% de oxígeno. El agua limpia es transparente, no hay olor y sabor. Tiene la mayor densidad a 0 ° C (1 g / cm3). La densidad de hielo es menor que la densidad de agua líquida, por lo que el hielo aparece hacia la superficie. El agua se congela a 0 ° C y hierve a 100 ° C a una presión de 101 325 PA. No gasta el calor y la electricidad está muy mal. El agua es un buen solvente. La molécula de agua tiene una forma angular de átomos de hidrógeno en relación con el oxígeno forma un ángulo de 104.5 °. Por lo tanto, la molécula de agua es un dipolo: la parte de la molécula, donde se encuentra hidrógeno, se carga positivamente y la parte donde el oxígeno es negativo. Debido a la polaridad de las moléculas de agua, el electrolito se disocia en él a los iones.

En agua líquida, junto con moléculas H20 convencionales, existen moléculas asociadas, es decir, aquellas relacionadas en agregados más complejos (H2O) X debido a la formación de enlaces de hidrógeno. La presencia de enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua se explica por las anomalías de sus propiedades físicas: la densidad máxima a 4 ° C, el alto punto de ebullición (en la fila H20-H2S - H2SE) con una capacidad de calor anomalológicamente alta. Con la temperatura creciente, se rompen los enlaces de hidrógeno, y la brecha completa se produce cuando el agua se está moviendo hacia el vapor.

El agua es una sustancia muy reactiva. En condiciones normales, interactúa con muchos óxidos básicos y ácidos, así como con metales alcalinos y alcalinos. El agua forma numerosos compuestos - cristalhidratos.

Obviamente, los compuestos que conectan el agua pueden servir como secadores. Desde otras sustancias de secado, es posible indicar P205, SAO, WA, MA MA (también interactúan químicamente con el agua), así como el gel de sílice. Las importantes propiedades químicas del agua incluyen su capacidad para ingresar la reacción de la descomposición hidrolítica.

Propiedades físicas del agua.

El agua tiene una serie de características inusuales:

1. Al derretir hielo, su densidad aumenta (de 0,9 a 1 g / cm³). Casi todas las demás sustancias durante la densidad de fusión disminuye.

2. Cuando se calienta de 0 ° C a 4 ° C (más precisamente, se comprime 3.98 ° C). En consecuencia, cuando cae la densidad enfriada. Gracias a esto, los peces pueden vivir en reservorios de congelación: cuando la temperatura cae por debajo de 4 ° C, el agua más frío, ya que se mantiene menos densos en la superficie y se congela, y la temperatura positiva se mantiene bajo el hielo.

3. Alta temperatura y temperatura de fusión (0 ° C y 333,55 kJ / kg), punto de ebullición (100 ° C) y aislado de formación de vapor (2250 kJ / kg), en comparación con compuestos de hidrógeno con peso molecular similar.

4. Alta capacidad de calor de agua líquida.

5. Alta viscosidad.

6. Alta tensión superficial.

7. Potencial de superficie de agua eléctrica negativa.

Todas estas características están asociadas con la presencia de enlaces de hidrógeno. Debido a la alta diferencia en la electronegatidad de los átomos de hidrógeno y el oxígeno, las nubes electrónicas se desplazan fuertemente hacia el oxígeno. Debido a esto, así como el iones de hidrógeno (protón) no tienen capas electrónicas internas y tiene un tamaño pequeño, puede penetrar en una cubierta electrónica de un átomo polarizado negativamente de la molécula vecina. Debido a esto, cada átomo de oxígeno atrae a los átomos de hidrógeno de otras moléculas y viceversa. Una interacción de intercambio de protones entre moléculas y moléculas de agua desempeña un cierto papel. Cada molécula de agua puede participar en el máximo en cuatro enlaces de hidrógeno: 2 átomos de hidrógeno, cada uno en uno, y un átomo de oxígeno, en dos; En tal estado de la molécula están en el cristal de hielo. Al derretir el hielo, se rompen algunas conexiones, lo que permite la venta de moléculas de agua más densa; Cuando el agua se calienta, continúa rompiendo, y su densidad está creciendo, pero a temperaturas superiores a 4 ° C, este efecto se vuelve más débil que la expansión térmica. Con evaporación, todas las conexiones restantes están desgarradas. La ruptura de bonos requiere mucha energía, por lo tanto, la alta temperatura y el calor específico de la fusión y la ebullición y la alta capacidad de calor. La viscosidad del agua se debe al hecho de que los enlaces de hidrógeno interfieren con las moléculas de agua para moverse con diferentes velocidades.

A las razones similares, el agua es un buen solvente de sustancias polares. Cada molécula de la sustancia soluble está rodeada de moléculas de agua, y las áreas cargadas positivamente de la molécula soluble atraen a los átomos de oxígeno, y los átomos de hidrógeno cargados negativamente. Dado que la molécula de agua es pequeña en tamaño, muchas moléculas de agua pueden rodear cada molécula de sustancias solubles.

Esta propiedad de agua es utilizada por criaturas vivas. En una célula viva y en el espacio intercelular, las soluciones de diversas sustancias en el agua están involucradas. El agua es necesaria para la vida de todos, sin excepción de los seres vivos unicelulares y multicelulares en la Tierra.

El agua pura (que no contiene impurezas) es un buen aislante. En condiciones normales, el agua se disocia débilmente y la concentración de protones (más precisamente, los iones de hidroxonio H3O +) y los iones hidroxilos, son de 0.1 μmol / l. Pero dado que el agua es un buen disolvente, estas u otras sales casi siempre se disuelven, es decir, existen iones positivos y negativos en el agua. Gracias a esto, el agua realiza electricidad. La conductividad eléctrica del agua se puede determinar para determinar su pureza.

El agua tiene un índice de refracción n \u003d 1.33 en el rango óptico. Sin embargo, absorbe fuertemente la radiación infrarroja y, por lo tanto, el vapor de agua es el principal gas natural de efecto invernadero que cumple con más del 60% del efecto invernadero. Debido al gran momento de las moléculas dipolo, el agua también absorbe la radiación de microondas, que se basa en el principio de operación del horno de microondas.

Estados agregados.

1. Según el estado:

2. SOLIDO - LUDA

3. Líquido - Agua

4. Gaseoso - Parejas de agua

Fig.1 "Tipos de copos de nieve"

Ante la presión atmosférica, el agua se congela (se convierte en una capa) a una temperatura de 0 ° C y hierve (se convierte en vapor de agua) a una temperatura de 100 ° C. Con una disminución de la presión, el punto de fusión de agua está creciendo lentamente, y el punto de ebullición cae. A una presión de 611.73 PA (alrededor de 0.006 atm), el punto de ebullición y la fusión coinciden y se vuelven igual a 0.01ºC. Dicha presión y temperatura se llaman un punto de agua triple. A una presión más baja, el agua no puede estar en estado líquido, y el hielo se convierte directamente en pares. La temperatura de sublimación de hielo disminuye con una disminución de la presión.

Con el crecimiento de la presión, el punto de ebullición de agua crece, la densidad del vapor de agua en el punto de ebullición también está creciendo, y las gotas de agua líquida. A una temperatura de 374 ° C (647 k) y 22.064 Presión de MPA (218 ATM), el agua pasa el punto crítico. En este punto, la densidad y otras propiedades del agua líquida y gaseosa coinciden. A una presión más alta, no hay diferencia entre el agua líquida y el vapor de agua, por lo tanto, no hay ebullición o evaporación.

Los estados metastables también son posibles: pares de suspensión, líquido sobrecalentado y líquido superenfriado. Estos estados pueden existir durante mucho tiempo, pero son inestables y cuando se ponen en contacto con una fase más estable, se produce una transición. Por ejemplo, no es difícil obtener un líquido superenfriado, enfriamiento. agua limpia En el recipiente puro por debajo de 0 ° C, sin embargo, cuando aparece el centro de cristalización, el agua líquida se está convirtiendo rápidamente en un montón.

Modificaciones isotópicas del agua.

Y el oxígeno, y el hidrógeno tiene isótopos naturales y artificiales. Dependiendo del tipo de isótopos incluidos en la molécula, se distinguen los siguientes tipos de agua:

1. Agua ligera (solo agua).

2. Agua pesada (Deuterium).

3. Agua súper pesada (tritio).

Propiedades químicas del agua.

El agua es el solvente más común en la Tierra, determinando en gran medida la naturaleza de la química terrenal como la ciencia. La mayor parte de la química, en su origen como ciencia, comenzó de acuerdo con la química de las soluciones acuosas de sustancias. A veces se considera como anfolito, y el ácido y la base al mismo tiempo (catión h + anion oh-). En ausencia de sustancias extrañas en el agua, la concentración de iones de hidróxido y iones de hidrógeno (o iones de hidroxonía), pKa ≈ OK. dieciséis.

El agua es una de las sustancias principales que aseguran la existencia del planeta y la humanidad. Este es un elemento completamente único, sin el cual la vida de ningún ser vivo es imposible. Algunos químicos I. propiedades físicas Las aguas son únicas.

La importancia de esta sustancia es difícil de sobreestimar. El agua ocupa la mayor parte del planeta, forma océanos, mares, ríos y otros embalses. Participa directamente en la formación de clima y clima, proporcionando así ciertas condiciones para la existencia en una u otra esquina del planeta.

Para muchos organismos, sirve como hábitat. Además, casi todos los seres que viven de una manera u otra consisten en agua. Por ejemplo, su contenido en el cuerpo humano varía de 70 a 90 por ciento.

Propiedades físicas del agua: una breve descripción de

La molécula de agua es única. Su fórmula es probablemente conocida por todos: H2O. Pero aquí hay algunas propiedades físicas del agua directamente dependen de la estructura de su molécula.

En la naturaleza, el agua existe inmediatamente en tres en condiciones normales, es sin color, olor y sabor. Cuando la temperatura cae, el agua se cristaliza y se convierte en hielo. Con la temperatura creciente, el fluido entra en un estado gaseoso - vapor de agua.

El agua se caracteriza por alta densidad, que es aproximadamente 1 gramos por centímetro cúbico. El agua hirviendo se produce cuando la temperatura se eleva a cien grados centígrados. Pero al dejar caer la temperatura a 0 grados, el líquido se convierte en hielo.

Me pregunto qué reducido presión atmosférica Llama el cambio en estos indicadores: el agua hierve a una temperatura menor.

La conductividad térmica del agua es de aproximadamente 0,58 W / (m * k). Otro indicador importante es su alto, lo que es casi igual al indicador correspondiente en Mercurio.

Propiedades físicas únicas del agua.

Como ya se mencionó, el agua garantiza la existencia normal del planeta, afectando el clima y la actividad vital de los organismos. Pero esta sustancia es en realidad única. Son estas increíbles propiedades del agua que proporcionan vida.

Tomemos, por ejemplo, la densidad de hielo y agua. En la mayoría de los casos, al medir las moléculas de sustancias se encuentran. amigo más cercano A un amigo, la estructura de ellos se vuelve más compacta y más densa. Pero este esquema no funciona con agua. Por primera vez, esta increíble propiedad todavía fue descrita por Galileem.

Si se reduce lentamente la temperatura y sigue primero el esquema, el diagrama será bastante estándar: la sustancia será más densa y más compacta. Los cambios ocurrirán después de que la temperatura alcance de +4 grados. Al mismo tiempo, el agua se está volviendo inesperadamente. Es por eso que el hielo flota sobre la superficie del agua, pero no se hunde. Por cierto, esta característica proporciona la supervivencia de la flora de agua y la fauna: el agua rara vez se congela completamente, mientras mantiene la vida a sus habitantes.

Por cierto, al congelarse, la sustancia se expande en alrededor del 9%. Esta característica del agua causa corrosión natural de las rocas. Por otro lado, las tuberías de la tubería de agua son tan estalladas con un enfriamiento inesperado.

Pero esto no es toda una característica única, es una capacidad de calor anormalmente alta. Por ejemplo, la cantidad de calor que es necesario para calentar un gramo de agua por grado es suficiente para calentar hasta aproximadamente 10 g de cobre o 9 g de hierro.

El Océano Mundial entero es un termostato global que suaviza las fluctuaciones de la temperatura, tanto diaria como anual. Por cierto, estas propiedades están dotadas y cuáles están contenidas en la atmósfera. No es un secreto que el desierto se caracteriza por cambios de temperatura aguda: el día es demasiado caliente, y por la noche hace mucho frío. Esto se debe al aire seco y la ausencia de la cantidad requerida de vapor de agua.

1,000 g / cm3 (3,98shc), TPL 0SHC, TKIP 100SHC; Cuando la congelación, forma hielo. Uno de los compuestos más comunes en la naturaleza (¡la cantidad de agua en la superficie de la tierra es 1.39? 1018 t, en la atmósfera de 1.3? 1013 toneladas); Variedades isotópicas conocidas (ver agua pesada). El agua es parte de muchos minerales y rocas, todos los organismos vivos (45 - 98%, que incluyen aproximadamente el 60% del peso corporal en el cuerpo humano), está presente en el suelo. Componente obligatorio de casi todos los procesos tecnológicos en la industria y la agricultura. El agua de pureza particular es necesaria en la producción de alimentos, semiconductores, fósforos, en tecnología nuclear, análisis químico, etc., cómo se usa el agua medicinal, que contiene una mayor cantidad de sales minerales, gases, algunos elementos químicos (véanse las aguas minerales).

Enciclopedia Moderna. 2000 .

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