структурна формула

Справжня, емпірична, або брутто-формула: H 2 O

Хімічний склад Води

Молекулярна маса: 18,015

Вода (оксид водню) - бінарне неорганічне з'єднання з хімічною формулою H 2 O. Молекула води складається з двох атомів водню і одного - кисню, які з'єднані між собою ковалентним зв'язком. При нормальних умовах являє собою прозору рідину, не має кольору (в малому обсязі), запаху і смаку. У твердому стані називається льодом (кристали льоду можуть утворювати сніг або іній), а в газоподібному - водяною парою. Вода також може існувати у вигляді рідких кристалів (на гідрофільних поверхнях). Становить приблизно близько 0,05% маси Землі.

Є хорошим сільнополярних розчинником. У природних умовах завжди містить розчинені речовини (солі, гази).

Вода при нормальних умовах знаходиться в рідкому стані, тоді як аналогічні водневі сполуки інших елементів є газами (H 2 S, CH 4, HF). Атоми водню приєднані до атома кисню, утворюючи кут 104,45 ° (104 ° 27 '). Через великий різниці електронегативності атомів водню і кисню електронні хмари сильно зміщені в бік кисню. З цієї причини молекула води має великий дипольниммоментом (p \u003d 1,84 Д, поступається тільки синильної кислоти). Кожна молекула води утворює до чотирьох водневих зв'язків - дві з них утворює атом кисню і дві - атоми водню. Кількість водневих зв'язків і їх розгалужена структура визначають високу температуру кипіння води і її питому теплоту пароутворення. Якби не було водневих зв'язків, вода, на підставі місця кисню в таблиці Менделєєва і температур кипіння гідридів аналогічних кисню елементів (сірки, селену, телуру), кипіла б при -80 ° С, а замерзала при -100 ° С.

При переході в твердий стан молекули води упорядковуються, при цьому обсяги пустот між молекулами збільшуються, і загальна щільність води падає, що і пояснює меншу щільність (більший обсяг) води в фазі льоду. При випаровуванні, навпаки, все водневі зв'язки рвуться. Розрив зв'язків вимагає багато енергії, від чого у води найбільша питома теплоємність серед інших рідин і твердих речовин. Для того щоб нагріти один літр води на один градус, потрібно затратити 4,1868 кДж енергії. Завдяки цій властивості вода нерідко використовується як теплоносій. Крім великої питомої теплоємності, вода також має великі значення питомої теплоти плавлення (333,55 кДж / кг при 0 ° C) і пароутворення (2250 кДж / кг).

ВИЗНАЧЕННЯ

вода  - оксид водню - бінарна сполука неорганічної природи.

Формула - H 2 O. Молярна маса - 18 г / моль. Може існувати в трьох агрегатних станах - рідкому (вода), твердому (лід) і газоподібному (водяна пара).

Хімічні властивості води

Вода - найбільш поширений розчинник. У розчині води існує рівновага, тому воду називають амфолітом:

H 2 O ↔ H + + OH - ↔ H 3 O + + OH -.

Під дією електричного струму вода розкладається на водень і кисень:

H 2 O \u003d H 2 + O 2.

При кімнатній температурі вода розчиняє активні метали з утворенням лугів, при цьому також відбувається виділення водню:

2H 2 O + 2Na \u003d 2NaOH + H 2.

Вода здатна взаємодіяти з фтором і межгалоіднимі сполуками, причому в другому випадку реакція протікає при знижених температурах:

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

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

Солі, утворені слабкою основою і слабкою кислотою, піддаються гідролізу при розчиненні в воді:

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

Вода здатна розчиняти деякі речовини метали і неметали при нагріванні:

4H 2 O + 3Fe \u003d Fe 3 O 4 + 4H 2;

H 2 O + C ↔ CO + H 2.

Вода, в присутності сірчаної кислоти, вступає в реакції взаємодії (гідратації) з ненасиченими вуглеводнями - алкенами з утворенням граничних одноатомних спиртів:

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

Фізичні властивості води

Вода - прозора рідина (н.у.). Дипольний момент - 1,84 Д (за рахунок сильного відмінності електроотріцательностей кисню і водню). Вода володіє найвищим значенням питомої теплоємності серед всіх речовин в рідкому і твердому агрегатному станах. Питома теплота плавлення води - 333,25 кДж / кг (0 С), пароутворення - 2250 кДж / кг. Вода здатна розчиняти полярні речовини. Вода має високий поверхневий натяг і негативним електричним потенціалом поверхні.

отримання води

Воду отримують по реакції нейтралізації, тобто реакції взаємодії між кислотами і лугами:

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

HNO 3 + NH 4 OH \u003d NH 4 NO 3 + H 2 O;

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

Один із способів отримання води - відновлення металів воднем з їх оксидів:

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

Приклади розв'язання задач

ПРИКЛАД 1

завдання	Скільки води треба взяти, щоб з 20% -го розчину оцтової кислоти приготувати 5% -й розчин?
Рішення	Згідно з визначенням масової частки речовини 20% -й розчин оцтової кислоти являє собою 80 мл розчинника (води) 20 г кислоти, а 5% -й розчин оцтової кислоти являє собою 95 мл розчинника (води) 5 г кислоти. Складемо пропорцію: x \u003d 20 × 95/5 \u003d 380. Тобто в новому розчині (5% -м) міститься 380 мл розчинника. Відомо, що початковий розчин містив 80 мл розчинника. Отже, щоб отримати 5% -й розчин оцтової кислоти з 20% -го розчину потрібно додати: 380-80 \u003d 300 мл води.
відповідь	Необхідно 300 мл води.

ПРИКЛАД 2

завдання	При згорянні органічного речовини масою 4,8 г утворилося 3,36л вуглекислого газу (н.у.) і 5,4 г води. Щільність органічної речовини за воднем дорівнює 16. Визначте формулу органічної речовини.
Рішення	Молярні маси вуглекислого газу і води, розраховані з використанням таблиці хімічних елементів Д.І. Менделєєва - 44 і 18 г / моль, відповідно. Розрахуємо кількість речовини продуктів реакції: n (СО 2) \u003d V (СО 2) / V m; n (Н 2 О) \u003d m (Н 2 О) / M (Н 2 О); n (СО 2) \u003d 3,36 / 22,4 \u003d 0,15 моль; n (Н 2 О) \u003d 5,4 / 18 \u003d 0,3 моль. З огляду на, що в складі молекули СО2 один атом вуглецю, а в складі молекули Н 2 О - 2 атома водню, кількість речовини та маси цих атомів дорівнюватимуть: n (С) \u003d 0,15 моль; n (Н) \u003d 2 × 0,3 моль; m (C) \u003d n (С) × M (C) \u003d 0,15 × 12 \u003d 1,8 г; m (Н) \u003d n (Н) × M (Н) \u003d 0,3 × 1 \u003d 0,3 м Визначимо, чи є в складі органічної речовини кисень: m (O) \u003d m (C x H y O z) - m (C) - m (H) \u003d 4,8 - 0,6 - 1,8 \u003d 2,4 м Кількість речовини атомів кисню: n (O) \u003d 2,4 / 16 \u003d 0,15 моль. Тоді, n (C): n (Н): n (O) \u003d 0,15: 0,6: 0,15. Розділимо на найменше значення, отримаємо n (C): n (Н): n (O) \u003d 1: 4: 1. Отже, формула органічної речовини CH 4 O. Молярна маса органічної речовини розрахована з використанням таблиці хімічних елементів Д.І. Менделєєва - 32 г / моль. Молярна маса органічної речовини, розрахована з використанням величини його щільності за воднем: M (C x H y O z) \u003d M (H 2) × D (H 2) \u003d 2 × 16 \u003d 32 г / моль. Якщо формули органічної речовини виведеного по продуктах згоряння і з використанням щільності за воднем розрізняються, то ставлення молярних мас буде більше 1. Перевіримо це: M (C x H y O z) / M (CH 4 O) \u003d 1. Отже, формула органічної речовини CH 4 O.
відповідь	Формула органічної речовини CH 4 O.

Вода (оксид водню) - прозора рідина, яка не має кольору (в малому обсязі), запаху і смаку. Хімічна формула: Н2О. У твердому стані називається льодом або снігом, а в газоподібному - водяною парою. Близько 71% поверхні Землі вкрито водою (океани, моря, озера, річки, лід на полюсах).

Є хорошим сільнополярних розчинником. У природних умовах завжди містить розчинені речовини (солі, гази). Вода має ключове значення у створенні і підтримці життя на Землі, в хімічному будову живих організмів, у формуванні клімату і погоди.

Майже 70% поверхні нашої планети зайнято океанами і морями. Твердою водою - снігом і льодом - покрито 20% суші. Із загальної кількості води на Землі, рівного 1 млрд. 386 млн. Кубічних кілометрів, 1 млрд. 338 млн. Кубічних кілометрів доводиться на частку солоних вод Світового океану, і тільки 35 млн. Кубічних кілометрів доводиться на частку прісних вод. Усієї кількості океанічної води вистачило б на те, щоб покрити нею земну кулю шаром більше 2,5 кілометрів. На кожного жителя Землі приблизно доводиться 0,33 кубічних кілометрів морської води і 0,008 кубічних кілометрів прісної води. Але складність в тому, що переважна частина прісної води на Землі знаходиться в такому стані, що робить її важкодоступною для людини. Майже 70% прісних вод укладене в льодовикових покривах полярних країн і в гірських льодовиках, 30% - у водоносних шарах під землею, а в руслах всіх річок містяться одночасно всього лише 0,006% прісних вод. Молекули води виявлені в міжзоряному просторі. Вода входить до складу комет, більшості планет сонячної системи і їх супутників.

Склад води (по масі): 11,19% водню і 88,81% кисню. Чиста вода прозора, не має запаху і смаку. Найбільшу щільність вона має при 0 ° С (1 г / см3). Щільність льоду менше щільності рідкої води, тому лід спливає на поверхню. Вода замерзає при 0 ° С і кипить при 100 ° С при тиску 101 325 Па. Вона погано проводить теплоту і дуже погано проводить електрику. Вода - хороший розчинник. Молекула води має кутову форму атоми водню по відношенню до кисню утворюють кут, рівний 104,5 °. Тому молекула води - диполь: та частина молекули, де знаходиться водень, заряджена позитивно, а частина, де знаходиться кисень, - негативно. Завдяки полярності молекул води електроліти в ній диссоциируют на іони.

У рідкої воді поряд зі звичайними молекулами Н20 містяться асоційовані молекули, т. Е. З'єднані в більш складні агрегати (Н2О) x завдяки освіті водневих зв'язків. Наявністю водневих зв'язків між молекулами води пояснюються аномалії її фізичних властивостей: максимальна щільність при 4 ° С, висока температура кипіння (в ряду Н20-Н2S - Н2Sе) аномально висока теплоємність. З підвищенням температури водневі зв'язки розриваються, і повний розрив настає при переході води в пару.

Вода - вельми реакційно речовина. При звичайних умовах вона взаємодіє з багатьма основними і кислотними оксидами, а також з лужними і лужно-земельними металами. Вода утворює численні з'єднання - кристалогідрати.

Очевидно, з'єднання, що зв'язують воду, можуть служити в якості осушувачів. З інших осушувальних речовин можна вказати Р205, СаО, ВаО, металевий Ма (вони теж хімічно взаємодіють з водою), а також силікагель. До важливих хімічних властивостях води відноситься її здатність вступати в реакції гідролітичного розкладання.

Фізичні властивості води.

Вода має низку незвичайних особливостей:

1. При таненні льоду його щільність збільшується (з 0,9 до 1 г / см³). Майже у всіх інших речовин при плавленні густина зменшується.

2. При нагріванні від 0 ° C до 4 ° C (точніше, 3,98 ° C) вода стискається. Відповідно, при охолодженні - щільність падає. Завдяки цьому можуть жити риби в замерзаючих водоймах: коли температура падає нижче 4 ° C, більш холодна вода як менш щільна залишається на поверхні і замерзає, а під льодом зберігається позитивна температура.

3. Висока температура і теплота плавлення (0 ° C і 333,55 кДж / кг), температура кипіння (100 ° C) і питома теплота пароутворення (2250 кДж / кг), в порівнянні з сполуками водню з схожим молекулярною вагою.

4. Висока теплоємність рідкої води.

5. Висока в'язкість.

6. Висока поверхневий натяг.

7. Негативний електричний потенціал поверхні води.

Всі ці особливості пов'язані з наявністю водневих зв'язків. Через великий різниці електронегативності атомів водню і кисню електронні хмари сильно зміщені в бік кисню. Унаслідок цього, а також того, що іон водню (протон) не має внутрішніх електронних шарів і має малі розміри, він може проникати в електронну оболонку негативно поляризованого атома сусідній молекули. Завдяки цьому, кожен атом кисню притягається до атомам водню інших молекул і навпаки. Певну роль відіграє протонне обмінна взаємодія між молекулами і всередині молекул води. Кожна молекула води може брати участь максимум в чотирьох водневих зв'язках: 2 атома водню - кожен в одній, а атом кисню - в двох; в такому стані молекули знаходяться в кристалі льоду. При таненні льоду частина зв'язків рветься, що дозволяє укласти молекули води щільніше; при нагріванні води зв'язку продовжують рватися, і щільність її росте, але при температурі вище 4 ° С цей ефект стає слабкішим, ніж теплове розширення. При випаровуванні рвуться все залишилися зв'язку. Розрив зв'язків вимагає багато енергії, звідси висока температура і теплота плавлення і кипіння і висока теплоємність. В'язкість води обумовлена \u200b\u200bтим, що водневі зв'язки заважають молекулам води рухатися з різними швидкостями.

За подібним причин вода є гарним розчинником полярних речовин. Кожна молекула розчиняється речовини оточується молекулами води, причому позитивно заряджені ділянки молекули речовини, що розчиняється притягують атоми кисню, а негативно заряджені - атоми водню. Оскільки молекула води мала за розмірами, багато молекул води можуть оточити кожну молекулу речовини, що розчиняється.

Це властивість води використовується живими істотами. У живій клітині і в міжклітинному просторі вступають у взаємодію розчини різних речовин у воді. Вода необхідна для життя всіх без винятку одноклітинних і багатоклітинних живих істот на Землі.

Чистий (яка не містить домішок) вода - хороший ізолятор. При нормальних умовах вода слабо диссоциирована і концентрація протонів (точніше, іонів гідроксонію H3O +) і гідроксильних іонів HO- становить 0,1 мкмоль / л. Але оскільки вода - хороший розчинник, в ній практично завжди розчинені ті чи інші солі, тобто у воді присутні позитивні і негативні іони. Завдяки цьому вода проводить електрику. За електропровідності води можна визначити її чистоту.

Вода має показник заломлення n \u003d 1,33 в оптичному діапазоні. Однак вона сильно поглинає інфрачервоне випромінювання, і тому водяна пара є основним природним парниковим газом, що відповідає більш ніж за 60% парникового ефекту. Завдяки великому дипольному моменту молекул, вода також поглинає мікрохвильове випромінювання, на чому заснований принцип дії мікрохвильової печі.

Агрегатні стани.

1. Станом розрізняють:

2. Тверде - лід

3. Рідке - вода

4. Газоподібне - водяна пара

Рис.1 «Типи сніжинок»

При атмосферному тиску вода замерзає (перетворюється в лід) при температурі в 0 ° C і кипить (перетворюється на водяну пару) при температурі 100 ° C. При зниженні тиску температура плавлення води повільно росте, а температура кипіння - падає. При тиску в 611,73 Па (близько 0,006 атм) температура кипіння і плавлення збігається і стає рівною 0,01 ° C. Такий тиск і температура називаються потрійною точкою води. При більш низькому тиску вода не може перебувати в рідкому стані, і лід перетворюється безпосередньо в пар. Температура сублімації льоду падає зі зниженням тиску.

При зростанні тиску температура кипіння води зростає, щільність водяної пари в точці кипіння теж росте, а рідкої води - падає. При температурі 374 ° C (647 K) і тиску 22,064 МПа (218 атм) вода проходить критичну точку. У цій точці щільність і інші властивості рідкої і газоподібної води збігаються. При більш високому тиску немає різниці між рідкою водою і водяною парою, отже, немає і кипіння або випаровування.

Так само можливі метастабільні стани - пересичений пар, перегріта рідина, Переохолоджена Рідина. Ці стани можуть існувати тривалий час, проте вони нестійкі і при зіткненні з більш стійкою фазою відбувається перехід. Наприклад, неважко отримати переохолоджених рідина, охолодивши чисту воду в посудині чистій нижче 0 ° C, однак при появі центру кристалізації рідка вода швидко перетворюється в лід.

Ізотопні модифікації води.

І кисень, і водень мають природні і штучні ізотопи. Залежно від типу ізотопів, що входять в молекулу, виділяють наступні види води:

1. Легка вода (просто вода).

2. Важка вода (дейтерієва).

3. надважких вода (тритієва).

Хімічні властивості води.

Вода є найбільш поширеним розчинником на Землі, багато в чому визначає характер земної хімії, як науки. Велика частина хімії, при її зародженні як науки, починалася саме як хімія водних розчинів речовин. Її іноді розглядають, як амфоліт - і кислоту і підстава одночасно (катіон H + аніон OH-). За відсутності сторонніх речовин у воді однакова концентрація гідроксид-іонів і іонів водню (або іонів гідроксонію), pKa ≈ ок. 16.

Вода є одним з основних речовин, які забезпечують існування планети і людства. Це абсолютно унікальний елемент, без якого неможливе життя будь-якого живої істоти. Деякі хімічні і фізичні властивості води унікальні.

Важливість цієї речовини важко переоцінити. Вода займає більшу частину планети, утворює океани, моря, річки та інші водойми. Вона безпосередньо бере участь у формуванні клімату і погоди, забезпечуючи тим самим певні умови існування в тому чи іншому куточку планети.

Для багатьох організмів вона служить середовищем існування. Крім того, практично кожна жива істота в тій чи іншій мірі складається саме з води. Наприклад, зміст її в організмі людини становить від 70 до 90 відсотків.

Фізичні властивості води: коротка характеристика

Молекула води унікальна. Формула її напевно відома всім: H2O. Але ось деякі фізичні властивості води безпосередньо залежать від будови її молекули.

У природі вода існує відразу в трьох При нормальних умовах це без кольору, запаху і смаку. При падінні температури вода кристалізується і перетворюється на лід. При підвищенні температури рідина переходить в газоподібний стан - водяна пара.

Вода характеризується високою щільністю, яка становить приблизно 1 грам на кубічний сантиметр. Кипіння води настає при підвищенні температури до ста градусів за Цельсієм. А ось при падінні температури до 0 градусів рідина перетворюється в лід.

Цікаво, що зниження атмосферного тиску викликає зміна даних показників - вода закипає при меншій температурі.

Теплопровідність води становить приблизно 0,58 Вт / (м * К). Ще один важливий показник - це її висока яке практично дорівнює відповідному показнику у ртуті.

Унікальні фізичні властивості води

Як уже згадувалося, саме вода забезпечує нормальне існування планети, впливаючи на клімат і життєдіяльність організмів. Але ця речовина насправді є унікальним. Саме ці дивовижні властивості води забезпечують життя.

Взяти, наприклад, щільність льоду і води. У більшості випадків при замерзанні молекули речовин розташовуються ближче один до одного, структура їх стає компактніше і щільніше. Але з водою ця схема не працює. Вперше це дивна властивість було описано ще Галілеєм.

Якщо повільно знижувати температуру і стежити за то спочатку схема буде цілком стандартною - речовина буде ставати все щільніше і компактніше. Зміни відбудуться після того, як температура досягне +4 градусів. При цьому показнику вода несподівано стає легше. Саме тому лід плаває по поверхні води, але не тоне. До речі, ця особливість забезпечує виживання водної флори і фауни - вода рідко промерзає повністю, зберігаючи життя своїм мешканцям.

До речі, при замерзанні речовина розширюється приблизно на 9%. Така особливість води викликає природну корозію гірських порід. З іншого боку, труби водопроводу саме тому розриваються при несподіваному похолоданні.

Але це далеко не все Ще одна її унікальна особливість - це аномально висока теплоємність. Наприклад, того кількість тепла, яке необхідно для нагрівання одного грама води на один градус, вистачить, щоб розігріти приблизно 10 г міді або 9 г заліза.

Весь світовий океан - це глобальний термостат, який згладжує коливання температури, причому як добові, так і річні. До речі, цими ж властивостями наділений і який міститься в атмосфері. Ні для кого не секрет, що для пустелі характерні різкі температурні зміни - вдень дуже жарко, а в нічний час дуже холодно. Це пов'язано як раз з сухим повітрям і відсутністю необхідної кількості водяної пари.

1,000 г / см3 (3,98шC), tпл 0шC, температуру кипіння 100шC; при замерзанні утворює лід. Одне з найбільш поширених сполук в природі (кількість води на поверхні Землі 1,39? 1018 т, в атмосфері 1,3? 1013 т); відомі ізотопні різновиди (дивись Важка вода). Вода входить до складу багатьох мінералів і гірських порід, всіх живих організмів (45 - 98%, в тому числі в організмі людини близько 60% маси тіла), присутній в грунті. Обов'язковий компонент практично всіх технологічних процесів в промисловості і сільському господарстві. Вода особливої \u200b\u200bчистоти необхідна в виробництві продуктів харчування, напівпровідників, люмінофорів, в ядерній техніці, хімічний аналіз та ін. Як лікувальні застосовують природні води, що містять підвищену кількість мінеральних солей, гази, деякі хімічні елементи (дивись Мінеральні води).

сучасна енциклопедія. 2000 .

Дивитися що таке "ВОДА, H2O" в інших словниках:

H2O: Just Add Water ... Вікіпедія

вода  - ВОДА, H2O, рідина без запаху, смаку і кольору; щільність 1,000 г / см3 (3,98 ° C), tпл 0 ° C, температуру кипіння 100 ° C; при замерзанні утворює лід. Одне з найбільш поширених сполук в природі (кількість води на поверхні Землі 1,39'1018 т, в атмосфері ... Ілюстрований енциклопедичний словник

вода  - вода, H2O, рідина без запаху, смаку, кольору (в товстих шарах блакитнувата). Найпростіше стійке з'єднання водню з киснем (11,19% Н і 88,81% Про по масі). Щільність 1000 г / см3 (3,98ºC), tпл 0ºС, температуру кипіння 100ºC. Найпоширеніше речовина ... Сільське господарство. Великий енциклопедичний словник

Зміст 1 Епізоди 2 Огляд сезонів 3 Список серій 3.1 ... Вікіпедія

Хім. сполука водню і кисню. Ваговій склад її: 11,19% Н і 88,81% О. Молекулярна маса 18,0153. У молекулі В. є 10 електронів (5 пар): одна пара внутрішніх електронів розташована поблизу ядра кисню, дві пари зовнішніх електронів ... ... геологічна енциклопедія

ВОДА  - вода, окис водню, H2O, найпростіше стійке в звичайних умовах хімічна сполука водню з киснем (11,19% Н і 88,81% Про по масі). Молекулярна маса 18,0160, t замерзання 0 ° C (при 1 ат), t кипіння 100ºC (при 1 ат), щільність при ... ... Ветеринарний енциклопедичний словник

вода (речовина)  - - EN water (substance) Common liquid (H2O) which forms rain, rivers, the sea, etc., and which makes up a large part of the bodies of organisms. (Source: PHC) ... ... Довідник технічного перекладача

вода адсорбційна - вода адсорбційна adsorbtion water Adsorptionswasser молекули H2O, Які прітягаються мінераламі під Вплив поверхневої ЕНЕРГІЇ ... Гірничий енциклопедичний словник

ВОДА  - H2O, рідина без запаху, смаку, кольору (в товстих шарах блакитнувата). Найпростіше стійке з'єднання водню з киснем (11,19% Н і 88,81% Про по масі). Плоту. 1000 г / см3 (3,98 ° С), tпл 0 ° С, t кип 100 ° С. Найпоширеніше в у в природі ... Сільськогосподарський енциклопедичний словник

Окис водню, H20, найпростіше стійке в звичайних умовах хімічна сполука водню з киснем (11,19% водню і 88,81% кисню за масою), молекулярна маса 18,0160; безбарвна рідина без запаху і смаку (в товстих шарах ... ... Велика Радянська Енциклопедія