آب وارد می شود. واکنش های شیمیایی شامل آب کلمات و عبارات کلیدی

هیدروژن.

هیدروژن گازی سبک، بی رنگ و بی بو است. یک مولکول هیدروژن از دو اتم تشکیل شده است که توسط یک پیوند کووالانسی غیرقطبی به هم متصل شده اند.

رسید: 1-در صنعت: روش تبدیل.ابتدا گاز آب با عبور بخار آب از کک داغ در دمای 1000 درجه سانتی گراد به دست می آید: C + H 2 O -tà CO + H 2.

سپس مونوکسید کربن (II) با عبور دادن مخلوطی از گاز آب با بخار آب اضافی روی کاتالیزور Fe 2 O 3 که تا دمای 400 تا 450 درجه سانتیگراد گرم شده است، به مونوکسید کربن (IV) اکسید می شود: CO + H 2 O = CO 2 + H 2.اکسیداسیون متان با بخار آب: CH 4 + 2H 2 O – (t, Ni)à4H 2 + CO 2 تجزیه حرارتی متان در 1200 درجه سانتی گراد: CH 4 -tà C + 2H 2 الکترولیز محلول آبی نمک خوراکی یا هیدروکسید سدیم: (NaOH) + 2H 2 O – جریان الکتریکی 2H 2 + O 2 2NaCl + 2H 2 O – جریان الکتریکی H 2 + Cl 2 + 2NaOH.

2. در آزمایشگاه: Zn + 2HCl à ZnCl 2 + H 2 2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2 .

1. Si + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2. خواص:

1. با فلزات: H 2 + 2Na -tà 2NaH H 2 + Ca -tà CaH 2 2. با غیر فلزات: 2H 2 + O 2 à 2H 2 O H 2 + Cl 2 -hvà 2HCl 3H 2 + N 2 -t , p , cat.à 2NH 3 H 2 + S à H 2 S 3. با اکسیدهای فلزات (غیر فعال) و غیر فلزات: CuO + H 2 à Cu + H 2 O 2NO + 2H 2 = N 2 + 2H 2 O.

ترکیبات هیدروژنی فلزات و غیر فلزات.

هیدریدهای یونی:

2. آماده سازی: H 2 + 2Na -tà2NaH

خواص: تجزیه شده توسط آب و اسیدها:

NaH + H 2 O à NaOH + H 2

CaH 2 + 2HCl à CaCl 2 + 2H 2

ترکیبات هیدروژن کووالانسی:

همه گازها به جز آب (پیوندهای هیدروژنی).

ناپایدار: فسفین و سیلان.

مولکول های آب با پیوندهای هیدروژنی به هم متصل می شوند: nH 2 O = (H 2 O) n، بنابراین آب برخلاف آنالوگ های گازی آن H 2 S، H 2 Se و H 2 Te مایع است.

سپس مونوکسید کربن (II) با عبور دادن مخلوطی از گاز آب با بخار آب اضافی روی کاتالیزور Fe 2 O 3 که تا دمای 400 تا 450 درجه سانتیگراد گرم شده است، به مونوکسید کربن (IV) اکسید می شود: CO + H 2 O = CO 2 + H 2.

1. با فلزات:

الف) خاک قلیایی و قلیایی (به جز بریلیم و منیزیم): 2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2

ب) فلزات باقیمانده در سری فعالیت تا H را می توان با بخار آب به اکسید در دماهای بالا اکسید کرد: Fe + 4H 2 O-tà Fe 3 O 4 + 4H 2

2. با اکسیدهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی: H 2 O + CaO = Ca (OH) 2

3. با اکسیدهای اسیدی اسیدهای محلول: P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4.

4. هیدرولیز نمک ها، ترکیبات دوتایی فلزات و غیر فلزات:

2CuSO 4 + 2H 2 O ⇄ (CuOH) 2 SO 4 + H 2 SO 4

Al 2 S 3 + 6H 2 O à 2Al(OH) 3 + 3H 2 S

Ca 3 P 2 + 6H 2 O à 3Ca(OH) 2 + 2РН 3

PCl 5 + 4H 2 O à H 3 PO 4 + 5HCl

کاربردهای هیدروژن

استفاده از هیدروژن بر اساس خواص فیزیکی و شیمیایی آن است:

• به عنوان یک گاز سبک، برای پر کردن بالن ها (مخلوط با هلیوم) استفاده می شود.
• شعله اکسیژن-هیدروژن برای به دست آوردن دماهای بالا هنگام جوشکاری فلزات استفاده می شود.
• به عنوان یک عامل کاهنده برای به دست آوردن فلزات (مولیبدن، تنگستن و غیره) از اکسیدهای آنها استفاده می شود.
• برای تولید آمونیاک و سوخت مایع مصنوعی، برای هیدروژنه کردن چربی ها.

عناصر گروه IVA.

کربن.

1. ماده ساده. چندین اصلاح آلوتروپیک دارد: الماس، گرافیت، کاربین، فولرن.

الماس- یک ماده کریستالی، شفاف، پرتوهای نور را به شدت شکست می دهد، بسیار سخت است، جریان الکتریکی را هدایت نمی کند و گرما را ضعیف هدایت می کند. هر اتم کربن در حالت هیبریداسیون sp 3 قرار دارد.

گرافیت- یک ماده خاکستری نرم با درخشش فلزی ضعیف، در لمس چرب، جریان الکتریکی را هدایت می کند. اتم‌های کربن در حالت هیبریداسیون sp2 قرار دارند و به لایه‌های مسطحی متشکل از شش ضلعی‌هایی که با لبه‌هایی مانند لانه زنبوری متصل هستند، متصل می‌شوند.

گرافیت پایدارترین اصلاح آلوتروپیک کربن در دمای اتاق است.

کاربین- پودر خاکستری ریز کریستالی، نیمه هادی. بلورهای آن شامل زنجیره های خطی اتم های کربن است که با پیوندهای سه گانه و منفرد متناوب یا پیوندهای دوگانه به هم متصل شده اند، کربن در حالت هیبریداسیون sp قرار دارد: -С≡С-С≡С-С≡С-С≡С-

کاربین از نظر سختی نسبت به گرافیت برتر است، اما به طور قابل توجهی از الماس پایین تر است.

فولرن -یک اصلاح مصنوعی کربن، متشکل از مولکول های C 60، C 70، .... C 1020. این مولکول ها از اتم های کربن تشکیل شده اند که به صورت پنج ضلعی و شش ضلعی با لبه های مشترک مرتب شده اند. اینها مواد سیاه رنگ با درخشندگی فلزی هستند که دارای خواص نیمه هادی هستند. در فشاری حدود 2·10 5 atm و دمای اتاق، فولرن به الماس تبدیل می شود.

خواص کربن:

برهمکنش با فلوئور: کربن واکنش پذیری کمی از هالوژن ها دارد، فقط با فلوئور واکنش نشان می دهد.	C + 2F 2 = CF 4.
تعامل با اکسیژن:	2C + O 2 (ناکافی) = 2CO (مونوکسید کربن)، C + O 2 (زیاد) = CO 2 (دی اکسید کربن).
برهمکنش با سایر غیر فلزات: با نیتروژن و فسفر برهمکنش ندارد.	C + 2S = CS 2 C + 2H 2 –t، Nià CH 4 Ca + 2C = CaC 2 3C + 4Al = Al 4 C 3
برهمکنش با آب: هنگامی که بخار آب از ذغال سنگ داغ عبور می کند، مونوکسید کربن (II) و هیدروژن تشکیل می شود:	C + H 2 O = CO + H 2.
خواص کاهنده: کربن قادر است بسیاری از فلزات را از اکسیدهای آنها احیا کند:	2ZnO + C –tà 2Zn + CO 4C + Fe 3 O 4 –tà 3Fe + 4CO
اسیدهای سولفوریک و نیتریک غلیظ، هنگامی که گرم می شوند، کربن را به مونوکسید کربن اکسید می کنند (IV):	C + 2H 2 SO 4 = CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O;

C + 4HNO 3 = CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O. کاربیدها

- اینها ترکیبات کربن با فلزات هستند.

	اکسیدهای کربن	CO
CO2	مشخصه	مونوکسید کربن - b\c، b\z، سمی
	دی اکسید کربن - b/c، b/z	مولکول مونوکسید کربن (II) ساختاری خطی دارد. یک پیوند سه گانه بین اتم های کربن و اکسیژن تشکیل می شود.
مولکول CO 2 خطی است، نوع هیبریداسیون کربن sp 2 است	نوع اکسید	غیر نمک ساز
	اسید	CO + NaOH = HCOONa (فرمت سدیم) 2CO + O 2 = 2CO 2 CO + H 2 = C + H 2 O CO + Cl 2 = COCl 2 (فسژن) CO + CuO = Cu + CO 2
C + CO 2 = 2CO.	2Mg + CO 2 = 2MgO + C. اکسید اسیدی معمولی.	دی اکسید کربن از سوزاندن سنگ آهک به دست می آید: CaCO 3 = CaO + CO 2، یا با اثر اسیدهای قوی روی کربنات ها و بی کربنات ها: CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2، NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2.

اسید کربنیک H 2 CO 3

هنگامی که دی اکسید کربن در آب حل می شود، یک ماده بسیار ضعیف را تشکیل می دهد اسید کربنیک H 2 CO 3.

دی اکسید کربن در آب عمدتاً به شکل است مولکول های هیدراته CO 2 و فقط به مقدار کمی به شکل اسید کربنیک. در این مورد، تعادل در محلول برقرار می شود:

CO 2 (g) + H 2 O ⇄ CO 2 H 2 O (محلول) ⇄ H 2 CO 3 ⇄ H + + HCO 3 -

اسید کربنیک یک اسید ضعیف و ناپایدار است که نمی توان آن را در حالت آزاد از محلول های آبی جدا کرد.

کربنات ها

1) کربنات های فلزی ( به جز قلیایی) هنگام گرم شدن تجزیه می شوند:

CuCO3 – تا CuO + CO 2

2) هنگامی که دی اکسید کربن از آن عبور می کند، هیدروکربنات ها از کربنات ها تشکیل می شوند:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2.

3) هیدروکربنات ها به کربنات ها تجزیه می شوند: 2NaHCO 3 – tà Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 .

4) کربنات ها و بی کربنات ها وارد واکنش های تبادلی می شوند:

الف) با اسیدهای قوی (واکنش کیفی به کربنات ها):

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + H 2 O + CO 2;

ب) با نمک ها و بازهای محلول، اگر رسوب تشکیل شود:

Na 2 CO 3 + Ba(OH) 2 = BaCO 3 ↓+ 2NaOH

Na 2 CO 3 + CaCl 2 = CaCO 3 ↓ + 2 NaCl

5) هیدروکربنات ها با مواد قلیایی واکنش می دهند و نمک های متوسط ​​را تشکیل می دهند:

KNSO 3 + KOH = K 2 CO 3 + H 2 O

سیلیکون

در گروه IV جدول تناوبی قرار دارد. در لایه بیرونی 4 الکترون وجود دارد که دارای پیکربندی الکترونی 3s 2 3p 2 هستند.

حالت های اکسیداسیون -4، +2، +4 را نشان می دهد. دومین عنصر فراوان روی زمین پس از اکسیژن. فقط به صورت ترکیبات یافت می شود.مهمترین ترکیب سیلیکونی

- اکسید SiO 2 مقدار زیادی از مواد طبیعی را تشکیل می دهد - کریستال سنگ، کوارتز، سیلیس.این ماده به رنگ خاکستری تیره با درخشندگی فلزی، کاملا شکننده است. نقطه ذوب 1415 درجه سانتی گراد، چگالی 2.33 گرم بر سانتی متر مکعب. نیمه هادی. بر خلاف فلزات، هدایت الکتریکی آن با افزایش دما افزایش می یابد. پنل های خورشیدی بر روی ماهواره ها، فضاپیماها و ایستگاه ها نصب می شوند و انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. آنها از کریستال های نیمه رسانا، در درجه اول سیلیکون استفاده می کنند.

سلول های خورشیدی سیلیکونی می توانند تا 10 درصد از انرژی خورشیدی جذب شده را به الکتریسیته تبدیل کنند.

خواص شیمیایی:

سیلیکون یک غیر فلز معمولی است که می تواند یک عامل اکسید کننده و یک عامل کاهنده باشد.

برهمکنش با هالوژن: به طور مستقیم فقط با فلوئور برهمکنش دارد. وقتی گرم می شود با کلر واکنش نشان می دهد.	Si + 2F 2 = SiF 4 Si + 2Cl 2 -tà SiCl 4
تعامل با اکسیژن	Si + O 2 -tàSiO 2
برهمکنش با سایر غیر فلزات: با هیدروژن برهمکنش ندارد.	Si + C -tàSiC 3Si + 2N 2 = Si 3 N 4
برهمکنش با هالیدهای هیدروژن در شرایط عادی با هیدروژن فلوراید، با هیدروژن کلرید - در 300 درجه سانتیگراد، با هیدروژن برومید - در 500 درجه سانتیگراد واکنش می دهد.	Si + 4HF = SiF 4 + 2H 2
برهمکنش با فلزات: سیلیسیدها را تشکیل می دهد.	2Ca + Si = Ca 2 Si سیلیسید کلسیم Si + 2Mg = Mg 2 Si سیلیسیدها به راحتی توسط آب یا اسیدها تجزیه می شوند و یک ترکیب گازی هیدروژنی سیلیکون - سیلان آزاد می کنند: Mg 2 Si + 2H 2 SO 4 = 2MgSO 4 + SiH 4 بر خلاف هیدروکربن ها، سیلان موجود در هوا به طور خود به خود مشتعل شده و می سوزد و دی اکسید سیلیکون و آب تشکیل می دهد: SiH 4 + 20 2 = SiO 2 + 2H 2 O افزایش واکنش سیلان در مقایسه با متان CH 4 با این واقعیت توضیح داده می شود که سیلیکون دارای اندازه اتمی بزرگتر است. از کربن، بنابراین، پیوندهای شیمیایی -H ضعیف تر از پیوندهای C-H هستند.
تعامل با اسیدها مقاوم در برابر اسیدها، فقط با مخلوطی از اسیدهای هیدروفلوئوریک و نیتریک تعامل دارد.	3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2 + 4NO + 8H2O
در قلیاها حل می شود و سیلیکات و هیدروژن را تشکیل می دهد:	Si + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + H 2

بدست آوردن سیلیکون

سیلیسیدها -ترکیبات سیلیکون با فلزاتی که در آنها سیلیکون حالت اکسیداسیون 4- دارد.

سیلیسیدهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی مشخص می شوند نوع یونیپیوندها، از نظر شیمیایی فعال هستند. آنها به راحتی توسط آب یا اسیدهای رقیق با آزاد شدن سیلان تجزیه می شوند: Ca 2 Si + 2H 2 SO 4 = 2CaSO 4 + SiH 4.

در سیلیسیدهای غیر فلزی پیوند کووالانسی وجود دارد. در میان این گونه سیلیسیدها، مهمترین آنها کاربید سیلیکون - کاربوراندوم SiC است که دارای ساختار الماسی است که با سختی و نقطه ذوب بالا و همچنین مقاومت شیمیایی بالا مشخص می شود.

سیلیسیدها از ذوب مواد ساده یا احیای مخلوط اکسیدها با کک در کوره های الکتریکی به دست می آیند: 2Mg + Si = Mg 2 Si،

2MgO + SiO 2 + 4C = Mg 2 Si + 4CO.

سیلان SiH 4. (مونوسیلان).

اکسید سیلیکون (IV)– اکسید اسید

در طبیعت - شن و ماسه رودخانه، کوارتز.

با آب واکنش نشان نمی دهد - زیرا اسید سیلیسیک نامحلول است.

2) هنگامی که ذوب می شود، با مواد قلیایی واکنش نشان می دهد: SiO 2 + 2KOH -tàK 2 SiO 3 + H 2 O

3) با اکسیدهای اساسی: SiO 2 + MgO -tàMgSiO 3 و کربنات های فلز قلیایی: SiO 2 + K 2 CO 3 -tà K 2 SiO 3 + CO 2 در طول همجوشی واکنش می دهد.

4) از اسیدها حل می شود فقط در فلورسنت: SiO 2 + 6HF = H 2 + 2H 2 O

5) در دمای بالای 1000 درجه سانتیگراد با فلزات فعال واکنش می دهد و در نتیجه سیلیکون تشکیل می شود: SiO 2 + 2Mg = Si + 2MgO

یا با بیش از حد عامل کاهنده - سیلیسیدها: SiO 2 + 4Mg = Mg 2 Si + 2MgO.

6) برهمکنش با غیر فلزات.

با هیدروژن واکنش می دهد: SiO 2 + 2H 2 = Si + 2H 2 O،

برهمکنش با کربن: SiO 2 + 3C = SiC + 2CO.

اسید سیلیسیک.

این دارای ساختار و ترکیب پلیمری xSiO 2 yH 2 O است. وجود اسیدهای ارتوسیلیکون H 4 SiO 4 و متاسیلیکون H 2 SiO 3 در محلول های آبی ثابت شده است.

رسید:فقط به طور غیر مستقیم، از نمک: Na 2 SiO 3 + 2HCl = H 2 SiO 3 ↓ + 2 NaCl

Na 2 SiO 3 + 2H 2 O + 2CO 2 = 2NaHCO 3 + H 2 SiO 3 ↓،

سپس مونوکسید کربن (II) با عبور دادن مخلوطی از گاز آب با بخار آب اضافی روی کاتالیزور Fe 2 O 3 که تا دمای 400 تا 450 درجه سانتیگراد گرم شده است، به مونوکسید کربن (IV) اکسید می شود: CO + H 2 O = CO 2 + H 2. 1) در قلیاهای غلیظ حل می شود: H 4 SiO 4 + 4KOH à K 4 SiO 4 + 4H 2 O

2) هنگام گرم شدن تجزیه می شوند: H 2 SiO 3 -tàSiO 2 + H 2 O

سیلیکات ها

بیشتر آنها در آب نامحلول هستند، به جز سیلیکات های سدیم و پتاسیم، آنها را "شیشه مایع" می نامند. محلول های آبی آنها چسب سیلیکات معروف است.

رسید: 1) حل کردن سیلیکون، اسید سیلیسیک یا اکسید در قلیایی:

H 4 SiO 4 + 4KOH à K 4 SiO 4 + 4H 2 O

Si + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + H 2

SiO 2 + 2KOH -tàK 2 SiO 3 + H 2 O

2) همجوشی اکسیدها: CaO + SiO 2 -tà CaSiO 3

3) با همجوشی دی اکسید سیلیکون با کربنات ها: SiO 2 + CaC0 3 = CaSiO 3 + C0 2

4) برهمکنش نمک ها: K 2 SiO 3 + CaCl 2 = CaSiO 3 + 2KCl

از محلول های سیلیکات ها، با عمل اسیدهای قوی تر روی آنها - هیدروکلریک، سولفوریک، استیک و حتی کربنیک، اسید سیلیسیک H 2 SiO 3 به دست می آید:

K 2 SiO 3 + 2HCl = 2KSl + H 2 SiO 3

بنابراین، H 2 SiO 3 یک اسید بسیار ضعیف است. در آب نامحلول است و به صورت رسوب ژلاتینی از مخلوط واکنش خارج می شود و گاهی به صورت فشرده کل حجم محلول را پر می کند و آن را به یک توده نیمه جامد شبیه به ژله یا ژله تبدیل می کند. هنگامی که این جرم خشک می شود، یک ماده بسیار متخلخل تشکیل می شود - سیلیکاژل، که به طور گسترده ای به عنوان جاذب استفاده می شود - جاذب مواد دیگر.

ماده اصلی که اجازه می دهد زندگی در این سیاره وجود داشته باشد آب است. در هر شرایطی لازم است. مطالعه خواص مایعات منجر به تشکیل یک علم کامل - هیدرولوژی شد. موضوع مطالعه اکثر دانشمندان است خواص فیزیکی و شیمیایی. آنها با این ویژگی ها درک می کنند: دماهای بحرانی، شبکه کریستالی، ناخالصی ها و سایر ویژگی های فردی یک ترکیب شیمیایی.

در حال مطالعه

فرمول آببرای هر دانش آموزی شناخته شده است. اینها سه نشانه ساده هستند، اما در 75٪ از کل جرم همه چیز در این سیاره وجود دارند.

H2O- اینها دو اتم و یک - . ساختار مولکول شکلی تجربی دارد، به همین دلیل است که خواص مایع با وجود ترکیب ساده آن بسیار متنوع است. هر یک از مولکول ها توسط همسایگان احاطه شده است. آنها توسط یک شبکه کریستالی به هم متصل می شوند.

سادگی ساختاراجازه می دهد تا یک مایع در چندین حالت تجمع وجود داشته باشد. هیچ ماده ای در این سیاره نمی تواند به این موضوع ببالد. H2O بسیار متحرک است. همه از چرخه آب آگاه هستند، که پس از تبخیر آن از سطح زمین، باران یا برف در جایی دورتر می بارد. کنترل آب و هوادقیقاً به دلیل ویژگی های مایع است که می تواند گرما را ایجاد کند ، در حالی که عملاً دمای آن را تغییر نمی دهد.

خواص فیزیکی

H2O و خواص آنبه بسیاری از عوامل کلیدی بستگی دارد. اصلی ترین ها:

• شبکه کریستالی. ساختار آب، یا بهتر بگوییم شبکه بلوری آن، با حالت تجمع آن تعیین می شود. ساختاری سست اما بسیار قوی دارد. دانه های برف یک شبکه را در حالت جامد نشان می دهند، اما در حالت مایع معمول، آب ساختار بلوری شفافی ندارد، متحرک و قابل تغییر هستند.
• ساختار مولکول یک کره است. اما تاثیر گرانش باعث می شود که آب به شکل ظرفی که در آن قرار دارد به خود بگیرد. در فضا از نظر شکل هندسی درست خواهد بود.
• آب با سایر مواد، از جمله آنهایی که دارای جفت الکترون مشترک نیستند، از جمله الکل و آمونیاک واکنش نشان می دهد.
• ظرفیت گرمایی و هدایت حرارتی بالایی دارد، به سرعت گرم می شود و برای مدت طولانی خنک نمی شود.
• از دوران مدرسه می دانستند که نقطه جوش 100 درجه سانتیگراد است. هنگامی که مایع به +4 درجه می رسد، کریستال ها ظاهر می شوند، اما یخ با کاهش حتی بیشتر تشکیل می شود. نقطه جوش بستگی به فشاری دارد که H2O تحت آن قرار می گیرد. آزمایشی وجود دارد که در آن دمای یک ترکیب شیمیایی به 300 درجه می رسد و مایع نمی جوشد، بلکه سرب را ذوب می کند.
• خاصیت مهم دیگر کشش سطحی است. فرمول آب به آن اجازه می دهد تا بسیار بادوام باشد. دانشمندان دریافته اند که برای شکستن آن، نیرویی با جرم بیش از 100 تن لازم است.

جالبه! H2O که از ناخالصی ها (تقطیر شده) خالص شده است، نمی تواند جریان را هدایت کند. این خاصیت اکسید هیدروژن تنها در حضور نمک های محلول در آن ظاهر می شود.

سایر ویژگی ها

یخ است شرایط منحصر به فرد،که مشخصه اکسید هیدروژن است. پیوندهای سستی ایجاد می کند که به راحتی تغییر شکل می دهند. علاوه بر این، فاصله بین ذرات به طور قابل توجهی افزایش می یابد و چگالی یخ را بسیار کمتر از مایع می کند. این به مخازن اجازه می دهد تا در زمستان به طور کامل یخ نزنند و زندگی در زیر لایه ای از یخ حفظ شود. یخچال های طبیعی منبع زیادی از آب شیرین هستند.

جالبه! H2O یک وضعیت منحصر به فرد به نام پدیده نقطه سه گانه دارد. این زمانی است که او همزمان در سه ایالت خود است. این شرایط فقط در دمای 0.01 درجه و فشار 610 Pa امکان پذیر است.

خواص شیمیایی

خواص شیمیایی پایه:

• آب بر اساس سختی، از نرم و متوسط ​​به سخت تقسیم می شود. این شاخص به محتوای نمک های منیزیم و پتاسیم در محلول بستگی دارد. مواردی نیز وجود دارند که دائماً در مایع هستند و برخی از آنها را می توان با جوشاندن از بین برد.
• اکسیداسیون و احیا. H2O بر فرآیندهای مطالعه شده در شیمی که با مواد دیگر رخ می دهد تأثیر می گذارد: برخی را حل می کند و با برخی دیگر واکنش نشان می دهد. نتیجه هر آزمایش به انتخاب صحیح شرایطی که تحت آن انجام می شود بستگی دارد.
• تأثیر بر فرآیندهای بیوشیمیایی آب بخش اصلی هر سلول، در آن، مانند یک محیط، تمام واکنش ها در بدن رخ می دهد.
• در حالت مایع، گازهای غیر فعال را جذب می کند. مولکول های آنها بین مولکول های H2O در داخل حفره ها قرار دارند. به این ترتیب clathrates تشکیل می شود.
• با کمک اکسید هیدروژن، مواد جدیدی تشکیل می شود که با فرآیند ردوکس مرتبط نیستند. ما در مورد قلیاها، اسیدها و بازها صحبت می کنیم.
• یکی دیگر از ویژگی های آب توانایی آن در تشکیل هیدرات های کریستالی است. اکسید هیدروژن بدون تغییر باقی می ماند. از میان هیدرات های رایج، سولفات مس را می توان تشخیص داد.
• اگر جریان الکتریکی از اتصال عبور کند، آنگاه مولکول را می توان به گازها تجزیه کرد.

اهمیت برای یک فرد

خیلی وقت پیش، مردم به اهمیت بسیار ارزشمند مایع برای همه موجودات زنده و سیاره به طور کلی پی بردند. . بدون اون یک نفر نمی تواند زندگی کندو هفته ها . تأثیر مفید این رایج ترین ماده روی زمین چیست؟

• مهمترین کاربرد آن وجود آن در بدن است، در سلول هایی که همه مهم ترین واکنش ها در آنجا اتفاق می افتد.
• تشکیل پیوندهای هیدروژنی تأثیر مفیدی بر موجودات زنده دارد، زیرا با تغییر دما، مایع موجود در بدن یخ نمی‌زند.
• مردم مدتهاست که از H2O برای نیازهای روزمره، علاوه بر پخت و پز، مانند شستشو، تمیز کردن، حمام کردن استفاده می کنند.
• هیچ کارخانه صنعتی بدون سیال نمی تواند کار کند.
• H2O – منبع زندگی و سلامتی، او دارو است.
• گیاهان در تمام مراحل رشد و زندگی خود از آن استفاده می کنند. آنها با کمک آن اکسیژن تولید می کنند، گازی که برای زندگی موجودات زنده ضروری است.

علاوه بر آشکارترین خواص مفید، بسیاری دیگر نیز وجود دارد.

اهمیت آب برای انسان

دمای بحرانی

H2O مانند همه مواد دارای دمایی است که انتقادی نامیده می شود. دمای بحرانی آب با روش گرمایش تعیین می شود. تا دمای 374 درجه سانتیگراد، مایع را بخار می نامند و با فشار معینی همچنان می تواند به حالت مایع معمولی خود برگردد. هنگامی که دما بالاتر از این نقطه بحرانی باشد، آب به عنوان یک عنصر شیمیایی به طور غیرقابل برگشتی به گاز تبدیل می شود.

کاربرد در شیمی

H2O به دلیل خاصیت اصلی آن - توانایی حل شدن - مورد توجه شیمیدانان است. دانشمندان اغلب از آن برای تصفیه مواد استفاده می کنند و در نتیجه شرایط مطلوبی را برای انجام آزمایش ها ایجاد می کنند. در بسیاری از موارد این محیطی است که آزمایش آزمایشی را می توان در آن انجام داد. علاوه بر این، H2O خود در فرآیندهای شیمیایی شرکت می کند و بر یک یا آن آزمایش شیمیایی تأثیر می گذارد. با مواد غیر فلزی و فلزی ترکیب می شود.

سه ایالت

آب در مقابل مردم ظاهر می شود سه ایالت،سنگدانه نامیده می شود. اینها مایع، یخ و گاز هستند. این ماده از نظر ترکیب یکسان است، اما از نظر خواص متفاوت است. U

توانایی تناسخ یک ویژگی بسیار مهم آب برای کل سیاره است، بنابراین گردش آن رخ می دهد.

با مقایسه هر سه حالت، فرد بیشتر ترکیب شیمیایی را به شکل مایع می بیند. آب مزه و بو ندارد و آنچه در آن احساس می شود به دلیل وجود ناخالصی ها، مواد محلول در آن است.

خواص اصلی آب در حالت مایع عبارتند از: قدرت بسیار زیاد، که به شما امکان می دهد سنگ ها را تیز کنید و سنگ ها را از بین ببرید و همچنین توانایی گرفتن هر شکلی را دارد.

هنگامی که ذرات کوچک یخ می زنند، سرعت خود را کاهش می دهند و فاصله خود را افزایش می دهند، بنابراین ساختار یخی متخلخل استو چگالی کمتری نسبت به مایع دارد. یخ در واحدهای تبرید برای مصارف مختلف خانگی و صنعتی استفاده می شود. یخ در طبیعت فقط باعث تخریب و ریزش به شکل تگرگ یا بهمن می شود.

گاز حالت دیگری است که در صورت نرسیدن دمای بحرانی آب ایجاد می شود. معمولاً در دمای بیش از 100 درجه یا تبخیر از سطح. در طبیعت، اینها ابرها، مه ها و بخارها هستند. در قرن نوزدهم، زمانی که موتورهای بخار اختراع شدند، تشکیل گاز مصنوعی نقش مهمی در پیشرفت تکنولوژی داشت.

مقدار ماده در طبیعت

75٪ - چنین رقمی بزرگ به نظر می رسد، اما این تمام آب روی این سیاره است، حتی آن چیزی که در حالات مختلف تجمع، موجودات زنده و ترکیبات آلی است. اگر فقط مایع را در نظر بگیریم، یعنی آب موجود در دریاها و اقیانوس ها، و همچنین آب جامد - در یخچال های طبیعی، آنگاه درصد 70.8٪ می شود.

توزیع درصدیچیزی شبیه این:

• دریاها و اقیانوس ها - 74.8٪
• H2O از منابع تازه، که به طور نابرابر در سراسر سیاره توزیع شده است، 3.4٪ در یخچال ها، و تنها 1.1٪ در دریاچه ها، باتلاق ها و رودخانه ها است.
• منابع زیرزمینی تقریباً 20.7٪ از کل را تشکیل می دهند.

ویژگی های آب سنگین

ماده طبیعی - هیدروژن رخ می دهد به عنوان سه ایزوتوپ، اکسیژن نیز به همین تعداد شکل وجود دارد. این امکان جداسازی دوتریوم و تریتیوم را علاوه بر آب آشامیدنی معمولی فراهم می کند.

دوتریوم پایدارترین شکل را دارد، در همه منابع طبیعی یافت می شود، اما در مقادیر بسیار کم. مایعی با این فرمول تفاوت های زیادی با مایع ساده و سبک دارد. بنابراین، تشکیل کریستال ها در آن از قبل در دمای 3.82 درجه شروع می شود. اما نقطه جوش کمی بالاتر است - 101.42 درجه سانتیگراد. چگالی بالاتری دارد و قابلیت انحلال مواد به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. همچنین با فرمول دیگری (D2O) مشخص می شود.

سیستم های زنده واکنش نشان می دهندچنین ترکیب شیمیایی بد است. فقط برخی از انواع باکتری ها توانستند با زندگی در آن سازگار شوند. ماهی اصلاً از چنین آزمایشی جان سالم به در نبرد. در بدن انسان، دوتریوم می تواند چندین هفته باقی بماند و سپس بدون ایجاد آسیب از بین می رود.

مهم!نوشیدن آب دوتریوم ممنوع!

خواص بی نظیر آب - فقط

نتیجه گیری

آب سنگین به طور گسترده در صنایع هسته ای و هسته ای استفاده می شود و آب معمولی در همه جا استفاده می شود.

آب به دلیل وجود دو جفت تک الکترون در مولکول آن، یک ماده بسیار واکنش پذیر است.

واکنش های شیمیایی مربوط به آب را می توان به 3 گروه تقسیم کرد:

1. واکنش هایی که در آن آب خاصیت اکسید کننده از خود نشان می دهد.

2. واکنش هایی که در آن آب یک عامل کاهنده است.

3. واکنش های مبادله و اضافه.

1. در دمای اتاق، آب فلزات قلیایی و قلیایی خاکی (به جز منیزیم) را اکسید می کند.

هیدریدهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی به طور مشابه با آب اکسید می شوند:

منیزیم و روی به شکل گرد و غبار توسط آب اکسید می شوند. مواد فعال کمتر فقط در دماهای نسبتاً بالا با آنها تعامل دارند

2. آب در دمای معمولی توسط اکسیژن اتمی و فلوئور اکسید می شود

در این واکنش به دلیل برهمکنش اتم های اکسیژن هم با یکدیگر و هم با و تشکیل می شوند.

هنگامی که کلر با آب برهمکنش می کند، واکنشی با تشکیل اسیدهای هیپوکلرو و هیدروکلریک رخ می دهد.

هنگامی که برم و ید در آب حل می شوند، واکنش ها به طور مشابه ادامه می یابد، تنها تفاوت این است که تعادل به شدت از راست به چپ تغییر می کند (به ویژه برای).

همچنین باید در نظر داشت که کلر در دمای بالای 100 درجه یا در سرما هنگام قرار گرفتن در معرض نور و برم در دمای 550 درجه و بالاتر آب را اکسید کرده و اکسیژن آزاد می کند.

3. بسیاری از مواد (نمک ها، اسید هالیدها و غیره) با آب وارد واکنش های تبادل و افزودن می شوند:

هنگامی که نمک ها، اسیدها، بازها و سایر مواد در آب حل می شوند، تحت هیدراته شدن قرار می گیرند، به عنوان مثال، مولکول های آب به یک مولکول ماده محلول اضافه می شوند.

اثر کاتالیزوری آب از اهمیت بالایی برخوردار است. بسیاری از واکنش ها تنها در حضور ردی از آب رخ می دهد و بدون آن به هیچ وجه ادامه نمی یابد. بنابراین، به عنوان مثال، کلر در غیاب کامل رطوبت روی آهن تأثیر نمی گذارد، یک مخلوط انفجاری بدون اثر رطوبت منفجر نمی شود، و واکنش نشان نمی دهد.

در برخی موارد، آب یک سم کاتالیزوری است، به عنوان مثال، برای آهن در سنتز آمونیاک.

اول از همه، به یاد داشته باشید که فلزات به طور کلی به سه گروه تقسیم می شوند:

1) فلزات راکتیو: این فلزات شامل تمام فلزات قلیایی، فلزات قلیایی خاکی و همچنین منیزیم و آلومینیوم می باشد.

2) فلزات با فعالیت میانی: شامل فلزاتی است که بین آلومینیوم و هیدروژن در سری فعالیت قرار دارند.

3) فلزات کم فعال: فلزاتی که در سری فعالیت سمت راست هیدروژن قرار دارند.

اول از همه، باید به یاد داشته باشید که فلزات کم فعال (یعنی آنهایی که بعد از هیدروژن قرار دارند) تحت هیچ شرایطی با آب واکنش نمی دهند.

فلزات قلیایی و قلیایی خاکی تحت هر شرایطی (حتی در دمای معمولی و در سرما) با آب واکنش می دهند و این واکنش با آزاد شدن هیدروژن و تشکیل هیدروکسید فلز همراه است. به عنوان مثال:

2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2

Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2

منیزیم با توجه به اینکه با یک فیلم اکسید محافظ پوشانده شده است فقط در صورت جوشاندن با آب واکنش نشان می دهد. هنگامی که در آب گرم می شود، لایه اکسیدی متشکل از MgO از بین می رود و منیزیم زیر شروع به واکنش با آب می کند. در این حالت، واکنش با آزاد شدن هیدروژن و تشکیل هیدروکسید فلز نیز همراه است که البته در مورد منیزیم نامحلول است:

Mg + 2H 2 O = Mg(OH) 2 ↓ + H 2

آلومینیوم، مانند منیزیم، با یک فیلم اکسید محافظ پوشیده شده است، اما در این حالت نمی توان با جوشیدن از بین رفت. برای حذف آن، یا تمیز کردن مکانیکی (با نوعی ساینده) یا تخریب شیمیایی آن با قلیایی، محلول‌های نمک‌های جیوه یا نمک‌های آمونیوم مورد نیاز است:

2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2

فلزات با فعالیت متوسط ​​تنها زمانی با آب واکنش می دهند که در حالت بخار آب فوق گرم باشد. خود فلز باید تا دمای قرمز داغ (حدود 600-800 درجه سانتیگراد) گرم شود. بر خلاف فلزات فعال، فلزات با فعالیت متوسط ​​با آب واکنش داده و به جای هیدروکسید، اکسیدهای فلزی تشکیل می دهند. محصول احیا در این مورد هیدروژن است.

به خاطر بسپار!!!

فلزات قلیایی - این گروه I است، A زیرگروه اصلی است - لی، نه، ک، Rb، Cs، Fr

فلزات قلیایی خاکی - این گروه II، A است - زیر گروه اصلی (Be، Mg تعلق ندارند) - Ca، پدر با، Ra

n من

دلایل من (OH) n

OH – گروه هیدروکسیل، با ظرفیت (I)

مواد قلیایی - اینها پایه های محلول در آب هستند (به جدول حلالیت مراجعه کنید)

من n

اسیدها - اینها مواد پیچیده با فرمول کلی هستند ن n (KO)

(KO) - باقی مانده اسیدی

V - VII

اکسید اسید - neMe x O yو خز x O y

I، II

اکسیدهای پایه – خز x O y

من برهمکنش آب با فلزات

بسته به فعالیت فلز، واکنش در شرایط مختلف رخ می دهد و محصولات مختلفی تشکیل می شود.

1). تعامل با فعال ترین فلزات ، ایستاده در جدول تناوبی در گروه های I A و I I A (فلزات قلیایی و قلیایی خاکی) و آلومینیوم . در سری فعالیت، این فلزات تا آلومینیوم قرار دارند (شامل)

واکنش در شرایط عادی ادامه می یابد و قلیایی و هیدروژن تولید می کند.

من من

2Li + 2 H 2 O = 2 Li OH + H 2

هیدروکسید HOH

لیتیوم

I II

Ba + 2 H 2 O = Ba (OH) 2 + H 2

2 Al + 6 H 2 O = 2Al (OH) 3 + 3 H 2

هیدروکسید

آلومینیوم

OH یک گروه هیدروکسو است، همیشه یک ظرفیتی است

نتیجه گیری – فلزات فعال – لی، نه، ک، Rb، Cs، فر، Ca، پدر با، Ra+ ال - اینگونه واکنش نشان دهید

Me + H 2 O = Me(OH) n + H 2( r. جایگزینی) پایه

2) برهمکنش با فلزات کمتر فعال، که قرار دارند در سری فعالیت از آلومینیوم تا هیدروژن.

واکنش فقط با آب بخار رخ می دهد، یعنی. هنگام گرم شدن

در این حالت موارد زیر تشکیل می شوند: اکسید این فلز و هیدروژن.

I II I

Fe + H 2 O = FeO + H 2 (واکنش جایگزینی رخ می دهد)

اکسید

غده

Ni + H 2 O = NiO + H 2

(ظرفیت یک فلز را می توان به راحتی با سری فعالیت فلزات تعیین کرد؛ بالای نماد آنها یک مقدار وجود دارد، به عنوان مثال +2، به این معنی که ظرفیت این فلز 2 است).

نتیجه گیری - فلزات با فعالیت متوسط، ایستاده در سری فعالیت تا (H 2) - باش، منیزیم، آهن، سرب، کروم، نی، منگنز، Zn - اینگونه واکنش نشان دهید

3) فلزات در سری فعالیت بعد از هیدروژن با آب واکنش نمی دهند.

Cu + H 2 O = بدون واکنش

من من. برهمکنش با اکسیدها (بازی و اسیدی)

فقط آن دسته از اکسیدهایی که با آب واکنش می دهند با آب واکنش می دهند و محصولی محلول در آب (اسید یا قلیایی) تولید می کنند.

1). برهمکنش با اکسیدهای اساسی

فقط اکسیدهای اصلی فلزات فعال که در گروه های I A و I I A قرار دارند، به جز Be و Mg با آب برهمکنش می کنند (اکسید آلومینیوم واکنش نمی دهد، زیرا آمفوتریک است). واکنش در شرایط عادی ادامه می یابد و فقط یک قلیایی تشکیل می شود.

I II

Na 2 O + H 2 O = 2 NaOHBaO + H 2 O = Ba (OH) 2 (یک واکنش ترکیبی رخ می دهد)

2) برهمکنش اکسیدهای اسید با آب.

اکسیدهای اسیدی همگی با آب واکنش می دهند. تنها استثنا SiO 2 است.

این باعث تولید اسید می شود. در همه اسیدها، هیدروژن اول است، بنابراین معادله واکنش به صورت زیر نوشته می شود:

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 P 2 O 5 + H 2 O = 2 HPO 3

SO 3 سرد

+H2O P2O5

H2SO4 + H2O

H2P2O6

P 2 O 5 + 3 H 2 O = 2 H 3 PO 4

داغ

P2O5

+ اچ 6 O 3

H6P2O8

لطفا توجه داشته باشید که بسته به دمای آب هنگام برهم کنش با P 2 O 5 محصولات مختلفی تشکیل می شود.

IVتعامل آب جغیر فلزات

مثال ها: Cl 2 + H 2 O = HCl + HClO

C + H 2 O = CO + H 2

دی اکسید کربن

Si + 2H 2 O = SiO 2 + 2H 2.