Вода в природе. Свойства воды

Пресная вода содержит обычно от 0.01 до 0.1 массовых процентов примесей, а морская вода 3.5 массовых процентов примесей, основную часть которых составляют хлориды.

Вода, содержащая значительное количество солей Mg, Ca называется жёсткой, а не содержащая – мягкой. Плотность воды при переходе из твёрдого состояния в жидкое не уменьшается, а увеличивается в плоть до +4⁰С.

Между молекулами воды возникают водородные связи, приводящие к диссоциации молекул, а следовательно, к возникновению молекул жидкой воды при нормальной температуре.

t_критич.=374⁰С

Р_критич.=22.12 МПа

Критическая точка – это когда величины, характеризующие свойства жидкости и газа становятся одинаковыми.

Вода – весьма реакционно-способное вещество. Некоторые соли, взаимодействую я водой образуют кристаллогидраты.

Вода обладает высокой каталитической способностью. При заполнении молекулами какого-либо газа (гость) молекулярных полостей, имеющихся в структуре воды (хозяина) возникают соединения включения, получившие название клатраты, которые выкидывают в виде кристаллов при t от 0⁰С до +24⁰С.

В клатратных соединениях между молекулами гостя и хозяина образуются лишь слабые межмолекулярные связи. Следовательно, клатраты неустойчивы.

Предмет органической химии. История развития органической химии.

Это химия соединений углерода, в которых наблюдается связь между углеродом. До начала 19 века образование органических веществ приписывалось влияние собой, недоступной познанию жизненной силы, дейст только в живых организмах, и обуславливающей специфику органических веществ. Это учение, явл. разновидностью идеалистических представлений о природе получило названием витализм. Виталисты пытались явления в живой природе найти док-во существование в мире таинственных сил., неподдающихся познанию сил и неподчиняющихся общим хим-физ законам. Сформулирована шведом Берцелиусом.

Первой появилась теория радикалов. (Гей-Люссак, 19) Согласно этой теории многие протекают так, что остаток, состоящий из нескольких атомов, не изменяясь, перемещаются из одного соединения в другое, подобно атомам при превращении неорганики. Неиз. Былись названы радикалами. Приводилась аналогия между цианом и йодом. K – CN +Cl2 - > cl-CN + KCl

Слабым местом было игнорирование природы самих радикалов. Рациональное зерно заключалось в новом подходе к исследованию органических соединений и в самой идеи свободны радикалов. В последствии подтвердивш..

Теория типов. (Жерар) согласно этой теории органические соединения реагируют подобно простым неорганическим соединениям, которые явл типами, дающие начало органическим соединениям.

К типу водорода, например: углеводороды 4… тип хлороводорода

Амины к типу аммиака.

Была установлена аналогия в реакциях простейший минеральных соединений и происходящих от них органических веществ.

Теория типов имела значение для классификации органических соединений, которые были разделены на классы, облад общими типичными свойствами. Недостаток теории отрицание возможности познания методами орган. Химии строения орган соединений.

Важнейшими вехами явилась:1.Установление 4-х валентности углерода 2.Способность углерода образовывать цепочки атомов. 3. Основополагающая – Теория Бутлерова, созданная на основании выдающихся теоретических и экспериментальных исследованиях.

В настоящее время 2 основных направления - анализ и синтез. тип Анализ сводится и изучению состава. Синтез – изучение возможности получение сложных веществ из простых.

Задача № 29. Решение.

Запишем условие задачи в формульном виде:

m(FeS2) = 1 т

M(Fe) = 56 г/моль

M(S) = 32 г/моль

M(FeS2) = 120 г/моль

w(Fe) =?

w(S) =?

m(S) =?

В решении задачи используются уравнения, связывающие между собой массовую долю и молярную массу каждого из элементов, входящих в состав соединения, и молярную массу соединения в целом, а именно:

w(Fe) = {M(Fe) / M(FeS₂)} = (56: 120) = 0,467 = 46,7 %,

w(S) = 2M(S) / M(FeS₂) = (2. 32): 120 = 0,533 = 53,3%, или иначе:

w(S) = 100 -- w(Fe) = 100 -- 46,7 = 53,3%

Для расчета массы серы в 1 т пирита тоже можно использовать два пути:

m(S) = w(S). m(FeS₂) = 0,533. 1 т = 0,533 т = 533 кг

m(S) = {2M(S) / M(FeS₂)}. m(FeS2) = = {(2. 32): 120}.1 [(г/моль: г/моль). т] = 0,533 т = 533 кг

Ответ. w(Fe) = 46,7%; w(S) = 53,3%. Масса серы в 1 т пирита -- 533 кг.

Билет № 30.

1. Химия как раздел естествознания. Важнейшие классы и номенклатуры неорганических веществ.

2. Крахмал. Биологическая роль. Применение. Получение. Гидролиз.

3. Задача № 30. В стратосфере на высоте 20-30 км находится слой озона O₃, защищающий Землю от мощного ультрафиолетового излучения Солнца. Если бы не "озоновый экран" в атмосфере, то фотоны с большой энергией достигли бы поверхности Земли и уничтожили на ней все живое. Подсчитано, что в среднем на каждого жителя Москвы в воздушном пространстве над городом (вплоть до верхней границы стратосферы) приходится по 150 моль озона. Сколько молекул O₃ и какая масса озона приходится в среднем на одного москвича?

1. Каждый отдельный вид материи, обладающий при данных условиях определёнными свойствами в химии называют веществом. Химия – это наука о превращениях веществ. Она изучает строение вещества, зависимые свойства веществ от их строения и состава, условия и пути превращения одних веществ в другие.

Все вещества делятся на простые и сложные. Простые вещества состоят из атома одного химического элемента, а сложные – из атомов нескольких элементов.

Простые делятся на металлы и неметаллы.

Сложные делятся на неорганические и органические. Органические соединения – это сложные соединения, включающие связь между атомами углерода (С).

Сложные неорганические вещества разделяют на классы либо по составу (2-х элементные, многоэлементные, кислородосодержащие и т.д.), либо по свойствам, т.е. функциям, которые эти вещества осуществляют в химических реакциях (кислотно-основные, окислительно-восстановительные и т.д.).

К важнейшим бинарным соединениям относят соединения с кислородом (Ag₂O), соединения с галогенами (AgCl), соединения с азотом – нитриды (Mg₃N₂)? Соединения с углеродом – карбиды (СаС₂), соединения с металлами – гибриды (NaH).

Оксиды делят на солеобразующие и несолеобразующие или безразличные.

Несолеобразующие оксиды не способны взаимодействовать ни с кислотами, ни с основаниями с образованием солей. К ним относим: N₂O, NO, CO.

Солеобразующие оксиды подразделяют на основные и кислотные.

Основные оксиды при взаимодействии с водой дают основания, а с кислотами – соль и воду.

Кислотные оксиды при взаимодействии с кислотой дают кислоты, а с основаниями – соль и воду.

Амфотерные оксиды образуют соли при взаимодействии с кислотой и основаниями.

Кислотами называют соединения, которые при диссоциации в воде отцепляют положительно заряженный ион водорода. Амфотерные гидроксиды диссоциируют как по схеме кислоты, так и по схеме основания.

Соли бывают: нормальные (NaCl), кислые (NaHCO₃), основные (Ca(OH)Cl), смешанные, комплексные (Na[Zn(OH)₄]).

2. Крахмал. Аморфный порошок белого цвета, без вкуса и запаха, плохо растворим в воде, в горячей воде образует коллоидный раствор (клейстер). Макромолекулы крахмала построены из большого числа остатков α-глюкозы. Крахмал состоит из двух фракций: амилозы и амилопектина. Соотношение между амилозой и амилопектином в крахмалах разных растений различно. В среднем содержание амилозы – 20-30%, амилопектина – 70-80%.

Применение крахмала

Крахмал применяется в кондитерском производстве (получение глюкозы и патоки), является сырьём для производства этилового, н -бутилового спиртов, ацетона, лимонной кислоты, глицерина и так далее. Он используется в медицине в качестве наполнителей (в мазях и присыпках), как клеящее вещество.

Крахмал является ценным питательным продуктом. Чтобы облегчить его усвоение, содержащие крахмал продукты подвергают действию высокой температуры, то есть картофель варят, хлеб пекут. В этих условиях происходит частичный гидролиз крахмала и образуются декстрины, растворимые в воде. Декстрины в пищеварительном тракте подвергаются дальнейшему гидролизу до глюкозы, которая усваивается организмом. Избыток глюкозы превращается в гликоген (животный крахмал). Состав гликогена такой же, как у крахмала, – (C6H10O5)n, но его молекулы более разветвлённые.

Биологическая роль

Крахмал – один из продуктов фотосинтеза, главное питательное запасное вещество растений. Остатки глюкозы в молекулах крахмала соединены достаточно прочно и в тоже время под действием ферментов легко могут отщепляться, как только возникает потребность в источнике энергии.

Получение

Крахмал получают чаще всего из картофеля. Для этого картофель измельчают, промывают водой и перекачивают в большие сосуды, где происходит отстаивание. Полученный крахмал ещё раз промывают водой, отстаивают и сушат в струе теплого воздуха.

Крахмал сравнительно легко подвергается гидролизу:

(C₆H₁₀O)n + nH₂O à nC₆H₁₂O₆ (при t и в присутствии H₂SO₄)

крахмал глюкоза

В зависимости от условий гидролиз крахмала может протекать ступенчато, с образованием различных промежуточных продуктов:

(С₆H₁₀O₅)n à (C₆H₁₀0₅)m à xC12H22O11 à C6H12O6 (крахмал декстрины мальтоза (изомер глюкоза сахарозы)

Происходит постепенное расщепление макромолекул.

Задача № 30. Решение.

Запишем условие задачи в формульном виде:

n(O₃) = 150 моль

M(O₃) = 48 г/моль

NA = 6,02. 10²³ моль^--1

N(O₃) =?

m(O₃) =?

В решении задачи используется уравнение, связывающее между собой число частиц N(O₃) в данной порции вещества n(O₃) и число Авогадро NA, а именно:

n(O₃) = N(O₃) / NA;

отсюда:

N(O₃) = n(O₃). NA = 150. 6,02. 10²³ [моль. моль^--1] = 9,03. 10²⁵ m(O₃) = n(O₃). M(O₃) = 150. 48 [моль. г/моль] =

= 7200 г = 7,2 кг

Ответ: В воздушном пространстве над городом на каждого москвича приходится 7,2 кг озона, или 9,03. 10²⁵ молекул O₃.