Домашнее задание по Химии на 25.10.2024
план-конспект

Жидкие вещества

 «Жидкие вещества»

Жидкое состояние вещества находится в промежуточном положении между твердыми веществами и газами. Молекулы вещества в жидкой фазе не имеют определенной структуры, как в твердом веществе, однако им не доступна полная свобода, как для газообразных веществ.

 «Межмолекулярное расстояние в разных агрегатных состояниях»

Для жидкостей характерны: малосжимаемость (так как при попытке изменения объема жидкости происходит деформация молекул ввиду их близкого расположения друг возле друга); текучесть (принимают форму сосуда); в условиях невесомости принимают форму круглой капли.

«Для жидкостей характерны:

• малосжимаемость;
• текучесть;
• в условиях невесомости принимают форму круглой капли»

Среди веществ, которые при обычных условиях являются жидкостями, самое важное значение для человека и природы в целом имеет вода.

Учеными доказано, что первые живые организмы зародились в воде. Человек, животные и растения больше чем на 70% состоят из воды. Без еды человек может прожить довольно долго, но не без воды.

Все жизненно важные процессы в организме человека протекают с участием воды или в водной среде.

 «Самое важное значение для человека и природы в целом имеет вода»

Вода является важным условием существования биосферы, потому что круговорот веществ и энергии в биосфере напрямую зависит от воды.

Круговорот воды – процесс непрерывный, в ходе которого происходит очищение воды.

Он осуществляется следующим образом: с поверхности Мирового океана и других водных поверхностей, а также производимая в результате транспирации растениями вода испаряется; попав в холодные слои атмосферы, она конденсируется и превращается в облака; затем в виде осадков она выпадает на землю; посредством поверхностного и подземного стоков вода вновь возвращается в моря и океаны.

Основной запас воды 97,2% сконцентрирован в Мировом океане, но это соленая вода. Пресная вода составляет лишь 2,8%, из которых для использования доступны всего 0,3%, так как остальной процент содержится в полярных ледниках, которые пока не доступны человеку для использования.

Диаграмма «Соотношение соленой и пресной воды»

Учитывая, что вода постоянно участвует в круговороте, теоретически можно предположить, что вода – неисчерпаемый водный ресурс. Однако темпы ее использования человеком в промышленности постоянно растут, ввиду того, что вода является одним из основных видов сырья. Главным образом воду используют в качестве теплоносителя, теряя ее в процессе нагревания и охлаждения. Огромное количество воды используется в металлургии и производстве синтетических материалов. Еще больше воды расходуется только в сельском хозяйстве на нужды животноводства и растениеводства.

В сутки среднестатистический житель крупного города расходует до 175 литров воды.

 «Ежедневный расход воды человеком»

Важной качественной характеристикой воды для возможности ее использования является жесткость.

Жесткость воды зависит от наличия в ней ионов кальция и магния, которые попадают в воду в виде растворимых соединений этих металлов.

«Жесткость воды зависит от наличия в ней ионов кальция и магния»

Чем больше ионов кальция и магния содержится в воде, тем больше мыла, стирального порошка или других моющих средств понадобится. Это связано с тем, что мыла представляют собой соли натриевых или калиевых жирных кислот, которые взаимодействуют с ионами кальция и магния, образуя при этом осадок. Только после переведения всех ионов кальция и магния в осадок мыло начнет стирать или мыть.

«Диссоциация мыла:

RCOONa → RCOO- + Na+

Взаимодействие мыла с ионами кальция:

2 RCOO- + Са2+ →(RCOO)2Са↓»

Кроме средних растворимых солей кальция и магния причиной жесткости воды могут быть кислые соли. Кислые соли – соли, являющиеся продуктами неполного замещения атомов водорода в молекулах многоосновных кислот на металл.

«Кислые соли – соли, являющиеся продуктами неполного замещения атомов водорода в молекулах многоосновных кислот на металл»

Угольная кислота Н2СО3 является двухосновной, следовательно, она может образовывать средние соли – карбонаты и кислые соли – гидрокарбонаты. Карбонаты кальция и магния не растворимы, а вот гидрокарбонаты растворимы, следовательно, они могут обуславливать жесткость воды.

Текст «Диссоциация гидрокарбоната кальция:

Ca(HCO3)2 → Ca2+ + 2HCO3-»

При кипячении воды в чайнике образуется накипь, которая представляет собой ничто иное, как карбонаты магния или кальция. Это связано с тем, что гидрокарбонаты под действием температуры разлагаются на карбонаты, которые уходят в осадок, воду и углекислый газ.

«Образование накипи:

Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2 + H2O»

Картинки

Если жесткость воды можно убрать кипячением, то ее называют временной, если нельзя – постоянной.

Схема

Устранить оба вида жесткости можно добавлением соды. Например, если в воде содержится хлорид кальция и к нему добавить карбонат натрия, то образуется хлорид натрия и карбонат кальция, который выпадает в осадок.

Текст «Устранение жесткости содой:

CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaCl»

Самой жесткой водой считается морская, самой мягкой – дождевая и талая. В лабораториях используют дистиллированную воду – это самая мягкая вода. Однако употреблять ее нельзя, потому что она способствует «вымыванию» из организма необходимых минеральных солей, которые поступают в организм с пищей и напитками (в том числе с минеральной водой).

«Самая жесткая вода - морская, самая мягкая – дождевая и талая»

Минеральные воды – воды, содержащие необходимые организму минеральные соли, концентрация которых превышает 1г/л.

«Минеральные воды – воды, содержащие необходимые организму минеральные соли, концентрация которых превышает 1г/л.»

Межу жидким и твердым состояниями вещества существует переходная форма, которую называют жидкими кристаллами. Жидкие кристаллы обладают текучестью, свойственной для жидкостей, и сравнительно упорядоченным расположением молекул, свойственному для твердых веществ.

Текст «Межу жидким и твердым состояниями вещества существует переходная форма, которую называют жидкими кристаллами. Жидкие кристаллы обладают текучестью, свойственной для жидкостей, и сравнительно упорядоченным расположением молекул, свойственному для твердых веществ.»

Жидкие кристаллы широко распространены в природе. Они входят в состав многих живых тканей, в первую очередь тех, которые помогают живым организмам ориентироваться в пространстве.

Жидкие кристаллы также нашли практическое применение, которое обусловлено их некоторыми специфическими особенностями. Обычно молекулы жидких кристаллов имеют сильно вытянутую линейную структуру, при нагревании, действии электрического или магнитного поля оси молекул ориентируются в пространстве, изменяя свойства вещества. Способность жидких кристаллов к изменению цвета стало причиной их использования в производстве дисплеев электронных приборов, телевизоров, мониторов компьютеров.

 «Использование жидких кристаллов»

Группа катионов

I

II

III

IV

А

Б

А

Б

Характеристика группы

Сульфиды и карбонаты растворимы в воде

Сульфиды растворимы в воде, карбонаты - нет

Сульфиды или образующиеся вместо них гидроксиды растворимы в разбавленных кислотых

Сульфиды нерастворимы в разбавленных кислотых

Гидроксиды амфитерны

Гидроксиды неамфотерны

Сульфиды нерастворимы в Na2S

Сульфиды растворимы в Na2S

Катионы

Na+, K+, NH4+

Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+

Al3+, Cr3+, Zn2+

Fe2+, Fe3+, Mn2+, Co2+, Ni2+

Cu2+, Bi3+, Cd2+

As(III, V), Sb(III, V), Sn2+, Sn(IV), Hg2+

Групповой реагент

Нет

(NH4)2CO3

(NH4)2S в присутствии NH4OH и NH4Cl

H2S в присутствии HCl