Какво означава формулата h2o. H2O2 - какво е това вещество? Химични свойства и методи на получаване

Водата е най-уникалното вещество, основата на всички живи организми на планетата. Тя може да придобие различна формаи да бъде в три състояния. Кои са основните физически и Химични свойствавода? Именно за тях ще обсъдим в нашата статия.

Водата е...

Водата е най-разпространената на нашата планета неорганично съединение. Физичните и химичните свойства на водата се определят от състава на нейните молекули.

Така структурата на водната молекула съдържа два водородни атома (Н) и един кислороден атом (О). IN нормални условиявъншна среда, това е течност без вкус, без мирис и цвят. Водата може да бъде и в други състояния: под формата на пара или под формата на лед.

Повече от 70% от нашата планета е покрита с вода. Освен това около 97% попадат в моретата и океаните, така че по-голямата част не е подходяща за консумация от човека. За това какви са основните химични свойства на питейната вода - ще научите по-нататък.

Водата в природата и човешкия живот

Водата е основен компонент на всеки жив организъм. По-специално, човешкото тяло, както е известно, се състои от повече от 70% вода. Освен това учените предполагат, че именно в тази среда е възникнал животът на Земята.

Водата се съдържа (под формата на водна пара или капчици) в различни слоеве на атмосферата. Излиза на земната повърхност от атмосферата под формата на дъжд или други валежи (сняг, роса, градушка, слана) чрез кондензационни процеси.

Водата е обект на изследване за редица научни дисциплини. Сред тях са хидрология, хидрография, хидрогеология, лимнология, глациология, океанология и др. Всички тези науки по един или друг начин изучават физичните и химичните свойства на водата.

Водата се използва активно от човека в неговите икономически дейности, по-специално:

  • за отглеждане на култури;
  • в промишлеността (като разтворител);
  • в енергетиката (като охлаждаща течност);
  • за гасене на пожари;
  • в готвенето;
  • във фармацията и др.

Разбира се, за да се използва ефективно това вещество в икономическите дейности, е необходимо да се проучат подробно химичните свойства на водата.

Разновидности на водата

Както бе споменато по-горе, водата в природата може да бъде в три състояния: течно (всъщност вода), твърдо (ледени кристали) и газообразно (пара). Освен това може да приеме всякаква форма.

Има няколко вида вода. Така че, в зависимост от съдържанието на Ca и Na катиони, водата може да бъде:

  • твърд;
  • мека.
  • свеж;
  • минерал;
  • бракичен.

В езотеризма и някои религии има вода:

  • мъртъв;
  • на живо;
  • светец.

В химията има и такива понятия като дестилирана и дейонизирана вода.

Формулата на водата и нейното биологично значение

Водородният оксид е това, което химиците наричат ​​това вещество. Формулата на водата е: H 2 O. Това означава, че това съединение се състои от един кислороден атом и два водородни атома.

Уникалните химични свойства на водата определят нейната изключителна роля за живота на живите организми. Това е благодарение на водата биологичен животсъществува на нашата планета.

Най-уникалната характеристика на водата е, че тя идеално разтваря огромно количество други вещества (както органични, така и неорганични). Важна последица от тази функция е, че всички химична реакцияв живите организми протичат доста бързо.

Освен това, поради уникалните свойства на водата, тя е в течно състояние, с изключително широк температурен диапазон.

Физични свойства на водата

Благодарение на уникалните водородни връзки водата при стандартни условия на околната среда е в течно състояние. Това обяснява изключително високата точка на кипене на водата. Ако молекулите на веществото не бяха свързани с тези водородни връзки, тогава водата би кипяла при +80 градуса, а замръзвала - до -100 градуса.

Водата кипи при +100 градуса по Целзий и замръзва при нула градуса. Вярно е, че при определени, специфични условия може да започне да замръзва дори при положителни температури. Когато водата замръзне, тя се разширява по обем (поради намаляване на плътността). Между другото, това е почти единственото вещество в природата, което има подобно физическа собственост. В допълнение към водата, само бисмут, антимон, германий и галий се разширяват при замръзване.

Веществото също се характеризира с висок вискозитет, както и доста силно повърхностно напрежение. Водата е отличен разтворител за полярни вещества. Трябва също да знаете, че водата много добре провежда електричеството през себе си. Тази функция се обяснява с факта, че във водата има почти винаги голям бройсолни йони, разтворени в него.

Химични свойства на водата (8 клас)

Водните молекули имат изключително висока полярност. Следователно това вещество в действителност се състои не само от прости молекули H 2 O, но и от сложни агрегати (формула - (H 2 O) n).

Химически водата е много активна, тя реагира с много други вещества, дори при обикновени температури. При взаимодействие с оксиди на алкални и алкалоземни метали образува основи.

Водата също е в състояние да разтваря широк спектър от химически вещества- соли, киселини, основи, някои газове. Поради това свойство той често се нарича универсален разтворител. Всички вещества, в зависимост от това дали се разтварят във вода или не, обикновено се разделят на две групи:

  • хидрофилни (добре разтворими във вода) - соли, киселини, кислород, въглероден диоксид и др.;
  • хидрофобни (слабо разтворими във вода) - мазнини и масла.

Водата също влиза в химични реакции с някои метали (например натрий), а също така участва в процеса на фотосинтеза на растенията.

накрая...

Водата е най-разпространеното неорганично вещество на нашата планета. Среща се почти навсякъде: на земната повърхност и в нейните дълбини, в мантията и в скалите, във високите слоеве на атмосферата и дори в космоса.

Химичните свойства на водата се определят от нейните химичен състав. Принадлежи към групата на химически активните вещества. С много вещества водата влиза в

Други имена:водороден оксид, дихидроген моноксид.

Водата е неорганично съединение с химична формула H2O.

Физически свойства

Химични свойства и методи на получаване

Вода с най-висока чистота

Дестилираната вода, използвана в лабораториите, обикновено все още съдържа значителни количества разтворен въглероден диоксид, както и следи от амоняк, органични основи и други органична материя. Получаването на много чиста вода се извършва на няколко етапа. Първо, 3 g NaOH (аналитичен клас) и 0,5 g KMnO 4 се добавят към водата за всеки 1 литър и дестилацията се извършва в оборудване с тънък профил, изработено от стъкло Duran 50 или Solidex, като се събира само средната фракция. По този начин разтвореният въглероден диоксид се отстранява и органичната материя се окислява. Отстраняването на амоняка се постига при втората и третата дестилация с добавяне на 3 g KHSO 4 или 5 ml 20% H 3 PO 4 , като тези реагенти се загряват предварително с малко количество KMnO 4 . За да се предотврати „изпълзяването“ на добавения електролит в кондензата, по време на третата дестилация се създава „суха секция“, за която дължината на тръбата между капачката на колбата и кондензатора се нагрява до 150 °C. Последната дестилация, която служи за отстраняване на следи от електролити, се извършва от кварцова колба с кварцов хладник. Горната тръба на хладилника, огъната под прав ъгъл, се вкарва без уплътнителен материал директно в стеснението на колбата (фиг. 1). За да избегнете водни пръски, препоръчително е да поставите уловител за пръски на пътя на парата. Като приемници служат колби от кварц, платина, стъкло Duran 50 или Solidex, които са предварително обработени с водна пара. Така получената вода е "чиста-чиста" (т.е. с рН стойност 7,00).

Ориз. 1. Методи за прикрепване на колба към хладилник по време на дестилация на вода с висока чистота.

а - просто (евтино) изпълнение;
б - с пръскоуловител.Чистотата на водата се определя чрез измерване на нейната електрическа проводимост, която непосредствено след дестилацията на водата трябва да бъде по-малка от 10 -6 Ohm -1 ·cm -1 . Тестът за съдържанието на въглероден диоксид във водата се извършва с баритна вода, а тестът за съдържание на амоняк се извършва с реактив на Неслер. Много чистата вода се съхранява в кварцови или платинени съдове. За това могат да се използват и стъклени колби Duran 50 или Solidex, предварително запарени за дълго време и предназначени изключително за тази цел. Такива съдове се затварят най-добре с полирани капачки.

Вода, предназначена за измерване на електропроводимост

Метод 1. Получаване чрез дестилация.Вода, необходима за провеждане на измервания на проводимост най-високата степенЧистотата се постига чрез особено старателна дестилация на вече много добре пречистена вода. Последните трябва да имат електропроводимост при 25°С ( χ ), равно на 1 10 -6 -2 10 -6 Ohm -1 cm -1 . Получава се по горния метод или чрез двойна дестилация: а) със смес от калиев перманганат и сярна киселина и б) с бариев хидроксид. За дестилация се използва стъклена колба Duran 50 или Solidex с прикрепен към нея меден или кварцов хладник.

Ориз. 2. Конструкцията на устройството за дестилация на вода, предназначено за измерване на електропроводимостта.

1 - нагревателна намотка (60 Ohm); 2 - нагревателна обвивка (130 Ohm); 3 - адаптер на тънки секции.


Всички части на апарата за едностепенна дестилация по метода на Кортюм (фиг. 2) са изработени от стъкло Duran 50 или Solidex, с изключение на къс кварцов охладител, прикрепен към дестилационния апарат на нормално сечение. Извитата част, водеща към охладителя, се нагрява с нагревателен елемент (60 ома) до температура над 100°C, за да се избегне навлизането на течна вода в охладителя. Рефлуксният кондензатор с височина 60 cm, разположен отдолу, е оборудван със серпентина Widmer. Хладилникът е прикрепен към резервната бутилка с преходни тънки профили. За да може дестилатът да запази ниска електрическа проводимост за дълго време, преходните секции и резервната бутилка трябва първо да бъдат обработени с гореща разредена киселина в продължение на няколко дни. Вода с висока чистота χ =(1-2)·10 -6 Ohm -1 ·cm -1) се дестилира чрез преминаване през апарата на бавен поток от сгъстен въздух от стоманен цилиндър със скорост приблизително 1 мехурче в секунда. Въздухът се пречиства предварително, като преминава през седем промивни бутилки, от които една е пълна с концентрирана сярна киселина, три съдържат 50% разтвор на калиев хидроксид и три съдържат "вода за измерване на електрическата проводимост" (последните три промивни бутилки трябва да бъдат оборудвани с порести стъклени плочи). Получената вода се взема от резервната бутилка, като се измества с пречистен, както е посочено по-горе, сгъстен въздух. Водата в колбата се нагрява с мантиен нагревател с мощност 300 W. Колбата може лесно да се напълни с вода или да се изпразни с вертикална тръба, разположена в средата на колбата. Най-лесният начин да напълните колбата е да спрете притока на въздух и да изключите нагревателната обвивка.

Към трипътния кран в края на хладилника се свързва съд, в който се извършва измерване на електропроводимостта на дестилираната вода до достигане на желаната стойност. χ . След това водата се изпраща в резервната колекция чрез превключване на крана.

По този начин за 1 час можете да получите 100 ml вода, за която при 25 ° C χ=2·10 -7 Ohm -1 cm -1. Ако дестилацията се извършва много бавно, тогава електропроводимостта на получената вода може да достигне стойността χ=10 -8 Ohm -1 ·cm -1 .

Метод 2. Получаване чрез йонен обмен.В големи количества "вода за измерване на електропроводимост" (x от 7·10 -8 до 1,5 · 10 -7 Ohm -1 cm -1 може да се получи чрез йонен обмен в апарата, показан схематично на фиг. 3.


Ориз. 3. Проект на инсталация за: получаване на вода с висока чистота чрез йонообмен.

1 - йонообменна колона;
2 - филтър от поресто стъкло;
3 - клетка за измерване на електропроводимост;
4 - колекция;
6 - тръба за абсорбция на въглероден диоксид. Колона от стъкло Pyrex (75 cm дължина и 7,5 cm в диаметър) с пореста стъклена плоча на дъното се пълни със смес (750 g), състояща се от една част Amberlite IR 120 (16-50 mesh) и две части Amberlite IRA 400 (20-50 меша).50 меша). Смолата в колоната е покрита с перфориран полиетиленов кръг, който плува в разтвора и служи за предотвратяване на разбъркването на смолата от водния поток. През колоната се пропуска нормална дестилирана вода. Веднага след като електропроводимостта на водата, измерена в клетка 3, достигне достатъчно ниска стойност, тя първо се измива и след това с нея се пълни съд 4. Проникването на въглероден диоксид от въздуха във водата се предотвратява от два калциев хлорид епруветки 5, вкарани в колоната и в приемника, пълни с карбосорб" с индикатор.

Извършва се предварителна обработка и регенерация на смола по следния начин. Катионобменникът IR 120 се промива няколко пъти с дестилирана вода, като малките частици се отстраняват чрез декантиране. След това, върху стъклен порест филтър, смолата се обработва два пъти последователно с 1 N. NaOH и 2 н. HCl, промиване след всяка обработка с дестилирана вода до неутрална реакция. Анионообменникът IRA 400 също първо се промива с дестилирана вода. След декантиране смолата върху стъклен порест филтър се третира с 2 N. NaOH, който не съдържа карбонати (водата за приготвяне на разтвора се освобождава от въглероден диоксид чрез дестилация). Обработката се извършва, докато концентрацията на хлорни йони в елуата се намали до минимум. След това смолата се промива с дестилирана вода до достигане на неутрална реакция в промивната вода.

Сместа се отделя преди смолата да се регенерира. Към чашата се добавя смола, суспендирана в етанол и се добавя хлороформ, като анионобменникът се събира в горния слой. Сместа се разделя на съставни части и се извършва отделна регенерация.

При преминаване на обикновена дестилирана вода през апарата е възможно да се получат, без регенерация, при дебит от 1 l/min 7000 литра "вода за измерване на електропроводимост" с x=5,52 10 -8 Ω -1 cm - 1 при 25 °C.

Списък на използваната литература

  1. Волков, А.И., Жарски, И.М.Голям химически справочник / A.I. Волков, И.М. Жарски. - Мн.: модерно училище, 2005. - 608 с ISBN 985-6751-04-7.
  2. М. Боудлър, Г. Брауер, Ф. Хубер, В. Квасник, П.В. Шенк, М. Шмайзер, Р. Щюдел. Ръководство по неорганичен синтез: В 6 тома. Т.1. пер. с. Немски / Ред. Г. Брауер. - М.: Мир, 1985. - 320 с., ил. [С. 152-156]

Отражения (не учебен материал!!!) по темата

свойства на водната молекула

Най-често срещаното вещество на нашата планета. Без нея нямаше да има живот. Всички живи структури, с изключение на вирусите, са предимно вода. На нейния пример децата в училище обясняват структурата на молекулите, химичните формули. Свойствата, които са характерни само за водата, се използват в дивата природа, както и в икономическия живот на човек.

От детството познаваме вещество, което никога не е повдигало въпроси. Вода от кладенец, какво от това? И в такава проста, изглежда, субстанция са скрити много мистерии.

    Водата е основният естествен разтворител. Всички реакции в живите организми протичат по един или друг начин. водна средавеществата реагират в разтвор.

    Водата има отличен топлинен капацитет, но доста ниска топлопроводимост. Това позволява използването на водата като пренос на топлина. Охлаждащият механизъм на много организми се основава на този принцип. И в ядрената енергетика водата, поради това свойство, се използва като охлаждаща течност.

    Във водата протичат не само реакции, тя самата влиза в реакции. Хидратация, фотолиза и др.

Това са само част от свойствата, никое вещество не може да се похвали с такъв набор от свойства. Наистина това вещество е уникално.

Е, сега по-близо до темата.

Винаги, навсякъде, дори в училище в часовете по химия, тя се нарича просто „вода“.

Но какво химическо наименование и свойства на водната молекула?

В интернет и учебната литература можете да намерите такива имена: водороден оксид, водороден хидроксид, хидроксилна киселина. Това са най-често срещаните.

И така, какъв клас неорганични веществасе отнася за вода?

Нека разгледаме този въпрос.

По-долу е диаграмата:

Тази версия е по-правдоподобна: хидроксилната група ясно намеква за нещо подобно. Но какъв хидроксид? Нека да разгледаме отново свойствата на хидроксидите:

Свойства на основните хидроксиди (бази):

За разтворими основи (алкали):

    Разтворимите основи (алкали) се характеризират с йонообменни реакции.

    Взаимодействие на разтворими основи (алкали) с киселинни основи.

    Взаимодействие с амфотерни хидроксиди.

    Неразтворимите основи се разлагат при нагряване.

    Молекулата на водата не проявява нито едно свойство, освен че при силно нагряване тя ще се разложи, но това е случаят с всички вещества - има определен температурен праг, над който връзките вече не могат да съществуват и се разрушават.

Има и аргумент "против" амфотерни и основни хидроксиди - основните и амфотерните хидроксиди образуват само метали.

Сега стигаме до най-интересната част. Оказва се, че водата е

киселинен хидроксид, това е кислородна киселина.

Нека разгледаме имотите.

Киселинните хидроксиди се характеризират с:

    Реакции с метали.

    Реакции с основни и амфотерни оксиди.

    Реакции с основи и амфотерни хидроксиди.

    Реакции със соли.

    За силните киселини йонообменните реакции са същите.

    Изместване на по-слаби, както и летливи киселини от соли.

Почти всички тези свойства са характерни за водната молекула.

Нека анализираме подробно.

  • Реакции с метали. Не всички метали могат да реагират с вода. Водата като киселина е много слаба, но въпреки това проявява това свойство:

HOH + Na → NaOH + H 2 - водородът се измества от водата - водата се държи като повечето киселини.

  • Реакции с основни и амфотерни оксиди. Той не реагира с амфотерни оксиди, тъй като киселинните свойства са слаби, но реагира с основни оксиди (не с всички обаче, това се дължи на слаби киселинни свойства):

HOH + Na 2 O → 2NaOH

  • Реакции с основи и амфотерни хидроксиди. Тук водата не може да се похвали с подобни реакции – поради слабостта й като киселини.
  • Реакции със соли. Някои соли претърпяват хидролиза - точно същата реакция с водата.

Тази реакция също така илюстрира последното свойство - изместването на киселината, водата се оказва, че измества сероводорода.

От определението: " киселина е сложно вещество, състоящ се от водород и киселинен остатък, когато се дисоциира на Н + катион и катион на киселинен остатък«.

Всичко пасва. И се оказва, че киселинният остатък е хидроксилната група ОН.

И както казах преди, водата образува соли, оказва се, че водно-киселинните соли са основни и амфотерни хидроксиди: метал, комбиниран с киселинен остатък (ОН).

И схеми за реакция:

киселина + метал → сол + водород (общо)

HOH + Na → NaOH + H2

киселина + основен оксид → солена вода

HOH + Na 2 O → 2NaOH (образува се сол, не се образува само вода и защо изведнъж ще се получи от реакция с вода, трябва да се образува вода)

сол + киселина → друга киселина + друга сол

Al 2 S 3 + HOH → Al(OH) 3 ↓ + H 2 S

И така, стигнахме до извода, че амфотерните и основните хидроксиди са соли на вода - киселини.

Тогава как се наричат?

Целият термин "хидроксид" е приложим и за киселини, съдържащи кислород. Според правилата се оказва:

име на йон + at = Hydrox + at.

Водните соли са хидроксати.

Водата е толкова слаба киселина, че проявява някои амфотерни свойства, като реакции с киселинни оксиди.

И във вода, неутрална среда, а не кисела, както във всички киселини - това е изключение от правилото.

Но в крайна сметка, както е казал забележителният руски химик-органик, „Няма невъзможни реакции и ако реакцията не се осъществи, значи катализаторът все още не е намерен“.

Обобщете.

Нека формулираме основните разпоредби теория "Вода - киселина":

    Водната молекула е слаба (много слаба) киселина.

    Водата е толкова слаба, че проявява амфотерни свойства и има неутрална реакция на средата.

    Водата като киселина образува соли - хидроксати.

    Хидроксатите включват амфотерни и основни хидроксиди.

    Формула на водата: HOH.

    Правилните наименования на водата са: водороден хидроксид, хидроксилна киселина.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

вода– водородният оксид е бинарно съединение от неорганичен характер.

Формула - H 2 O. Моларна маса - 18 g / mol. Може да съществува в три агрегатни състояния- течни (вода), твърди (лед) и газообразни (пара).

Химични свойства на водата

Водата е най-разпространеният разтворител. Във воден разтвор има равновесие, поради което водата се нарича амфолит:

H 2 O ↔ H + + OH - ↔ H 3 O + + OH -.

Под влиянието електрически токводата се разпада на водород и кислород:

H 2 O \u003d H 2 + O 2.

При стайна температураводата се разтваря активни металис образуването на алкали, докато се отделя и водород:

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

Водата може да взаимодейства с флуорни и интерхалогенни съединения, а във втория случай реакцията протича при ниски температури:

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

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

Солите, образувани от слаба основа и слаба киселина, се подлагат на хидролиза, когато се разтварят във вода:

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

Водата може да разтваря определени вещества, метали и неметали при нагряване:

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

H 2 O + C ↔ CO + H 2.

Водата, в присъствието на сярна киселина, влиза в реакции на взаимодействие (хидратация) с ненаситени въглеводороди- алкени с образуване на наситени едновалентни алкохоли:

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

Физични свойства на водата

Водата е прозрачна течност (n.o.s.). Диполният момент е 1,84 D (поради силната разлика в електроотрицателността на кислорода и водорода). Водата има най-висок специфичен топлинен капацитет сред всички вещества в течно и твърдо агрегатно състояние. Специфичната топлина на топене на водата е 333,25 kJ/kg (0 C), изпарението е 2250 kJ/kg. Водата е способна да разтваря полярни вещества. Водата има високо повърхностно напрежение и отрицателен електрически повърхностен потенциал.

Получаване на вода

Водата се получава чрез реакция на неутрализация, т.е. реакции между киселини и основи:

H2SO4 + 2KOH \u003d K2SO4 + H2O;

HNO3 + NH4OH = NH4NO3 + H2O;

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

Един от начините за получаване на вода е редукцията на метали с водород от техните оксиди:

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

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

Упражнение Колко вода трябва да се вземе, за да се приготви 5% разтвор от 20% разтвор на оцетна киселина?
Решение По дефиниция масова частвещества 20% разтвор на оцетна киселина е 80 ml разтворител (вода) 20 g киселина, а 5% разтвор на оцетна киселина е 95 ml разтворител (вода) 5 g киселина.

Да направим пропорция:

x = 20 × 95 / 5 = 380.

Тези. новият разтвор (5%) съдържа 380 ml разтворител. Известно е, че първоначалният разтвор съдържа 80 ml разтворител. Следователно, за да получите 5% разтвор на оцетна киселина от 20% разтвор, трябва да добавите:

380-80 = 300 мл вода.

Отговор Необходими са ви 300 мл вода.

ПРИМЕР 2

Упражнение При изгарянето на органична материя с тегло 4,8 g се образуват 3,36 l въглероден двуокис(N.O.) и 5,4 g вода. Плътността на органичната материя по отношение на водорода е 16. Определете формулата на органичната материя.
Решение Моларни маси на въглероден диоксид и вода, изчислени с помощта на таблицата химически елементи DI. Менделеев - съответно 44 и 18 g/mol. Изчислете количеството вещество на реакционните продукти:

n(CO 2) \u003d V (CO 2) / V m;

n (H 2 O) \u003d m (H 2 O) / M (H 2 O);

n (CO 2) \u003d 3,36 / 22,4 \u003d 0,15 mol;

n (H 2 O) \u003d 5,4 / 18 \u003d 0,3 mol.

Като се има предвид, че съставът на молекулата CO 2 има един въглероден атом, а съставът на молекулата H 2 O има 2 водородни атома, количеството вещество и масата на тези атоми ще бъдат равни на:

n(C) = 0.15 mol;

n(H) = 2×0.3 mol;

m(C) = n(C) × M(C) = 0,15 × 12 = 1,8 g;

m(H) \u003d n (H) × M (H) \u003d 0,3 × 1 = 0,3 g.

Нека да определим дали има кислород в състава на органичната материя:

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.

Количеството вещество на кислородните атоми:

n(O) \u003d 2,4 / 16 \u003d 0,15 mol.

След това, n(C): n(H): n(O) = 0,15: 0,6: 0,15. Разделете на най-малка стойност, получаваме n (C): n (H): n (O) \u003d 1: 4: 1. Следователно формулата на органичната материя е CH 4 O. Моларната маса на органичната материя, изчислена с помощта на таблицата на химичните елементи на Д.И. Менделеев - 32 g/mol.

Моларната маса на органичната материя, изчислена с помощта на нейната водородна плътност:

M (C x H y O z) \u003d M (H 2) × D (H 2) \u003d 2 × 16 = 32 g / mol.

Ако формулите на органичната материя, получена от продуктите на горенето и използвайки плътността за водород, се различават, тогава съотношението на моларните маси ще бъде по-голямо от 1. Нека проверим това:

M(C x H y O z) / M(CH 4 O) = 1.

Следователно формулата на органичната материя е CH 4 O.

Отговор Формулата на органичната материя е CH 4 O.

Водата (водороден оксид) е бинарно неорганично съединение с химична формула H 2 O. Водната молекула се състои от два водородни атома и един кислород, които са свързани помежду си с ковалентна връзка.

Водороден прекис.


Физични и химични свойства

Физичните и химичните свойства на водата се определят от химическата, електронната и пространствената структура на молекулите на H 2 O.

Атомите Н и О в молекулата Н 2 О са в своите стабилни степени на окисление, съответно +1 и -2; следователно водата не проявява изразени окислителни или редуциращи свойства. Моля, обърнете внимание: в металните хидриди водородът е в степен на окисление -1.



Молекулата на H 2 O има ъглова структура. H-O връзкимного полярен. Има излишен отрицателен заряд на О атома и излишък на положителни заряди на Н атомите. Най-общо молекулата Н 2 О е полярна, т.е. дипол. Това обяснява факта, че водата е добър разтворител за йонни и полярни вещества.



Наличието на излишни заряди върху H и O атоми, както и несподелени електронни двойки при O ​​атоми, причинява образуването на водородни връзки между водните молекули, в резултат на което те се комбинират в асоциирани. Съществуването на тези сътрудници обяснява аномално високите стойности на mp. и др кип. вода.

Наред с образуването на водородни връзки, резултатът от взаимното влияние на молекулите на H 2 O една върху друга е тяхната самойонизация:
в една молекула има хетеролитично прекъсване на полярната O-N връзки, а освободеният протон се присъединява към кислородния атом на друга молекула. Полученият хидроксониев йон H 3 O + е по същество хидратиран водороден йон H + H 2 O, следователно уравнението за самойонизация на водата е опростено, както следва:


H 2 O ↔ H + + OH -


Константата на дисоциация на водата е изключително малка:



Това показва, че водата много слабо се дисоциира на йони и следователно концентрацията на недисоциираните H 2 O молекули е почти постоянна:




В чиста вода, [H + ] = [OH - ] = 10 -7 mol / l. Това означава, че водата е много слаб амфотерен електролит, който не проявява нито киселинни, нито основни свойства в забележима степен.
Водата обаче има силно йонизиращо действие върху разтворените в нея електролити. Под действието на водни диполи, полярни ковалентни връзкив молекулите на разтворените вещества се превръщат в йонни, йоните се хидратират, връзките между тях се отслабват, в резултат на което настъпва електролитна дисоциация. Например:
HCl + H 2 O - H 3 O + + Cl -

(силен електролит)


(или без хидратация: HCl → H + + Cl -)


CH 3 COOH + H 2 O ↔ CH 3 COO - + H + (слаб електролит)


(или CH 3 COOH ↔ CH 3 COO - + H +)


Според теорията на Бронстед-Лоури за киселините и основите при тези процеси водата проявява свойствата на основа (акцептор на протони). Според същата теория водата действа като киселина (донор на протони) в реакции, например с амоняк и амини:


NH 3 + H 2 O ↔ NH 4 + + OH -


CH 3 NH 2 + H 2 O ↔ CH 3 NH 3 + + OH -

Редокс реакции с участието на вода

I. Реакции, при които водата играе ролята на окислител

Тези реакции са възможни само със силни редуциращи агенти, които могат да редуцират водородните йони, които са част от водните молекули, до свободен водород.


1) Взаимодействие с метали


а) При нормални условия H 2 O взаимодейства само с алкали. и алкалоземни. метали:


2Na + 2H + 2 O \u003d 2NaOH + H 0 2


Ca + 2H + 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 0 2


b) При високи температури H 2 O реагира и с някои други метали, например:


Mg + 2H + 2 O \u003d Mg (OH) 2 + H 0 2


3Fe + 4H + 2 O \u003d Fe 2 O 4 + 4H 0 2


в) Al и Zn изместват H 2 от водата в присъствието на основи:


2Al + 6H + 2 O + 2NaOH \u003d 2Na + 3H 0 2


2) Взаимодействие с неметали с ниско EO (реакциите протичат при тежки условия)


C + H + 2 O \u003d CO + H 0 2 („воден газ“)


2P + 6H + 2 O \u003d 2HPO 3 + 5H 0 2


В присъствието на основи силицият измества водорода от водата:


Si + H + 2 O + 2NaOH \u003d Na 2 SiO 3 + 2H 0 2


3) Взаимодействие с метални хидриди


NaH + H + 2 O \u003d NaOH + H 0 2


CaH 2 + 2H + 2 O \u003d Ca (OH) 2 + 2H 0 2


4) Взаимодействие с въглероден окис и метан


CO + H + 2 O \u003d CO 2 + H 0 2


2CH 4 + O 2 + 2H + 2 O \u003d 2CO 2 + 6H 0 2


Реакциите се използват в промишлеността за получаване на водород.

II. Реакции, при които водата действа като редуциращ агент

Тези реакции са възможни само с много силни окислители, които са способни да окисляват кислорода CO CO -2, който е част от водата, до свободен кислород O 2 или до пероксидни аниони 2-. В изключителен случай (в реакция с F 2) кислородът се образува с co. +2.


1) Взаимодействие с флуор


2F 2 + 2H 2 O -2 \u003d O 0 2 + 4HF



2F 2 + H 2 O -2 \u003d O +2 F 2 + 2HF


2) Взаимодействие с атомарния кислород


H 2 O -2 + O \u003d H 2 O - 2


3) Взаимодействие с хлор


При висока Т настъпва обратима реакция


2Cl 2 + 2H 2 O -2 \u003d O 0 2 + 4HCl

III. Реакции на вътрешномолекулно окисление - редукция на водата.

Под действието на електрически ток или висока температура водата може да се разложи на водород и кислород:


2H + 2 O -2 \u003d 2H 0 2 + O 0 2


Термичното разлагане е обратим процес; степента на термично разлагане на водата е ниска.

Реакции на хидратация

I. Хидратация на йони. Йони, образувани по време на дисоциацията на електролитите в водни разтвори, свързват определен брой водни молекули и съществуват като хидратирани йони. Някои йони образуват толкова силни връзки с водните молекули, че техните хидрати могат да съществуват не само в разтвор, но и в твърдо състояние. Това обяснява образуването на кристални хидрати като CuSO4 5H 2 O, FeSO 4 7H 2 O и др., Както и водни комплекси: CI 3, Br 4 и др.

II. Хидратация на оксиди

III. Хидратация органични съединениясъдържащ множество връзки

Реакции на хидролиза

I. Хидролиза на соли


Обратима хидролиза:


а) според солния катион


Fe 3+ + H 2 O \u003d FeOH 2+ + H +; (киселинна среда. pH

б) чрез анион на солта


CO 3 2- + H 2 O \u003d HCO 3 - + OH -; (алкална среда. pH > 7)


в) от катиона и от аниона на солта


NH 4 + + CH 3 COO - + H 2 O \u003d NH 4 OH + CH 3 COOH (среда, близка до неутрална)


Необратима хидролиза:


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


II. Хидролиза на метални карбиди


Al 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 ↓ + 3CH 4 нетан


CaC 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + C 2 H 2 ацетилен


III. Хидролиза на силициди, нитриди, фосфиди


Mg 2 Si + 4H 2 O \u003d 2Mg (OH) 2 ↓ + SiH 4 силан


Ca 3 N 2 + 6H 2 O \u003d ZCa (OH) 2 + 2NH 3 амоняк


Cu 3 P 2 + 6H 2 O \u003d ZCu (OH) 2 + 2PH 3 фосфин


IV. Хидролиза на халогени


Cl 2 + H 2 O \u003d HCl + HClO


Br 2 + H 2 O \u003d HBr + HBrO


V. Хидролиза на органични съединения


Класове органични вещества

Продукти от хидролиза (органични)

Халогеналкани (алкилхалогениди)

Арил халогениди

Дихалоалкани

Алдехиди или кетони

Метални алкохолати

Халогениди на карбоксилни киселини

карбоксилни киселини

Анхидриди на карбоксилни киселини

карбоксилни киселини

Естери на карбоксилни киселини

Карбоксилни киселини и алкохоли

Глицерин и висши карбоксилни киселини

Ди- и полизахариди

Монозахариди

Пептиди и протеини

α-аминокиселини

Нуклеинова киселина