Вода растворител


МБОУ СОШ №8 имени героя Советского Союза Будника Г.Д.
Город Лобня, Московской области








Исследовательская работа на тему: «Вода – растворитель».



Авторы работы: Климова Яна, Саввина Ангелина,
Папава Гванца, Гриценко Ирина
ученица 8 класса

Руководитель: Кудинова Н.Ф.,
к.п.н.,учитель химии высшей
квалификационной категории







2012



Введение.
Вода одно из самых распространенных соединений на Земле. Она есть не только в реках и морях; во всех живых организмах тоже присутствует вода. Без нее невозможна жизнь. Вода хороший растворитель (в ней легко растворяются разные вещества). Кровь животных и сок растений состоят преимущественно из воды. Вода существует вечно; она постоянно переходит из почвы в атмосферу и организмы и обратно. Более 70% земной поверхности покрыто водой.
Есть у воды одно важное свойство: она может легко растворять в себе многие вещества: твердые вещества, жидкости и газы. Поэтому в природе редко встречается чистая вода. Именно растворенный в воде кислород обеспечивает жизнь водных организмов. А сероводород, образующийся при разложении остатков организмов, делает водоем безжизненным, как, например, в глубинах Черного моря.
«Нельзя сказать, что вода необходима для жизни: она и есть жизнь»,- так сказал Сент-Экзюпери об этой жидкости. Наш организм на 60-70% состоит из воды. Вода доставляет в клетки организма питательные вещества (витамины, минеральные соли и др.) и уносит отходы жизнедеятельности. Необходимо пить, как минимум, 1,5 литра воды в день, чтобы обеспечить организму достаточную термическую стабильность и не терять более 15% содержащейся в нем воды: иначе организму грозит обезвоживание. Ведь человек чрезвычайно остро ощущает изменение содержания воды в своем организме и может прожить без нее всего несколько суток.
Помимо питья, человек использует воду в лечебных, гигиенических и хозяйственных целях, широко используются также лечебные минеральные воды.
Задачи исследования:
Собрать и обобщить информацию по теме «Вода – растворитель».
Познакомиться с явлениями диффузии и осмоса.
Провести опыт «Силикатный сад». Сделать выводы.
Вода и ее особенности.
В молекуле воды электрические заряды слегка разделены, так как атомы водорода располагаются с одной стороны молекулы. Из-за этого ионные соединения (соединения, состоящие из ионов) так легко растворяются в ней. Ионы заряжены, и молекулы воды притягивают их.
Вода, как и все растворители, может растворить только ограниченное количество вещества. Раствор называется насыщенным, когда растворитель не может растворить дополнительную порцию вещества. Обычно количество вещества, которое способен растворить растворитель, возрастает при нагревании. В горячей коде сахар растворяется легче, чем в холодной. Шипучие напитки это водные растворы углекислого газа. Чем выше давление, тем большее количество газа способен поглотить раствор. Поэтому когда мы открываем банку с напитком и тем самым, уменьшаем давление, из напитка вырывается углекислый газ. При нагревании растворимость газов уменьшается. В 1 литре речной и морской воды обычно растворено около 0,04 грамма кислорода. Этого хватит водорослям, рыбам и другим обитателям морей и рек.
Растворенные в воде минеральные вещества являются важнейшими питательными компонентами растений на Земле. Там, где воды мало – образуются пустыни, полупустыни, саваны.
Пышная растительность образуется там, где воды много, т.е. много питательных веществ, растворенных в воде.
Питьевая вода из разных источников может иметь различный химический состав, что сказывается на ее вкусе.
Морская вода это раствор 44 химических элементов. Важную роль играют соли. Если всю морскую соль в сухом виде распределить по поверхности суши, то ее слой составит почти 150 м. Вода океанов содержит около 35 г/л растворенных веществ, главным образом солей, в том числе «соленого» хлорида натрия.
По составу солей Мертвое море резко отличается от всех других морей планеты. Соленость Мертвого моря в 8 раз превышает соленость Атлантического океана и 40 раз Балтийского моря. В то время как в водах других морей содержание хлорида натрия составляет 77% от всего солевого состава, в водах Мертвого моря его доля составляет 25-30%, а на долю солей магния приходится до 50%, содержание брома рекордно: в 80 раз выше, чем в Атлантическом океане.
Из-за того, что вода способна растворять другие вещества , она никогда не бывает чистой.
Растворение.
Если смешаем воду и другое вещество, то в зависимости от природы веществ и условий может быть:
Химическая реакция.
Взаимодействие воды с металлами.
Активные металлы (щелочные, щелочноземельные металлы) взаимодействуют с водой при обычных условиях с образованием гидроксидов и выделением водорода:
2Nа + 2Н2О == 2NаОН + Н2
Са + 2Н2О = Са(ОН)2 + Н2
Взаимодействие воды с оксидами неметаллов.
N205 + Н20 = 2HN03
S02 + H20 = H2S03
Соединения оксидов неметаллов с водой относят к кислотам.
Взаимодействие воды с оксидами металлов.
Оксиды меди, железа и цинка в воде не растворяются и не соединяются с ней. Иначе ведет себя оксид кальция, или негашеная известь.
При обливании кусков негашеной извести водой наблюдается такое сильное разогревание, что часть воды превращается в пар, а куски негашеной извести, рассыпаясь, превращаются в сухой рыхлый порошок гашеную известь, или гидроксид кальция Ca(OH)2 :
СаО + Н20 = Са(ОН)2
Подобно оксиду кальция, соединяются с водой оксиды натрия и калия:
Na20 + H20 = 2NaOH
К20+Н20 = 2КОН
При этих реакциях образуются гидроксид натрия NaOH и гидроксид калия КОН.
Таким образом, одни оксиды металлов не реагируют с водой (их большинство) другие (оксид калия, оксид натрия, оксид кальция, оксид бария и др.) соединяются с ней, образуя гидроксиды, которые относятся к основаниям.
2.Образуется раствор - система, образованная несколькими веществами, между которыми нет границ раздела. Растворение переход молекул вещества из одной фазы в другую (раствор, растворенное состояние). Происходит в результате взаимодействия атомов (молекул) растворителя и растворённого вещества . При растворении межфазная граница исчезает, при этом многие физические свойства раствора (например, плотность, вязкость, иногда цвет, и другие) меняются.
Диффузия и осмос.
Как известно, при температуре выше абсолютного нуля все молекулы находятся в постоянном беспорядочном движении. Это показывает, что они обладают определенной кинетической энергией. Благодаря постоянному движению при смешении двух жидкостей или двух газов их молекулы равномерно распределяются по всему доступному объему.
Диффузия это процесс, ведущий к равномерному распределению молекул растворенного вещества и растворителя. Как всякое движение, диффузия требует энергии. Диффузия всегда направлена от большей концентрации данного вещества к меньшей, от системы, обладающей большей свободной энергией, к системе с меньшей свободной энергией. Свободной энергией называется часть внутренней энергии системы, которая может быть превращена в работу. Свободная энергия, отнесенная к 1 молю вещества, носит название химического потенциала. Таким образом, химический потенциал это мера энергии, которую данное вещество использует на реакции или движение. Химический потенциал функция концентрации. Скорость диффузии зависит от температуры, природы вещества и разности концентраций. Чем выше концентрация данного вещества, тем выше его активность и его химический потенциал. Диффузионное передвижение вещества всегда идет от большего к меньшему химическому потенциалу. Наибольший химический потенциал у чистой воды. Добавление к воде молекул растворенного вещества приводит к возникновению связи между молекулами воды и растворенного вещества, что уменьшает ее активность, ее свободную энергию, ее химический потенциал. В том случае, если диффундирующие вещества встречают на своем пути мембрану, движение замедляется, а в некоторых случаях прекращается. Диффузия воды по направлению от своего большего к меньшему химическому потенциалу через мембрану носит название осмоса. Иначе говоря, осмос это диффузия воды или другого растворителя через полупроницаемую перепонку, вызванная разностью концентраций или разностью химических потенциалов.
Описание опыта «Силикатный сад».
Наливаем в стеклянный стакан разбавленный примерно в два раза силикатный клей (раствор силиката натрия Na2SiO3). Вносим в раствор кристаллики различных растворимых в воде солей: хлорид кобальта СоСl2
·6Н2O, хлорид никеля NiС12
·6Н2O , хлорид железа (ІІІ) FеС13
·6Н2O, сульфат алюминия А12(SO4)3
·18Н2O, хлорид марганца МnС12
·4Н2O.
Через несколько минут из кристалликов начинают вырастать очень красивые разноцветные «водоросли». Соли кобальта, никеля, железа (II), железа (III), марганца образуют «растения» соответственно розового, изумрудно-зеленого, темно-зеленого, бурого, телесного цвета, из алюминия - бесцветные «водоросли».

Вывод:
 Из кристалла опущенной соли вытягивается тоненькая полая трубочка, стенки которой состоят из образующегося осадка. Осадок имеет свойство полупроницаемой пленки: она пропускает воду только в направлении до кристаллика. Далее растворение кристаллика продолжается в своеобразном мешочке из полупроницаемых стенок. Стенки этого мешочка под давлением жидкости разрываются (в разных местах) и образуется новая пленка-осадок. Кристаллик соли будто превращается в «кустик».
Наблюдается осмос – одностороннее перемещение вещества через полупроницаемую мембрану.

Вода – это, на первый бесхитростный взгляд, простое химическое соединение водорода и кислорода. Но на самом деле, вода – необычайно интересное вещество, обладающее уникальными свойствами.

Заголовок 515

Приложенные файлы


Добавить комментарий