Вода в природе Вода – самое распространенное на Земле вещество. Поверхность земного шара на ¾ покрыта водой (океаны, моря, озера, ледники).

Общие запасы свободной воды на Земле составляют 1,4 млрд км 3 Почти столько же воды находится в физически и химически связанном состоянии, например в природных кристаллогидратах: глауберовой соли Na 2 SO 4 ·10H 2 O, бокситах Al 2 O 3 ·nH 2 O и т.д.

Однако запасы пресной воды, пригодной для питья и бытовых нужд, весьма ограничен. Поэтому в настоящее время охрана водных ресурсов и очистка сточных вод стали наиболее актуальными проблемами, стоящими перед человечеством.

В организме человека вода составляет около 65% от массы тела. 70% находится внутри клеток 7% находится внутри кровеносных сосудов и в составе плазмы крови 23% составляет межклеточная вода При продолжительности жизни 70 лет человек потребляет около 25 т воды

Строение молекулы Молекула Н 2 О имеет угловое строение, угол между связями Н-О-Н=104,5° Связи О-Н в молекуле Н 2 О являются полярными. В целом молекула Н 2 О является полярной молекулой, т.е. диполем: 104,5 + -

Химические свойства В роли окислителя вода взаимодействует: С сильнейшими восстановителями- щелочными и щелочноземельными металлами. (при обычной температуре) 2Na + 2H 2 O = 2 NaOH + H 2 Са + 2Н 2 О = Са(ОН) 2 + Н 2 С наименее активными металлами при нагревании Mg + 2H 2 O = Mg(OH) 2 + H 2 3Fe + 4H 2 O = Fe 3 O 4 + 4H 2 С гидридами щелочных и щелочноземельных металлов NaH + H 2 O = NaOH + H 2 Окислительно-восстановительные свойства t°t° t°t°

В роли восстановителя вода взаимодействует С таким сильнейшим окислителем, как фтор 2F 2 + 2H 2 O = 4HF + O 2 При температуре выше 1000°С водяной пар разлагается на водород и кислород, т.е происходит внутримолекулярный окислительно- восстановительный процесс: Н 2 О 2Н 2 + О 2 t°t°

:ОН + :ОН НОН + О Н Н Н Н Н 2 О Н + + ОН - Вода является амфотерным электролитом Кислотно-основные свойства. +- Вода – очень слабый электролит, ее константа диссоциации и ионное произведение равны:

Гидратация- это присоединение воды к веществу Реакции гидратации а) гидратация ионов В результата электролитической диссоциации ионы присоединяют определенное число молекул воды и существуют в растворе в виде гидратированных ионов б)гидратация оксидов При гидратации кислотных оксидов образуются кислоты SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 ; P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4 При гидратации основных оксидов образуются основания Na 2 O + H 2 O = 2NaOH; BaO + H 2 O = Ba(OH) 2 в) гидратация органических соединений При гидратации непредельных углеводородов (алкенов и алкинов) образуются кислородсодержащие органические соединения. Н 2 С=СН 2 + НОН СН 3 СН 2 ОН

Гидролизом называется процесс разложения веществ в результате обменного взаимодействия между молекулами вещества и молекулами воды. Реакции гидролиза а) Гидролиз солей Гидролиз по аниону соли: Na 2 CO 3 + H 2 O NaHCO 3 + NaOH CO H 2 O HCO OH - рН > 7(щелочная среда) Гидролиз по катиону соли: FeCl 3 + H 2 O FeOHCl 2 + HCl Fe 3+ + H 2 O FeOH 2+ + H + рН < 7(кислая среда) Гидролиз по катиону и аниону соли: CH 3 COONH 4 + H 2 O CH 3 COOH + NH 4 OH CH 3 COO - + NH H 2 O CH 3 COOH + NH 4 OH рН 7(среда, близкая к нейтральной) Необратимый (полный) гидролиз: Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S

б) Гидролиз карбидов металлов Один из способов получения углеводородов Al 4 C H 2 O 4Al(OH) 3 + 3CH 4 карбид алюминия метан в) Гидролиз галогеналканов Один из способов получения спиртов C 2 H 5 Cl + HOH C 2 H 5 OH + HCl хлорэтан этанол гидролиз дигалогеналканов Образование альдегидов и кетонов NaOH O СН 3 -CHCl 2 + HOH CH 3 -C + 2HCl H 1,1-дихлорэтан ацетальдегид г) Гидролиз алкоголятов металлов C 2 H 5 ONa + H 2 O C 2 H 5 OH + NaOH этилат натрия этанол

д) Гидролиз галогенпроизводных бензола + HOH + HCl Cl OH хлорбензолфенол Al 2 O 3,t е) Гидролиз сложных эфиров Продуктами реакции являются кислота и спирт СН 3 -О -NO 2 + HOH HNO 3 + CH 3 OH метилнитрат азотная к-та метанол O O CH 3 -C + HOH CH 3 -C + C 2 H 5 OH O -C 2 H 5 OH этилацетат уксусная к-та этанол t, Н + д) Гидролиз галогенпроизводных бензола гидролиз жиров

ж) Гидролиз ди- и полисахаридов многоступенчатый процесс конечным продуктом которого является моносахарид. С 12 Н 22 О 11 + HOH 2 C 6 H 12 О 6 Мальтоза ά –глюкоза С 12 Н 22 О 11 + HOH C 6 H 12 О 6 + C 6 H 12 О 6 сахароза ά –глюкоза β-фруктоза (С 6 Н 10 О 5 ) n + nH 2 O nC 6 H 12 О 6 крахмал ά –глюкоза Н +, t з) Гидролиз белков Продукт гидролиза белков - аминокислоты

Упражнения для самостоятельной работы С какими из следующих веществ взаимодействует вода? CuO, Na, CaO, KOH, F 2, SiO 2, SO 3, NH 3, CH 4, C 2 H 4, C 2 H 5 Cl, Ag, C 2 H 2 2Na + 2H 2 O 2NaOH + H 2 CaO + H 2 O Ca(OH) 2 2F 2 + 2H 2 O 4HF + O 2 SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 NH 3 + H 2 O NH 4 OH C 2 H 4 + H 2 O C 2 H 5 OH C 2 H 5 Cl + H 2 O C 2 H 5 OH + HCl C 2 H 2 + H 2 O C 2 H 4 O