Презентация к уроку химии (9 класс) по теме:Вода

Эпиграф Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха. Тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты - сама жизнь. Ты самое большое богатство на свете. Антуан де Сент-Экзюпери

1. Виды воды. 2. Химические названия. 3. Физические свойства. 4. Химические свойства. 5. Исследования воды. 6. Биологическая роль. 7. Интересные факты.

Виды воды Вода на Земле может существовать в трёх основных состояниях жидком, газообразном и твёрдом и приобретать различные формы, которые могут одновременно соседствовать друг с другом. Водяной пар и облака в небе, морская вода и айсберги, горные ледники и горные реки, водоносные слои в земле. Вода способна растворять в себе много веществ, приобретая тот или иной вкус. Из-за важности воды, «как источника жизни», её нередко подразделяют на типы по различным принципам.

По особенностям происхождения, состава или применения, выделяют, в числе прочего: Мягкая вода и жёсткая вода по содержанию катионов кальция и магния По изотопам молекулы: Лёгкая вода (по составу почти соответствует обычной) Тяжёлая вода (дейтериевая) Сверхтяжёлая вода (тритиевая) Талая вода Пресная вода Дождевая вода Морская вода Подземные воды Минеральная вода Солоноватая вода Питьевая вода, Водопроводная вода Дистиллированная вода и деионизированная вода Сточные воды Ливневая вода или поверхностные воды Мёртвая вода и Живая вода виды воды из сказок (со сказочными свойствами) Святая вода особый вид воды согласно религиозным учениям Поливода Структурированная вода термин, применяемый в различных неакадемических теориях.

Химические названия воды С формальной точки зрения вода имеет несколько различных корректных химических названий: Оксид водорода Гидроксид водорода Монооксид дигидрогена Гидроксильная кислота англ. hydroxic acid Оксидан Дигидромонооксид

Физические свойства Вода в нормальных атмосферных условиях сохраняет жидкое агрегатное состояние, тогда как аналогичные водородные соединения являются газами. Это объясняется особыми характеристиками слагающих молекулы атомов и присутствием связей между ними. Атомы водорода присоединены к атому кислорода образуя угол 104,45°, и эта конфигурация строго сохраняется. Из-за большой разности электроотрицательностей атомов водорода и кислорода электронные облака сильно смещены в сторону кислорода. По этой причине молекула воды является активным диполем, где кислородная сторона отрицательна, а водородная положительна. В результате молекулы воды притягиваются своими противоположными полюсами, и образуют полярные связи, на разрыв которых требуется много энергии [2]. В составе каждой молекулы Ион водорода (протон) не имеет внутренних электронных слоев и обладает малыми размерами, в результате чего он может проникать в электронную оболочку отрицательно поляризованного атома кислорода соседней молекулы, образуя водородную связь с другой молекулой. Каждая молекула связана с четырьмя другими посредством водородных связей две из них образует атом кислорода и две атомы водорода. Комбинация этих связей между молекулами воды полярной и водородной и определяет очень высокую температуру её кипения и удельную теплоты парообразования. В результате этих связей в водной среде возникает давление в тыс. атмосфер, которое и объясняет причину трудно сжимаемости воды, так при увеличении атмосферного давления на 1 бар, вода сжимается на 0,00005 доли её начального объёма. [2]

В кружево будто одеты Деревья, кусты, провода. И кажется сказкою это, А все это просто вода. Безбрежная ширь океана И тихая заводь пруда, Каскад водопада и брызги фонтана А в сущности, это вода. Высокие волы вздымая, Бушует морская вода, И топит, и губит, играя, Большие морские суда. Вот белым легли покрывалом На землю родную снега… А время придет – все растает, И Будет простая вода. А.Фет

Структуры воды и льда между собой очень похожи. В воде как и во льду молекулы стараются расположиться в определённом порядке образовать структуру, однако тепловое движение этому препятствует. При температуре перехода в твёрдое состояние тепловое движение молекул более не препятствует образованию структуры, и молекулы воды упорядочиваются, в процессе этого объёмы пустот между молекулами увеличиваются и общая плотность воды падает, что и объясняет причину меньшей плотности воды в фазе льда. При испарении, напротив, рвутся все связи. Разрыв связей требует много энергии, отчего у воды самая большая удельная теплоёмкость среди прочих жидкостей и твёрдых веществ. Для того чтобы нагреть один литр воды на один градус, требуется затратить 4,1868 к Дж энергии. Благодаря этому свойству вода нередко используется как теплоноситель. Однако удельная теплоёмкость воды, в отличие от других веществ непостоянна: при нагреве от 0 до 35 градусов Цельсия её удельная теплоёмкость падает, в то время как других веществ она постоянна при изменении температуры. Помимо большой удельной теплоёмкости, вода также имеет большие значения удельной теплоты плавления (0 °C и 333,55 к Дж/кг) и парообразования (2250 к Дж/кг [ )

Вода обладает также высоким поверхностным натяжением среди жидкостей, уступая в этом только ртути. Относительно высокая вязкость воды обусловлена тем, что водородные связи мешают молекулам воды двигаться с разными скоростями. По сходным причинам вода является хорошим растворителем полярных веществ. Каждая молекула растворяемого вещества окружается молекулами воды, причём положительно заряженные участки молекулы растворяемого вещества притягивают атомы кислорода, а отрицательно заряженные атомы водорода. Поскольку молекула воды мала по размерам, много молекул воды могут окружить каждую молекулу растворяемого вещества. Это свойство воды используется живыми существами. В живой клетке и в межклеточном пространстве вступают во взаимодействие растворы различных веществ в воде. Вода необходима для жизни всех без исключения одноклеточных и многоклеточных живых существ на Земле. Вода обладает отрицательным электрическим потенциалом поверхности.

Чистая (не содержащая примесей) вода хороший изолятор. При нормальных условиях вода слабо диссоциирована и концентрация протонов (точнее, ионов гидроксония H 3 O + ) и гидроксильных ионов HO составляет 0,1 мкмоль/л. Но поскольку вода хороший растворитель, в ней практически всегда растворены те или иные соли, то есть в воде присутствуют положительные и отрицательные ионы. Благодаря этому вода проводит электричество. По электропроводности воды можно определить её чистоту. Вода имеет показатель преломления n=1,33 в оптическом диапазоне. Однако она сильно поглощает инфракрасное излучение, и поэтому водяной пар является основным естественным парниковым газом, отвечающим более чем за 60 % парникового эффекта. Благодаря большому дипольному моменту молекул, вода также поглощает микроволновое излучение, на чём основан принцип действия микроволновой печи.

Вода является наиболее распространённым растворителем на планете Земля, во многом определяющим характер земной химии, как науки. Большая часть химии, при её зарождении как науки, начиналась именно как химия водных растворов веществ. Её иногда рассматривают, как амфолит и кислоту и основание одновременно (катион H + анион OH ). В отсутствие посторонних веществ в воде одинакова концентрация гидроксид-ионов и ионов водорода (или ионов гидроксония), pK a ок. 16. Вода химически довольно активное вещество. Сильно полярные молекулы воды сольватируют ионы и молекулы, образуют гидраты и кристаллогидраты. Сольволиз, и в частности гидролиз, происходит в живой и неживой природе, и широко используется в химической промышленности.

Вода реагирует при комнатной температуре: с активными металлами (натрий, калий, кальций, барий и др.) с галогенами (фтором, хлором) и межгалоидными соединениями с солями, образованными слабой кислотой и слабым основанием, вызывая их полный гидролиз с ангидридами и галогенангидридами карбоновых и неорганических кислот с активными металлорганическими соединениями (диэтилцинк, реактивы Гриньяра, метилнатрий и т. д.) с карбидами, нитридами, фосфидами, силицидами, гидридами активных металлов (кальция, натрия, лития и др.) со многими солями, образуя гидраты с боранами, силанами с кетенами, не до окисью углерода с фторидами благородных газов Вода реагирует при нагревании: с железом, магнием с углем, метаном с некоторыми алкилгалогенидами Вода реагирует в присутствии катализатора: с амидами, эфирами карбоновых кислот с ацетиленом и другими алкинами с алкенами с нитрилами

МОЛЕКУЛА ВОДЫ Молекула воды является активным диполем: кислородный полюс отрицательно заряжен, а водородный - положительно. Между молекулами воды образуются водородные связи. В составе воды 88,81% кислорода и 11,19% водорода (по массе).

Биологическая роль Вода играет уникальную роль как вещество, определяющее возможность существования и саму жизнь всех существ на Земле. Она выполняет роль универсального растворителя, в котором происходят основные биохимические процессы живых организмов. Уникальность воды состоит в том, что она достаточно хорошо растворяет как органические, так и неорганические вещества, обеспечивая высокую скорость протекания химических реакций и в то же время достаточную сложность образующихся комплексных соединений. Благодаря водородной связи, вода остаётся жидкой в широком диапазоне температур, причём именно в том, который широко представлен на планете Земля в настоящее время.

Интересные факты *В среднем в организме растений и животных содержится более 50 % воды. *В составе мантии Земли воды содержится в раз больше, чем количество воды в Мировом океане. *При средней глубине в 3,6 км Мировой океан покрывает около 71 % поверхности планеты и содержит 97,6 % известных мировых запасов свободной воды. *Если бы на Земле не было впадин и выпуклостей, вода покрыла бы всю Землю, и её толщина была бы 3 км. *Если бы все ледники растаяли, то уровень воды на Земле поднялся бы на 64 м и около 1/8 поверхности суши было бы затоплено водой. *Морская вода при обычной её солёности 35 замерзает при температуре 1,91 °C. *Иногда вода замерзает при положительной температуре. *При определённых условиях (внутри нанотрубок) молекулы воды образуют новое состояние, при котором они сохраняют способность течь даже при температурах, близких к абсолютному нулю. *Среди существующих в природе жидкостей поверхностное натяжение воды уступает только ртути. *Вода отражает 5 % солнечных лучей, в то время как снег около 85 %. Под лёд океана проникает только 2 % солнечного света. *Синий цвет чистой океанской воды объясняется избирательным поглощением и рассеянием света в воде. *С помощью капель воды из кранов можно создать напряжение до 10 киловольт, опыт называется «Капельница Кельвина». *Существует следующая поговорка с использованием формулы воды H 2 O: «Сапоги мои того пропускают H 2 O». Вместо сапог в поговорке может участвовать и другая дырявая обувь. *Вода это одно из немногих веществ на Земле, которые расширяются при переходе из жидкой фазы в твёрдую (кроме воды, таким свойством обладают висмут, галлий, свинец и некоторые соединения и смеси). *Вода может гореть, если ее поместить в атмосферу с фтором, иногда даже со взрывом. При этом выделяется кислород. *Распространено мнение, что нежелательно смешивать кипячёную воду с некипячёной, якобы употребление такой воды может вызвать диарею. *Вода единственное вещество, которое может находиться на земле в трех агрегатных состояниях.

Основные показатели качества питьевой воды органолептические мутность цветность вкус запах Химические рН перманганатная окисляемость общая жесткость воды минерализация (сухой остаток) фенольный индекс ПАВ и др. содержание анионов (нитратов, нитритов, сульфатов, цианидов, хлоридов и гидрокарбонатов) содержание алюминия, бария, бериллия, бора, железа, кадмия, марганца, меди, молибдена, мышьяка, никеля, ртути, селена, свинца, стронция, хрома и цинка бактериологические общее микробное число общие колиформные бактерии радиологические

Методы очистки воды

Тип воды Исходная вода Вода после очистки началь- ная общая жест- кость Ж об нач, мг- экв/л карбо- натная жест- кость Ж к, мг-экв/л некарбо- натная жест- кость Ж н, мг-экв/л pH умягчение Na-катионированием умягчение Н-катионированием обессоливание последовательным Н-катионированием и ОН-анионированием остаточная общая жесткость Ж об ост, мг-экв/л pH остаточная общая жесткость Ж об ост, мг-экв/л pH оста- точная общая жесткос ть Ж об ост, мг-экв/л щелоч- ность (кислот- ность) pHpH Водопровод- ная вода 2,52,10,46,50,056,60,032,50,02-7 «Раифский источник» вода бутилиро- ванная питьевая 3,83,20,66,60,056,70,033,00,02-7 Вода артезианской скважины 7,06,01,07,30,067,50,043,60,04-7 Вода р. Волга 8,471,47,50,067,60,054,00,05-7

Сообщение Берегите воду В конце XIX в. Горожанину хватило полтора ведра воды в сутки – и на мытье, и даже на тушение пожаров. Нынешняя норма – свыше 18 ведер, т.е 220 л. На деле мы и в эту норму не укладываемся, расходуя ведер на человека. Эталонное 12-литровое ведро несильная струя воды заполняет за минуту. Вы простояли под душем 5 мин- 60 л. Воды убежали в канализацию. Этого с лихвой хватит, чтобы аккуратно вымыть слона. Струйкой толщиной со спичку литровая банка наполняется за 3 мин. Этот эксперимент позволяет установить, что за сутки из неисправного крана утекает минимум. Существует расхожее мнение, что промышленность тратит львиную долю воды. На самом деле на выпуск 1 т стали уходит 150 м, хлопчатобумажное ткани – 1000 м, ежесуточно, заводы и фабрики забирают лишь четверть. Столько же идет в столовые, детские сады, больницы. Остальное – в жилые дома.

А ведь экономить воду без всякого гигиенического ущерба совсем не сложно. Скажем, зубы после чистки можно прополоскать из стакана, закрыв кран. Экономия – 5 л. Воды за одну человеко-чистку. Во время бритья можно, вместо того чтобы открыть кран с горячей водой, налить, как в старину, воду из чайника в стакан, на бритье уйдет не 5-10 л., а всего 0.2, а бреющихся миллионы. Хозяйки считают, что полоскать белье после стирки надо в проточной воде. Конечно, так белье выполаскивается быстрее, поскольку градиент концентрации стирального порошка на поверхности белья и омывающей его воде больше, чем в непроточной, а значит, и скорость диффузии больше. Но зато расход воды велик. Современные моющие средства вымываются из чистого белья и после того, как оно полежит в непроточной воде минут. Сменив воду, белье можно выполоскать дочиста. Кстати, в стиральных машинах белье полощется также в друх- трех водах, а не в проточной воде. Мыть посуду лучше всего в раковине с двумя отделениями и пробками для сливных отверстий. Так же можно мыть овощи.

Творческая пауза Составление синквейна в рабочих тетрадях. Это японское слово, которое означает в буквальном переводеэмоциональное отношение. Синквейн будет состоять из 5 строк. 1) Одним словом(именем существительным) выразите тему сегодняшнего урока 2) Подберите к этому слову 2 определения 3) Подберите к этому слову 3 глагола 4) Составьте фразу, в которой будет отражена значимость этого слова 5) Подберите синоним к этому слову.

Пример синквейна 1) Вода 2) Бесцветная, жидкая. 3) Растворяет, орошает, питает. 4) Не все то золото, что блестит. 5) Жизнь.

Тест( дифференцированный ) 1)Вода в природе встречается: а) в жидком виде б) в твердом виде в) в газообразном виде г) все ранее перечисленное 2)В жидком виде она покрывает: а) ½ земной поверхности земли б) 3/ земной поверхности земли в) 1/5 земной поверхности земли г) 1/6 земной поверхности земли 3) Для получения чистой воды растворенные в ней вещества удаляют: а) дистилляцией б) рентефикацией в) фильтрованием г) отслаиванием

4) Определите уравнение реакции, где вода выступает как окислитель: а) 2 к+2Н2О 2 кон+Н2 б) F2+2H2O 4HF+O2 в) P2O5+3H2O 2H3PO4 г) H2O 2H2+O2 5) Определите уравнение реакции, где вода выступает как восстановитель: а) H2O+Ce2 HCe+HCeO б) 2H2O+2NaCe Ce2+H2+2NaOH в) H2O+Ca Ca(OH)2 +H2 г) SO3+H2O H2SO4 6) Вода реагирует со всеми веществами набора: а)N2;Na б) Na2O;SiO2 в) So3;Ca г) P2O5;S

7) Основными загрязнителями воды являются: а) болезнетворные вирусы, гельминты, вирусы б) соединение неоксичных мталлов в) органические вещества, минеральные одобрения г) все ранее перечисленное 8) На долю пресной воды приходится: а) 97% б) 50% в) 3% г) 2% 9) Осуществить химическое превращения: H2 X1 Ca(OH)2 X2 X3 1) O2; H2O;CaCe2 2) O2; H2O;AgCe 3)H2O;CaCe2;AgCe

Самопроверка 1) г 2) б 3) а 4) а 5) б 6) в 7) г 8) в 9) 3

Закончите уравнения реакций. Назовите тип реакции. SO2+H2O= N2O5+H2O= CaO+H2O= SiO2+H2O= CuO+H2O= Дополнительные вопросы: 1)Какие оксиды не взаимодействуют с водой? 2) Назовите тип реакции 3) Изменяется ли степень окисления в этих реакции?

Тест Вариант 1 А1 Больше всего примесей содержится в воде 1. дождевой 2. морской 3. речной 4. родниковый А2 В воде не растворяется 1. CuSO4 2. NaOH 3. AgCL 4. KNO3 A3 При взаимодействии оксида SO3 с водой образуется 1.H2S 2. H2SO4 3. H2SO3 4. SO2 A4 К физическим свойствам воды не относится 1. Плотность 2. цвет 3. запах 4. способность к разложению А5 Степень окисления водорода в молекуле H2O

Спасибо за внимание!