Свойства воды. Значение воды. Выполнила: ученица 10 класса МКОУ «СОШ 1 р.п. Самойловка Самойловского района Саратовской области» Иволжатова Мария Руководитель: - презентация

1 Свойства воды и ее значение. Выполнила: ученица 10 класса МКОУ «СОШ 1 р.п. Самойловка Самойловского района Саратовской области» Иволжатова Мария Руководитель: Лозин Р.Ю.

2 Цель oУoУoУo Узнать больше о воде. oКoКoКo Какие виды воды существуют? oКoКoКo Какие есть свойства воды? oСoСoСo Сделать вывод.

3 Ход работы o Выбор темы. o Поиск информации к этой теме. o Редактирование найденной информации o Поиск картинок. o Создание презентации.

4 Содержание o Общее понятие о воде o Виды воды o Физические свойства воды o Химические свойства воды o Факты o Вывод o Ссылки

5 o Вода́ (оксид водорода) бинарное неорганическое соединение, химическая формула Н 2 O. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью.

6 o При н.у. представляет собой прозрачную жидкость, не имеет цвета, запаха и вкуса. Около 71 % поверхности Земли покрыто водой o При н.у. представляет собой прозрачную жидкость, не имеет цвета, запаха и вкуса. Около 71 % поверхности Земли покрыто водой 361,13 млн км². Большая часть 361,13 млн км². Большая часть земной воды солёная, и она непригодна для сельского хозяйства и питья. земной воды солёная, и она непригодна для сельского хозяйства и питья. Доля пресной составляет около 2,5 %, причём 98,8 % этой воды находится в ледниках и грунтовых водах.

7 o Вода на Земле может существовать в трёх основных состояниях: o Вода на Земле может существовать в трёх основных состояниях: o Вода способна растворять в себе множество органических и неорганических веществ. Из-за важности воды, «как источника жизни», её нередко подразделяют на типы по различным принципам. жидком газообразном твёрдом

8 По особенностям происхождения, состава или применения, выделяют, в числе прочего: Мягкая вода и жёсткая вода по содержанию катионов кальция и магния Мягкая вода и жёсткая вода по содержанию катионов кальция и магния По изотопам молекулы: По изотопам молекулы: Лёгкая вода (по составу почти соответствует обычной) Лёгкая вода (по составу почти соответствует обычной) Тяжёлая вода (дейтериевая) Тяжёлая вода (дейтериевая) Сверхтяжёлая вода (тритиевая) Сверхтяжёлая вода (тритиевая) Мёртвая вода и Живая вода виды воды из сказок (со сказочными свойствами) Мёртвая вода и Живая вода виды воды из сказок (со сказочными свойствами) Лёд-девять (вымышленный материал) Лёд-девять (вымышленный материал) Святая вода особый вид воды согласно религиозным учениям Святая вода особый вид воды согласно религиозным учениям Поливода Поливода Структурированная вода термин, применяемый в различных неакадемических теориях. Структурированная вода термин, применяемый в различных неакадемических теориях.

9 Пресная вода Пресная вода Дождевая вода Дождевая вода Морская вода Морская вода Подземные воды Подземные воды Минеральная вода Минеральная вода Солоноватая вода (en:Brackish water) Солоноватая вода (en:Brackish water) Питьевая вода, Водопроводная вода Питьевая вода, Водопроводная вода Дистиллированная вода и деионизированная вода Дистиллированная вода и деионизированная вода Сточные воды Сточные воды Ливневая вода или поверхностные воды Ливневая вода или поверхностные воды Апирогенная вода Апирогенная вода Талая вода Талая вода

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

11 Свойства

12 Физические свойства o Вода в нормальных атмосферных условиях сохраняет жидкое агрегатное состояние. Атомы водорода присоединены к атому кислорода, образуя угол 104,45°. Из-за большой разности электроотридцательностей 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.

13 o 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.

14 o 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.

15 o При испарении 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°C до 35°C её удельная теплоёмкость падает, в то время как у других веществ она постоянна при изменении температуры.

16 Температура °С Удельная теплоёмкость воды к Дж/(кг*К) -60 (лёд) 1, (лёд) 2, (лёд) 2,22 0 (лёд) 2,11 0 (чистая вода) 4, , , , , , ,216

17 o Вода обладает также высоким поверхностным натяжением среди жидкостей, уступая среди жидкостей, уступая в этом только ртути. в этом только ртути. o Относительно высокая вязкость воды обусловлена тем, что водородные связи мешают молекулам воды двигаться с разными скоростями.

18 o 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.

19 o Чистая вода хороший изолятор. При н. у. вода слабо диссоциирована и концентрация протонов 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. При н. у. вода слабо диссоциирована и концентрация протонов 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.

20 o 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.

21 Агрегатные состояния По состоянию различают: Твёрдое лёд Твёрдое лёд Жидкое вода Жидкое вода Газообразное водяной пар Газообразное водяной пар

22 o При нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст., давлении (760 мм рт. ст., Па) вода переходит в твердое состояние при температуре в 0 °C и кипит при температуре 100 °C. При снижении давления температура таяния (плавления) льда медленно растёт, а температура кипения воды падает.

23 o При давлении в 611,73 Па (около 0,006 атм) температура кипения и плавления совпадает и становится равной 0,01 °C. Такое давление и температура называются тройной точкой воды. При более низком давлении вода не может находиться в жидком состоянии, и лёд превращается непосредственно в пар.

24 Давление, атм. Т кип, гр. Цельсия 0,987 (101 к Па нормальные условия) ° 1+100° 2+120° 6+158° 218,5+374,1°

25 o При росте давления плотность водяного пара в точке кипения тоже растёт, а жидкой воды падает. При температуре 374 °C (647 K) и давлении 22,064 МПа (218 атм) вода проходит критическую точку. В этой точке плотность и другие свойства жидкой и газообразной воды совпадают. При более высоком давлении нет разницы между жидкой водой и водяным паром, следовательно, нет и кипения или испарения.

26 Фазовая диаграмма воды: по вертикальной оси давление в Па, по горизонтальной температура в Кельвинах. Отмечены критическая (647,3 K; 22,1 МПа) и тройная (273,16 K; 610 Па) точки. Римскими цифрами отмечены различные структурные модификации льда.

27 o Так же возможны метастабильные состояния пересыщенный пар, перегретая жидкость, переохлаждённая жидкость. Эти состояния могут существовать длительное время, однако они неустойчивы и при соприкосновении с более устойчивой фазой происходит переход. Чистая вода способна как переохлаждаться не замерзая до температуры 33 °C, так и быть перегрета до +200 °C. За это её свойство она получила применение в промышленности.

28 oСoСoСo Существует тип воды, которая имеет плотность на 40 % выше нормальной и закипает при температуре +300°С. Эта разновидность воды была открыта советским учёным Б. В. Дерягиным на поверхности кристаллов кварца.

29 Изотопные модификации воды В зависимости от типа изотопов водорода, входящих в молекулу, выделяют следующие виды воды: Лёгкая вода (основная составляющая привычной людям воды). Лёгкая вода (основная составляющая привычной людям воды). Тяжёлая вода (дейтериевая). Тяжёлая вода (дейтериевая). Сверхтяжёлая вода (тритиевая). Сверхтяжёлая вода (тритиевая). тритий-дейтериевая вода тритий-дейтериевая вода тритий-протиевая вода тритий-протиевая вода дейтерий-протиевая вода дейтерий-протиевая вода Последние три вида возможны, так как молекула воды содержит два атома водорода. Таким образом, по изотопному составу существуют 18 различных молекул воды. В действительности любая вода содержит все разновидности молекул.

30 Химические свойства o Вода является наиболее распространённым растворителем на планете Земля, во многом определяющим характер земной химии, как науки. 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, pKa 16.

31 o Воду можно получить в ходе реакций: o Восстановлением оксида меди водородом : oВ ходе реакций нейтрализации: 2H 2 O22H 2 O+O 2 NaHCO 3 +CH 3 COOHCH 3 COONa+H 2 O+CO 2 2CH 3 COOH+CaCO 3 Ca(CH 3 COO) 2 +H 2 O+CO 2 H 2 SO 4 +2KOHK 2 SO 4 +2H 2 O HNO 3 +NH 4 OHNH 4 NO 3 +H 2 O 2CH 3 COOH+Ba(CH3COO) 2 +2H 2 O CuO+H 2 Cu+H 2 O

32 o o Вода реагирует при комнатной температуре: с активными металлами(натрий, калий, кальций, барий и др.) oсо фтором и межгалоидными соединениями: (при низких температурах) 2H 2 O+2Na2NaOH+H 2 H 2 O+F 2 HF+HOF 2H 2 O+2F 2 4HF+O 2 3H 2 O+2IF 5 5HF+HIO 3 9H 2 O+5BrF 3 15HF+Br 2 +3HBrO 3

33 o o 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, недоокисью углерода с фторидами благородных газов Al 2 S 3 +6H 2 O2Al(OH) 3 +3H 2 S

34 o Вода реагирует при нагревании: с железом, магнием: с углем, метаном: o Вода реагирует в присутствии катализатора: с амидами, эфирами карбоновых кислот с ацетиленом и другими алкинами с алкенами с нитрилами 4H 2 O+3FeFe 3 O 4 +4H 2 H 2 O+CCO+H 2

35 Факты

36 o В составе мантии Земли воды содержится в раз больше, чем количество воды в Мировом океане. o При средней глубине в 3,6 км Мировой океан покрывает около 71 % поверхности планеты и содержит 97,6 % известных мировых запасов свободной воды. o Если бы на Земле не было впадин и выпуклостей, вода покрыла бы всю Землю слоем толщиной 3 км. o Морская вода при обычной её солёности 35 замерзает при температуре 1,91 °C. o Иногда вода замерзает при положительной температуре. o Вода отражает 5 % солнечных лучей, в то время как снег около 85 %. Под лёд океана проникает только 2 % солнечного света. o С помощью капель воды из кранов можно создать напряжение до 10 киловольт, опыт называется «Капельница Кельвина». o Существует следующая поговорка с использованием формулы воды H2O: «Сапоги мои того пропускают H2O». Вместо сапог в поговорке может участвовать и другая дырявая обувь.

37 Вывод o Вода - главное вещество, содержащееся в живых организмах. Первая среда жизни. Главная отличительная (от других планет) черта Земли. Может оказывать благоприятное или неблагоприятное влияние на живое. Главный биотоп Земли занимает свыше 70% всей её площади. Поскольку вода неотъемлемая составная часть любых организмов, в ее биотическом круговороте принимают участие все живые организмы. Вода постоянно влияет на обитателей Земли, а те, в свою очередь, на нее. Животные, растения выработали соответствующие адаптации к жизни в водной среде, к воздействию ее многочисленных факторов.

38 Ссылки: oohoohttp://ru.wikipedia.org oohoohttps:// oohoohttp://office.microsoft.com oohoohttp://dic.academic.ru