ХИМИЯ – это область чудес, в ней скрыто счастье человечества,
величайшие завоевания разума будут сделаны
именно в этой области.(М. ГОРЬКИЙ)
Таблица
|
Из материалов урока вы узнаете, какими физическими и химическими свойствами обладает самое удивительное вещество на нашей планете!
I. Видео фильм: “Свойства воды”
Состав молекулы воды вам хорошо знаком: на два атома водорода в молекуле воды приходится один атом кислорода, е химическая формула – Н2О. Такой состав был установлен еще А.Л. Лавуазье и подтверждается результатами эксперимента по разложению воды, когда на 1 объем выделяющегося кислорода приходится два объема выделяющегося водорода.
Угол 104,5° между связями в молекуле воды обусловливает рыхлость льда и жидкой воды и как следствие аномальную зависимость плотности от температуры. Именно поэтому крупные водоемы не промерзают до дна, что делает возможным существование в них жизни.
Чистая вода – бесцветная жидкость, без вкуса и запаха, при нормальном давлении кипит при температуре 100˚С, а замерзает при 0˚С. Ее максимальная плотность при 4˚С равна 1 г/см3.
Рис. 1. Вода
Необычным, или даже аномальным, свойством воды является ее способность расширяться при замерзании. Т.е. лед имеет меньшую плотность, чем жидкая вода. Поэтому он всплывает на поверхность, что очень важно для обитателей водоемов зимой.
Рис. 2. Лёд на поверхности воды
Водная среда была не только источником возникновения жизни, она способствовала ее сохранению и развитию. Чтобы заморозить воду, требуется большая энергия. Вот почему промерзание глубоких водоемов практически невозможно, что сохраняет в них жизнь.
Кроме того, вода обладает очень высокой теплоемкостью, что защищает наши континенты, благодаря океану, от резкого перепада температур зимой и летом, ночью и днем. Именно высокая теплоемкость воды способствует сохранению постоянной температуры тела человека и животных, поскольку и они, и мы на две трети состоим из воды.
Являясь уникальным растворителем, вода растворяет больше солей и других веществ, чем любая другая жидкость. В воде растворяются многие твердые вещества, жидкости и газы. Например, газированная вода – это раствор оксида углерода(IV) (углекислого газа) в воде, столовый уксус – это раствор уксусной кислоты в воде, сахарный сироп – раствор сахара в воде.
Но не все вещества одинаково хорошо растворяются в воде, есть и вовсе нерастворимые в воде вещества. Растворимость твердых веществ в воде с увеличением температуры, как правило, увеличивается. Растворимость газов, как правило, возрастает при понижении температуры и повышении давления.
Благодаря сильному притяжению между молекулами у воды высокие температуры плавления (0С) и кипения (100С). Толстый слой воды имеет голубой цвет, что обусловливается не только ее физическими свойствами, но и присутствием взвешенных частиц примесей. Вода горных рек зеленоватая из-за содержащихся в ней взвешенных частиц карбоната кальция. Чистая вода – плохой проводник электричества. Плотность воды максимальна при 4С она равна 1 г/см3. Лёд имеет меньшую плотность, чем жидкая вода и всплывает на её поверхность, что очень важно для обитателей водоёмов зимой.
IV. Химические свойства воды
Вода — весьма реакционноспособное вещество. При обычных условиях она взаимодействует со многими основными и кислотными оксидами, а также со щелочными и щелочно-земельными металлами. Вода образует многочисленные соединения - кристаллогидраты.
1. Взаимодействие воды металлами
1). Активные металлы - это: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr – 1 группа «А», а также 2 группа «А»: Ca, Sr, Ba, Ra
2). Ряд активности металлов
3). Щёлочь – это растворимое в воде основание, сложное вещество в состав которого входит активный металл и гидроксильная группа ОН (I).
4). Металлы средней активности в ряду напряжений стоят от Mg до Pb (алюминий на особом положении)
Видео: "Взаимодействие натрия с водой"
Помните!!!
Алюминий реагирует с водой подобно активным металлам, образуя основание:
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2↑
Взаимодействие с менее активными металлами, которые расположены в ряду активности от алюминия до водорода.
Реакция протекает только с парообразной водой, т.е. при нагревании. При этом образуются: оксид этого металла и водород.
II II
Fe + H2O = FeO + H2 (протекает реакция замещения)
оксид железа
Ni + H2O = NiO + H2
(валентность металла можно легко определить по ряду активности металлов, над их символом стоит значение, например +2, это означает, что валентность этого металла равна 2).
ВЫВОД – металлы средней активности, стоящие в ряду активности до (Н2) Be, Mg,Fe, Pb, Cr, Ni, Mn, Zn – реагируют так
Me + Н2О = МехОу + Н2 (р. замещения) Оксид металла |
Металлы, стоящие в ряду активности после водорода, не реагируют с водой
Cu + H2O = нет реакции
2. Взаимодействие воды с оксидами неметаллов
С водой взаимодействуют только такие оксиды, которые при взаимодействии с водой дают растворимый в воде продукт (кислоту или щелочь).
Видео: "Взаимодействие кислотных оксидов с водой"
Задание:
Используя образец, запишите уравнения реакций взаимодействия:
СO2 + H2O =
SO3 + H2O =
Cl2O7 + H2O =
P2O5 + H2O (горячая) =
N2O5 + H2O =
3. Взаимодействие воды с оксидами металлов
Помните!
С водой реагируют только оксиды активных металлов. Оксиды металлов средней активности и металлов, стоящих после водорода в ряду активности в воде не растворяются, например, CuO + H2O = реакция не возможна.
Видео: "Взаимодействие оксидов металлов с водой"
С водой взаимодействуют только основные оксиды активных металлов, которые расположены в в I А и I I А группах, кроме Ве и Mg (оксид алюминия не реагирует, т.к. он амфотерный). Реакция протекает при обычных условиях, при этом образуется только щелочь.
II I
Na2O + H2O = 2 NaOH BaO + H2O = Ba (OH)2 (протекает реакция соединения)
I H2O + ОСНОВНЫЙ ОКСИД = Ме(ОН)m (р. соединения) Щёлочь |
Na2O + H2O = 2NaOH
CaO + H2O = Ca(OH)2
4. Взаимодействие воды с неметаллами
5. Под действием электрического тока вода разлагается на водород и кислород:
2H2O электрический ток= 2H2↑+ O2↑
Видео: "Электролиз воды"
V. Задание для закрепления
Закончить уравнения практически осуществимых реакций, назвать продукты реакции
CaO + H2O =
SO2 + H2O =
Li + H2O =
Cu + H2O =
ZnO + H2O =
Al + H2O =
Ba + H2O =
K2O + H2O =
Mg + H2O =
N2O5 + H2O =
ЦОРы
Видео фильм: “Свойства воды”
Видео: "Электролиз воды"
Видео: "Взаимодействие кислотных оксидов с водой"