Вода и её свойства
Роль воды как главного и универсального растворителя определяется прежде всего полярностью её молекул и, как следствие, её чрезвычайно высокой диэлектрической проницаемостью. Разноимённые электрические заряды, и в частности ионы, притягиваются друг к другу в воде в 80 раз слабее, чем притягивались бы в воздухе. Силы взаимного притяжения между молекулами или атомами погружённого в воду тела также слабее, чем в воздухе. Тепловому движению в этом случае легче разбить молекулы. Оттого и происходит растворение, в том числе многих труднорастворимых веществ: капля камень точит.
Лишь незначительная доля молекул (одна из 500 000 000) подвергается электролитической диссоциации по схеме:
 |
Однако, приведённое уравнение условное: не может существовать в водной среде лишённый электронной оболочки протон Н+. Он сразу соединяется с молекулой воды, образуя ион гидроксония Н3О+, который в свою очередь объединяется с одной, двумя или тремя молекулами воды в
Н3О+ , Н5О2+ , Н7О3+ .
Электролитическая диссоциация воды – причина гидролиза солей слабых кислот и (или) оснований. Степень электролитической диссоциации заметно возрастает при повышении температуры.
Образование воды из элементов по реакции:
|
-286 кДж/моль для жидкой воды
-при низких температурах в отсутствии катализаторов происходит крайне медленно, но скорость реакции резко возрастает при повышении температуры, и при 5500 С она происходит со взрывом. При понижении давления и повышении температуры равновесие сдвигается влево.
Под действием ультрафиолетового излучения происходит фотодиссоциация воды на ионы Н+ и ОН- .
Ионизирующее излучение вызывает радиолиз воды с образованием Н2 ; Н2О2 и свободных радикалов: Н* ; ОН* ; О* .
Вода – реакционноспособное соединение.
Вода окисляется атомарным кислородом:
 |
При взаимодействии с F2 образуется НF, а также О2 ;О3 ; Н2О2 ; F2О и другие соединения.
С остальными галогенами при низких температурах вода реагирует с образованием смеси кислот Н Гал и Н Гал О.
При обычных условиях с водой взаимодействует до половины растворённого в ней СI2 и значительно меньшие количества Br2 и J 2 .
При повышенных температурах СI2 и Br2 разлагают воду с образованием Н Гал и О2 .
При пропускании паров воды через раскалённый уголь она разлагается и образуется так называемый водяной газ:
|
При повышенной температуре в присутствии катализатора вода реагирует с СО; СН4 и другими углеводородами, например:
|
|
Эти реакции используют для промышленного получения водорода.
Фосфор при нагревании с водой под давлением в присутствии катализатора окисляется в метафосфорную кислоту:
 |
Вода взаимодействует со многими металлами с образованием Н2 и сответствующего гидроксида. Со щелочными и щелочно-земельными металлами ( кроме Мg ) эта реакция протекает уже при комнатной температуре. Менее активные металлы разлагают воду при повышенной температуре, например, Мg и Zn – выше 1000 С; Fe – выше 6000 С :
|
Смотрите также
Методики теоретического и экспериментального исследования
системы Al - АГСВ - каталитические
добавки
В данной главе
описаны основные методики, которые использовались в данной работе. А именно:
– методика
термодинамического расчета по программе Астра-4;
– методика
зажигания нагретой ...
Использование альтернативных источников энергии
Во второй половине ХХ столетия перед
человечеством восстала глобальное проблема – это загрязнение окружающей среды
продуктами сгорания органического топлива. Даже если рассматривать отдельно ...
Оптимизация химического состава сплава
Целью нашей работы является
нахождение оптимального состава стали М74 для получения наилучших физических
свойств сплава: предела текучести, предела прочности, абсолютного удл ...