Свойства на кислорода, оцетната киселина и алуминия. Вода: електропроводимост и топлопроводимост

Алотропия

От \ (118 \) известните в момента химични елементи, \ (22 \) елементи образуват прости вещества с неметални свойства. Има много повече неметални прости вещества от самите неметални химични елементи. Причината за това е съществуването на явление, наречено алотропия.

Алотропията е способността на атомите на даден химичен елемент да образуват няколко прости вещества, т.нар алотропни модификации, или алотропни модификации.

Например, химичният елемент кислород \ (O \) образува просто вещество кислород O 2, чиято молекула се състои от два атома, и просто вещество озон O 3, чиято молекула се състои от три атома на този елемент.

Химичният елемент фосфор \ (P \) образува много алотропни модификации, най-важните от които са червеният фосфор и белият фосфор.

Химическият елемент въглерод \(C\) образува естествено срещащи се модификации - диамант и графит.

Алотропните модификации, образувани от един и същ химичен елемент, се различават значително една от друга както по структура, така и по свойства.

Алотропията не е присъща на всички неметални химични елементи.

Например, водород, азот, елементи \ (VII \) A и \ (VIII \) A групи нямат алотропни модификации, т.е. всеки от споменатите елементи образува само едно просто вещество.

Кристална решетка на неметали

Причината за голямото разнообразие от физични свойства на неметалите се крие в различната структура на кристалните решетки на тези вещества.

Някои от неметалите имат атомна кристална решетка. Кристалите на такива вещества се състоят от атоми, свързани помежду си със силни ковалентни връзки. Такива неметали са в твърдо агрегатно състояние и са нелетливи. Примери за такива вещества са диамант, графит, червен фосфор и силиций.

Модели на кристални решетки на диамант (вляво) и графит. Кристалите на тези алотропни модификации се състоят от въглеродни атоми, свързани помежду си с ковалентни връзки. Графитните кристали, за разлика от диамантените кристали, са съставени от отделни слоеве, които са подредени един спрямо друг, точно като листове хартия в книга.

Другата част от неметалите има молекулярна кристална решетка. В този случай във всяка молекула атомите са свързани доста силно чрез ковалентна връзка, но отделните молекули са много слабо свързани една с друга в кристалите на дадено вещество. Следователно веществата с молекулярна структура при нормални условия могат да бъдат газове, течности или твърди вещества с ниска топимост.

Кислород O 2, озон O 3, азот N 2, водород H 2, флуор F 2, хлор Cl 2, бром Br 2, йод I 2, бял фосфор P 4, кристална сяра S 8 и инертни газове - това са всички вещества, кристали, които се състоят от отделни молекули (а при инертните газове от отделни атоми, сякаш изпълняващи ролята на молекули).

Модел на молекула сяра (вляво) и серен кристал. Серният кристал се състои от отделни молекули\(S_8\)

Физични свойства на неметалите

Свойствата на неметалните прости вещества са много разнообразни. Строго погледнато, те са обединени само от факта, че по правило те нямат физическите свойства, които са характерни за металите, тоест нямат характерния метален блясък, ковкост, пластичност и високи термични и електрически свойства. проводимост.

Агрегатно състояние

Неметалите при нормални условия могат да бъдат газообразни, течни и твърди вещества.

газообразеннеметали iса хелий\(He\), неон\(Ne\), аргон\(Ar\), криптон\(Kr\), ксенон\(Xe\) и радон\(Rn\). Те се наричат инертни (или благородни) газове. Всяка "молекула" на инертен газ се състои само от един атом.

Химични елементи като водород \ (H \), кислород \ (O \), азот \ (N \), хлор \ (Cl \), флуор \ (F \) образуват газообразенвещества, състоящи се от двуатомни молекули, съответно - H 2, O 2, N 2, Cl 2, F 2.

От неметални прости вещества при нормални условия течносте само бром, чиито молекули са двуатомни - Br 2.

Останалите неметални химични елементи при нормални условия са в твърдоагрегатно състояние. Например химическият елемент въглерод образува твърди вещества като диамант и графит. Твърдите са кристална сяра S 8, червен фосфор и бял фосфор P 4, кристален йод I 2.

Цвят и блясък

Само някои неметали, за разлика от металите, имат блясък. Например кристалният йод, силиций и графит не са като другите неметали - те имат блясък, който донякъде напомня блясъка на металите.

Ако по-голямата част от металите се характеризират със сребристо-сиви или сребристо-бели цветове, тогава цветът на неметалите е много разнообразен. Бяло цвят е бял фосфор, червен - червен фосфор, жълто - сяра и флуор, червено-кафяво - течен бром, жълто зелен - хлор, виолетово йодните пари имат цвят, син - течен кислород, сиво - графит и силиций. Безцветен е диамант, инертните газове, азотът, кислородът и водородът също нямат цвят.


червен фосфор

Целта на урока.Конкретизирайте знанията за химичен елемент и просто вещество. Изучаване на физичните свойства на кислорода. Да се формират идеи за методите за получаване и събиране на кислород в лабораторията.

Задачи:

Образователни:
– Да може да прави разлика между понятията „химичен елемент“ и „просто вещество“
използвайки кислород като пример.
– Да може да характеризира физичните свойства на кислорода и методите
събиране на кислород.
– Да умеят да подреждат коефициентите в уравненията на реакцията.
Образователни:
формиране на точност при извършване на лабораторни експерименти;
грижа, уважение.
Разработване:
– Формиране на изграждане на логически вериги, собствен хим
терминология, познавателна дейност, изводи и съждения.

Основни понятия.Химичен елемент, просто вещество, физични свойства, катализатори.

Планирани резултати от обучението.Да може да прави разлика между понятията „химичен елемент“ и „просто вещество“, използвайки кислород като пример. Да може да характеризира физичните свойства на кислорода и методите за събиране на кислород. Да може да подрежда коефициентите в уравненията на реакциите.

Опит:Получаване на кислород от водороден пероксид и потвърждаване на неговото присъствие.

Демонстрации.Получаване на кислород от калиев перманганат. Събиране на кислород чрез метода на изместване на въздуха и потвърждаване на неговото наличие.

Оборудване и реактиви:Таблица на D.I. Менделеев, раздаване (тест), устройство за производство на кислород от калиев пермангат (конична колба с гумена запушалка, тръба за изпускане на газ, PH-12, статив, крак, памучна вата), водороден прекис 20 ml ( 15 бутилки), манганов оксид (IV) (15 бутилки), дозираща лъжица (15 бр.), спиртна лампа (15 бр.), кибрит (15 бр.), треска (15 бр.), калиев перманганат (5 g) .

Тип урок:Урок за усвояване на нови знания.

Методи на обучение:

Обяснително-илюстративни (вербални: разговор, презентация; словесно-нагледни: самостоятелна работа на учениците с нагледни средства; словесно-нагледно-практически: работа на учениците с листовки, извършване на химични опити, извършване на писмена самостоятелна работа).
Метод на частично търсене (евристичен) (вербален: разговор-дискусия; словесно-визуален: дискусия с демонстрация на нагледни помагала, самостоятелна работа на учениците с нагледен помощник; словесно-нагледно-практически: работа на учениците с раздаване, извършване на химичен експеримент , изпълнение на писмена самостоятелна работа).
Изследователски метод (словесно-нагледно-практически: провеждане на изследователски химичен експеримент).

Форми на организация на дейността:фронтална, групова (пара).

I. Организационен етап.

Поздравления.
Определение за отсъстващ.
Проверете готовността за урока.

Наличието на дневник, тетрадка за клас, учебник по химия, химикал.

II. Подготовка на учениците за активно и съзнателно усвояване на нов материал.

Учител:За да определим темата на днешния урок, вие и аз трябва да решим ребус?

слайд 1

Решете пъзела и ще разберем темата на днешния урок.

Ориз. 1

(ЧЕТКИ) KI + (SLONE) SLO + ROD

КИСЛОРОД

Учител:Темата на днешния урок: „Кислородът, неговите общи характеристики и присъствие в природата. Физични свойства на кислорода. Касова бележка".

слайд 2

Темата на днешния урок: „Кислородът, неговите общи характеристики и присъствие в природата. Физични свойства на кислорода. Касова бележка".

слайд 3

„Кислородът“ е веществото, около което се върти химията на Земята.

Й. Берцелиус

Учител:На езика на химията е необходимо да се напише на дъската: кислородът като химичен елемент и като просто вещество.

Кислород - като елемент - О.

Кислород - като просто вещество - O 2.

Учител:Сега на екрана ще се появят няколко фрази (поговорки), трябва да определите в какво значение се споменава кислородът в тях - като химичен елемент или като просто вещество.

слайд 4

Упражнение:Определете кислорода като химичен елемент или просто вещество.

Кислородът е част от жизненоважни органични вещества: протеини, мазнини, въглехидрати.
Всички живи същества на Земята дишат кислород.
Ръждата съдържа желязо и кислород.
Рибите дишат кислород, разтворен във вода.
По време на фотосинтезата зелените растения отделят кислород.

Учител:Трябва с помощта на PSHE им. Д. И. Менделеев да характеризира химичния елемент „Кислород“, съгласно следния план:

Слайд 5:

Сериен номер -
Относителна атомна маса -
Месечен цикъл -
група -
подгрупа -
Валентност -

Учител:Нека проверим вниманието към екрана

слайд 6

Пореден номер - 8
Относителна атомна маса - Ar (O) = 16
Точка - секунда
Група – VI
Подгрупа - а (главна)
Валентност - II

Слайд 7

Разпределение на кислорода в природата:

Първо място по разпространение в земната кора, т.е. литосферата, заема кислород - 49%, следван от силиций - 26%, алуминий - 7%, желязо - 5%, калций - 4%, натрий - 2%, калий - 2%, магнезий - 2%, водород - 1%.

IN биосфераОколо 65% от масата на живите организми е кислород.

IN хидросферапредставлява 89%.

IN атмосфера: 23% тегловни, 21% обемни.

Ориз. 2

Учител:Трябва с помощта на PSHE им. Д. И. Менделеев, за да характеризира простото вещество „Кислород“.

И така, каква е химичната формула на просто вещество - 0 2

Относително молекулно тегло Mg (0 2) = 32

Слайд 8

История на откриването на кислорода.

Ориз. 3

Фигура 5

Ориз. 4

Ориз. 6

Учителят коментира:През 1750 г. М.В. Ломоносов провежда експерименти и доказва, че въздухът съдържа вещество, което окислява метала. Той му се обади флогистон.

Получава кислород през 1771 г. Карл Шееле. Независимо от него, кислородът е получен от Дж. Пристли през 1774 г.

А историята е проста...
Джоузеф Пристли веднъж
Нагряване с живачен оксид,
Намерих странен газ.
Газ без цвят, без име,
Свещта гори по-ярко.
Не е ли лошо за дишането?
Няма да разберете от лекар!
Нов газ излезе от колбата -
Никой не го познава.
Мишките дишат този газ
Под стъклен капак.
Човек също го диша ...

През 1775 г. А. Лавоазие установява, че кислородът е неразделна част от въздуха и се съдържа в много вещества.

Природата е създала света от атоми:
Два атома от белите дробове взеха водород,
Добавен атом кислород -
И се оказа частица вода,
Море от вода, океани и лед...
Стана кислород
Почти навсякъде пълнеж.
Със силиций той се превърна в песъчинка.
Във въздуха влезе кислород
Изненадващо,
От сините дълбини на океана.
И растенията се появиха на Земята.
Животът се появи:
Дишане, изгаряне...
Първите птици и първите зверове
Първите хора, живели в пещера...
Огънят се получавал чрез триене
Въпреки че не знаеха причината за пожара.
Ролята на кислорода на нашата Земя
Великият Лавоазие разбра.

Учител:Сега нека се запознаем с кислорода чрез опит. Тъй като ще използваме нагревателно устройство (спиртна лампа), е необходимо да запомните TB при работа с алкохолна лампа:

Когато използвате спиртна лампа, е невъзможно да я запалите от друга спиртна лампа, тъй като може да се разлее алкохол и да възникне пожар.
За да изгасите пламъка на спиртната лампа, тя трябва да бъде затворена с капачка.

Изсипете разтвор на H 2 O 2 (водороден пероксид) в бехерова чаша.

Запалете спиртната лампа, донесете факлата до пламъка и изгасете факлата. След това добавете манганов (IV) оксид към чаша и поднесете тлееща факла към чашата - какво се наблюдава?

Студент:Лучина - проблясъци. По този начин установихме, че в чашата има кислород.

Учител:В този експеримент мангановият (IV) оксид е катализатор - вещество, което ускорява процеса на химична реакция, но не се изразходва само по себе си.

Демо експеримент:"Производство на кислород от калиев перманганат".

Ние събираме устройството.

Събираме кислород чрез изместване на въздух в конична колба, след известно време проверяваме за наличието на кислород с помощта на тлееща горелка, ако пламне, значи е събрано достатъчно количество кислород.

Затваряме с гумена запушалка и поставяме на повдигаща се маса.

И каним учениците да характеризират физичните свойства на кислорода според следните критерии.

Слайд 9

Агрегатно състояние -...
Цвят - ...
Миризма - ...
Разтворимост във вода...
да кипна. –...
Електрическата проводимост е...
Топлопроводимостта е...
По-тежки или по-леки от въздуха

Учител:Нека проверим вниманието към екрана.

Слайд 10

Агрегатно състояние - газ.
Цвят - без цвят
Мирис - без мирис
Разтворимост във вода - слабо разтворим
t° b.p. - 183°С
Електропроводимост - непроводим
Топлопроводимост - провежда топлина лошо (лошо)
По-тежки от въздуха

Учител:Задаваме проблемен въпрос на учениците: Защо на снимката кислородът е под формата на синя течност?

слайд 11

Ориз. 7

Учениците отговарят (учителят добавя):Този кислород е във втечнено състояние, а течният кислород е син.

Сега нека обобщим и запишем в тетрадка различните начини за получаване на кислород, които наблюдавахме днес.
Ориз. 8

Ориз. 9

Учител:В края на урока ще проверим знанията си.

Започвате да се запознавате с нов предмет - химия. Какво изучава химията?

Както знаете от курса по физика, много вещества са изградени от молекули, а молекулите са изградени от атоми. Атомите са толкова малки, че много милиарди от тях могат да се поберат на върха на игла. Въпреки това се разграничават само 114 вида атоми.

Вещества като неон, аргон, криптон и хелий са съставени от отделни изолирани атоми. Те се наричат още благородни или инертни газове, защото техните атоми не се свързват помежду си и трудно се свързват с атоми на други химични елементи. Водородните атоми са съвсем друг въпрос. Те могат да съществуват поотделно (фиг. 4, а), както в Слънцето, което се състои от повече от половината отделни водородни атоми. Два атома могат да се комбинират в молекули (фиг. 4, b), образувайки молекули на най-лекия газ, който, подобно на химичен елемент, се нарича водород. Водородните атоми могат също да се комбинират с атоми на други химични елементи. Например два водородни атома, свързващи се с един кислороден атом (фиг. 4, в), образуват молекули на добре познато вещество - вода.

Ориз. 4.
Форми на съществуване на химичния елемент водород:
а - водородни атоми; b - водородни молекули; c - водородни атоми във водна молекула

По същия начин понятието "химичен елемент кислород" съчетава изолирани кислородни атоми, кислород - просто вещество, чиито молекули се състоят от два кислородни атома и кислородни атоми, които са част от сложни вещества. И така, съставът на молекулите на въглеродния диоксид включва атоми на кислород и въглерод, съставът на молекулите на захарта - атоми на въглерод, водород и кислород.

Следователно всеки химичен елемент съществува в три форми: свободни атоми, прости вещества и сложни вещества (виж фиг. 4).

Понятието "химичен елемент" е по-широко и не трябва да се бърка с понятието "просто вещество", особено ако имената им съвпадат. Например, когато казват, че водата съдържа водород, те имат предвид химичен елемент, а когато казват, че водородът е екологичен вид гориво, те имат предвид просто вещество.

Различните вещества се различават едно от друго по своите свойства. И така, водородът е газ, много лек, безцветен, без мирис, без вкус, има плътност 0,00009 g / cm 3, кипи при температура от -253 ° C и се топи при температура от -259 ° C и т.н. Тези свойства вещества се наричат физични.

Можете да опишете физичните свойства на дадено вещество, като използвате следния план:

В какво агрегатно състояние (газообразно, течно, твърдо) е веществото при тези условия?
Какъв цвят е веществото? Има ли блясък?
Веществото има ли миризма?
Каква е твърдостта на веществото според скалата на относителната твърдост (скалата на Моос) (фиг. 5)? (Вижте справочници.)

Ориз. 5.
Скала за твърдост

Веществото проявява ли пластичност, крехкост, еластичност?
Веществото разтваря ли се във вода?
Каква е точката на топене и точката на кипене на веществото? (Вижте справочници.)
Каква е плътността на материята? (Вижте справочници.)
Веществото има ли топлинна и електрическа проводимост? (Вижте справочници.)

Лабораторен опит №1
Сравнение на свойствата на твърди кристални вещества и разтвори

Сравнете, като използвате този на стр. 10 план, свойствата на пробите от вещества, дадени ви в чаши:

вариант 1 - кристална захар и готварска сол;
вариант 2 - глюкоза и лимонена киселина.

Познавайки свойствата на веществата, човек може да ги използва с по-голяма полза за себе си. Например, разгледайте свойствата и приложенията на алуминия (Фигура 6).

Ориз. 6.
Приложение на алуминия:
1 - конструкция на самолета; 2 - ракетна наука; 3 - производство на електропроводи; 4 - производство на сервизи, прибори и опаковъчно фолио

Благодарение на своята лекота и здравина алуминият и неговите сплави се използват в самолетостроенето и ракетостроенето, не напразно алуминият се нарича „метал с крила“.

Лекотата и добрата електропроводимост на алуминия се използва при производството на електрически проводници за електропроводи (TL).

Топлинната проводимост и нетоксичността са важни при производството на алуминиеви съдове за готвене.

Нетоксичността и пластичността позволяват широкото използване на тънки листове алуминиево фолио като опаковъчен материал за шоколадови блокчета, чай, маргарин, мляко, сокове и други продукти, както и за лекарства, поставени в контурни клетки.

Въвеждането на алуминиеви сплави в строителството повишава издръжливостта и надеждността на конструкциите.

Тези примери показват, че различни физически тела могат да бъдат направени от едно вещество – материал (алуминий).

Алуминият може да гори с ослепителен пламък (фиг. 7), така че се използва в цветни фойерверки и при производството на бенгалски огън (помнете историята на Н. Носов „Бенгалски светлини“). При горене алуминият се превръща в друго вещество - алуминиев оксид.

Ориз. 7.
Горящ алуминий - основата на бенгалски огън и фойерверки

Ключови думи и фрази

Предметът на химията.
Веществата са прости и сложни.
Свойства на веществата.
Химичен елемент и форми на неговото съществуване: свободни атоми, прости вещества и сложни вещества или съединения.

Работа с компютър

Вижте електронното приложение. Проучете материала от урока и изпълнете предложените задачи.
Потърсете в интернет имейл адреси, които могат да служат като допълнителни източници, които разкриват съдържанието на ключовите думи и фрази на параграфа. Предложете на учителя своята помощ при подготовката на нов урок - направете доклад за ключовите думи и фрази от следващия параграф.

Въпроси и задачи

Phileo (гръцки) означава "обичам", phobos - "страх ме е". Дайте обяснение на термините "хемофилия" и "хемофобия", отразяващи рязко противоположното отношение на групи хора към химията. Кой от тях е прав? Обосновете своята гледна точка.
Задължителен атрибут на безкраен брой шпионски и други детективски произведения е калиевият цианид, по-точно калиевият цианид, който има свойството да парализира нервната система, като по този начин води жертвата до мигновена смърт. Дайте примери за свойствата на други вещества, които се използват в литературните произведения.
Запишете отделно имената на веществата и имената на телата от списъка по-долу: мед, монета, стъкло, стъкло, ваза, керамика, тел, алуминий. Използвайте подсказката: към името на тялото - съществително - можете да изберете относително прилагателно, образувано от името на веществото, например: желязо и гвоздей - железен гвоздей.
Изпишете качествени прилагателни: леки, кръгли, дълги, тежки, твърди, миризливи, разтворими, тежки, вдлъбнати, меки, течни, прозрачни - които могат да бъдат приписани на: а) вещества; б) към телата; в) както тела, така и вещества.
Сравнете понятията "просто вещество" и "сложно вещество". Открийте приликите и разликите.
Определете кои от веществата, чиито молекулни модели са показани на фигура 2, са: а) прости вещества; б) към сложни вещества.
Кое понятие е по-широко - "химичен елемент" или "просто вещество"? Дайте демонстративен отговор.
Посочете къде кислородът се говори като химичен елемент и къде - като просто вещество:
а) кислородът е слабо разтворим във вода;
б) водните молекули се състоят от два водородни атома и един кислороден атом;
в) въздухът съдържа 21% кислород (по обем);
г) кислородът е част от въглеродния диоксид.
Посочете къде водородът се нарича просто вещество и къде химичен елемент:
а) водородът е част от повечето органични съединения;
б) водородът е най-лекият газ;
в) балоните се пълнят с водород;
г) молекулата на метана съдържа четири водородни атома.
Помислете за връзката между свойствата на дадено вещество и неговото приложение на примера на: а) стъкло; б) полиетилен; в) захар; г) желязо.

Кой знае формулата на водата от ученическите дни? Разбира се всичко. Вероятно от целия курс на химия за мнозина, които след това не го изучават специално, е останало само знанието за това какво означава формулата H 2 O. Но сега ще се опитаме да разберем толкова подробно и задълбочено, колкото възможно какви са основните му свойства и защо животът без него на планетата Земя не е възможен.

Водата като вещество

Водната молекула, както знаем, се състои от един кислороден атом и два водородни атома. Формулата му е написана по следния начин: H 2 O. Това вещество може да има три състояния: твърдо - под формата на лед, газообразно - под формата на пара и течно - като вещество без цвят, вкус и мирис. Между другото, това е единственото вещество на планетата, което може да съществува в трите състояния едновременно в естествени условия. Например: на полюсите на Земята - лед, в океаните - вода, а изпарението под слънчевите лъчи е пара. В този смисъл водата е аномална.

Водата е и най-често срещаното вещество на нашата планета. Тя покрива повърхността на планетата Земя с почти седемдесет процента - това са океани и множество реки с езера и ледници. По-голямата част от водата на планетата е солена. Не е подходящ за пиене и за отглеждане. Прясната вода представлява само два процента и половина от общото количество вода на планетата.

Водата е много силен и висококачествен разтворител. Поради това химичните реакции във водата протичат с огромна скорост. Същото това свойство влияе върху метаболизма в човешкото тяло. че тялото на възрастен се състои от седемдесет процента вода. При дете този процент е още по-висок. До напреднала възраст тази цифра пада от седемдесет на шестдесет процента. Между другото, тази характеристика на водата ясно показва, че тя е в основата на човешкия живот. Колкото повече вода има в тялото – толкова по-здраво, по-активно и по-младо е то. Затова учени и лекари от всички страни неуморно повтарят, че трябва да пиете много. Това е вода в чист вид, а не заместители под формата на чай, кафе или други напитки.

Водата формира климата на планетата и това не е преувеличение. Топлите течения в океана нагряват цели континенти. Това се дължи на факта, че водата абсорбира много слънчева топлина и след това я отдава, когато започне да се охлажда. Така той регулира температурата на планетата. Много учени казват, че Земята отдавна щеше да е изстинала и да се е превърнала в камък, ако не беше наличието на толкова много вода на зелената планета.

Водни свойства

Водата има много интересни свойства.

Например водата е най-подвижното вещество след въздуха. От училищния курс мнозина със сигурност си спомнят такова нещо като водния цикъл в природата. Например: поток се изпарява под въздействието на пряка слънчева светлина, превръща се във водна пара. Освен това тази пара се носи някъде от вятъра, събира се в облаци и дори пада в планините под формата на сняг, градушка или дъжд. По-нататък, от планините, потокът отново се спуска, частично се изпарява. И така – в кръг – цикълът се повтаря милиони пъти.

Водата също има много висок топлинен капацитет. Поради това водните тела, особено океаните, се охлаждат много бавно по време на прехода от топъл сезон или време на деня към студено. Обратно, когато температурата на въздуха се повиши, водата се загрява много бавно. Поради това, както бе споменато по-горе, водата стабилизира температурата на въздуха на цялата планета.

След живака водата има най-голямо повърхностно напрежение. Невъзможно е да не забележите, че капка, случайно разлята върху равна повърхност, понякога се превръща във впечатляващо петънце. Това показва пластичността на водата. Друго свойство се проявява, когато температурата падне до четири градуса. Веднага след като водата се охлади до този знак, тя става по-лека. Следователно ледът винаги плува на повърхността на водата и замръзва в кора, покриваща реки и езера. Благодарение на това в езерата, които замръзват през зимата, рибата не замръзва.

Водата като проводник на електричество

Първо, трябва да научите какво е електрическа проводимост (включително вода). Електропроводимостта е способността на веществото да провежда електрически ток през себе си. Съответно електрическата проводимост на водата е способността на водата да провежда ток. Тази способност директно зависи от количеството соли и други примеси в течността. Например, електрическата проводимост на дестилираната вода е почти сведена до минимум поради факта, че такава вода се пречиства от различни добавки, които са толкова необходими за добра електрическа проводимост. Отличен проводник на ток е морската вода, където концентрацията на соли е много висока. Електропроводимостта зависи и от температурата на водата. Колкото по-висока е температурата, толкова по-голяма е електропроводимостта на водата. Тази закономерност беше разкрита благодарение на множество експерименти на физици.

Измерване на проводимостта на водата

Има такъв термин - кондуктометрия. Това е името на един от методите за електрохимичен анализ, основан на електрическата проводимост на разтворите. Този метод се използва за определяне на концентрацията в разтвори на соли или киселини, както и за контрол на състава на някои промишлени разтвори. Водата има амфотерни свойства. Тоест, в зависимост от условията, той може да проявява както киселинни, така и основни свойства - да действа и като киселина, и като основа.

Инструментът, използван за този анализ, има много подобно име - кондуктометър. С помощта на кондуктометър се измерва електропроводимостта на електролитите в разтвор, чийто анализ се извършва. Може би си струва да обясним още един термин - електролит. Това е вещество, което при разтваряне или стопяване се разлага на йони, поради което впоследствие се провежда електрически ток. Йонът е електрически заредена частица. Всъщност кондуктометърът, като взема за основа определени единици електрическа проводимост на водата, определя нейната електрическа проводимост. Това означава, че определя електрическата проводимост на определен обем вода, взета за първоначална единица.

Още преди началото на седемдесетте години на миналия век мерната единица "mo" се използва за обозначаване на проводимостта на електричеството, тя е производна на друга величина - ом, която е основната единица за съпротивление. Електрическата проводимост е величина, която е обратно пропорционална на съпротивлението. Сега се измерва в Siemens. Тази стойност получи името си в чест на физика от Германия - Вернер фон Сименс.

Siemens

Сименс (може да се обозначи както с Cm, така и с S) е реципрочната стойност на Ом, която е мерна единица за електрическа проводимост. Един cm е равен на всеки проводник, чието съпротивление е 1 ом. Сименс се изразява чрез формулата:

1 Sm \u003d 1: Ohm \u003d A: B \u003d kg −1 m −2 s³A², където
A - ампер,
V - волт.

Топлопроводимост на водата

Сега нека поговорим за това - това е способността на веществото да пренася топлинна енергия. Същността на явлението се състои в това, че кинетичната енергия на атомите и молекулите, които определят температурата на дадено тяло или вещество, се предава на друго тяло или вещество по време на тяхното взаимодействие. С други думи, топлопроводимостта е топлообмен между тела, вещества, както и между тяло и вещество.

Топлопроводимостта на водата също е много висока. Хората ежедневно използват това свойство на водата, без да го забелязват. Например наливане на студена вода в съд и охлаждане на напитки или храни в него. Студената вода отнема топлина от бутилката, контейнера, отдава студ в замяна, а обратната реакция също е възможна.

Сега същото явление може лесно да си представим в планетарен мащаб. Океанът се загрява през лятото, а след това - с настъпването на студеното време, бавно се охлажда и отдава топлината си на въздуха, като по този начин нагрява континентите. След като се охлади през зимата, океанът започва да се затопля много бавно в сравнение със сушата и отстъпва прохладата си на континентите, изнемогващи от лятното слънце.

Плътност на водата

По-горе беше казано, че рибите живеят в резервоар през зимата поради факта, че водата замръзва с кора по цялата им повърхност. Знаем, че водата започва да се превръща в лед при температура нула градуса. Поради факта, че плътността на водата е по-голяма от плътността, плава и замръзва на повърхността.

свойства на водата

Освен това водата при различни условия може да бъде както окислител, така и редуциращ агент. Тоест водата, отдавайки своите електрони, се зарежда положително и се окислява. Или придобива електрони и се зарежда отрицателно, което означава, че се възстановява. В първия случай водата се окислява и се нарича мъртва. Има много мощни бактерицидни свойства, но не е необходимо да го пиете. Във втория случай водата е жива. То ободрява, стимулира организма към възстановяване, носи енергия на клетките. Разликата между тези две свойства на водата се изразява в термина "редокс потенциал".

С какво може да реагира водата?

Водата е в състояние да реагира с почти всички вещества, които съществуват на Земята. Единственото нещо е, че за възникването на тези реакции е необходимо да се осигури подходяща температура и микроклимат.

Например при стайна температура водата реагира добре с метали като натрий, калий, барий - те се наричат активни. Халогените са флуор и хлор. При нагряване водата реагира добре с желязо, магнезий, въглища, метан.

С помощта на различни катализатори водата реагира с амиди, естери на карбоксилни киселини. Катализаторът е вещество, което сякаш тласка компонентите към взаимна реакция, ускорявайки я.

Има ли вода другаде освен Земята?

Досега вода не е открита на нито една планета от Слънчевата система, с изключение на Земята. Да, те предполагат присъствието му на спътниците на такива гигантски планети като Юпитер, Сатурн, Нептун и Уран, но засега учените нямат точни данни. Има още една хипотеза, все още не напълно проверена, за подземните води на планетата Марс и на спътника на Земята - Луната. По отношение на Марс са изказани редица теории, че някога на тази планета е имало океан, като евентуалният му модел дори е проектиран от учени.

Извън Слънчевата система има много големи и малки планети, където според учените може да има вода. Но засега няма и най-малък начин да сме сигурни в това със сигурност.

Как да използваме топлинната и електрическата проводимост на водата за практически цели

Поради факта, че водата има висок топлинен капацитет, тя се използва в отоплителните мрежи като топлоносител. Осигурява пренос на топлина от производителя към потребителя. Много атомни електроцентрали също използват вода като отличен охладител.

В медицината ледът се използва за охлаждане, а парата за дезинфекция. Ледът се използва и в кетъринг системата.

В много ядрени реактори водата се използва като модератор за успеха на ядрената верижна реакция.

Вода под налягане се използва за разцепване, пробиване и дори рязане на скали. Това се използва активно при изграждането на тунели, подземни съоръжения, складове, метро.

Заключение

От статията следва, че водата по отношение на своите свойства и функции е най-незаменимото и невероятно вещество на Земята. Животът на човек или друго живо същество на Земята зависи ли от водата? Определено да. Това вещество допринася ли за човешката научна дейност? да Водата има ли електропроводимост, топлопроводимост и други полезни свойства? Отговорът също е да. Друго нещо е, че на Земята има все по-малко вода и още повече чиста вода. И нашата задача е да го съхраним и защитим (а следователно и всички нас) от изчезване.

Плътност, топлинен капацитет, свойства на кислорода O 2

Таблицата представя термофизичните свойства на кислорода като плътност, енталпия, ентропия, специфична топлина, динамичен вискозитет, топлопроводимост. Свойствата в таблицата са дадени за газообразен кислород при атмосферно налягане в зависимост от температурата в диапазона от 100 до 1300 K.

Плътността на кислорода е 1,329 kg / m 3при стайна температура. При нагряване на кислорода неговата плътност намалява. Топлинната проводимост на кислорода е 0,0258 W / (m deg) при стайна температура и се увеличава с повишаване на температурата на този газ.

Специфичен топлинен капацитет на кислородапри стайна температура е 919 J/(kg deg). Топлинният капацитет на кислорода се увеличава с повишаване на температурата му. Също така, когато кислородът се нагрява, стойностите на неговите свойства като енталпия, ентропия и вискозитет се увеличават.

Забележка: бъдете внимателни! Топлопроводимостта в таблицата е дадена на степен 10 2 . Не забравяйте да разделите на 100.

Топлопроводимост на кислорода в течно и газообразно състояние

Таблицата показва стойностите на топлопроводимостта на кислорода в течно и газообразно състояние при различни температури и налягания. Топлопроводимостта е показана в температурния диапазон от 80 до 1400 K и налягане от 1 до 600 atm.

Стойностите на топлопроводимостта в таблицата над линията се отнасят за течен кислород, а под нея за газообразен кислород. Според таблицата може да се види, че топлопроводимостта на течния кислород е по-висока от тази на газообразния кислород и се увеличава с увеличаване на налягането.

Единица W/(m deg).

Топлопроводимост на кислорода при високи температури

Таблицата дава стойностите на топлопроводимостта на кислорода при високи температури (от 1600 до 6000 K) и налягане от 0,001 до 100 atm.

При температури над 1300°C кислородът започва да се дисоциира и при определено налягане топлопроводимостта му достига максимални стойности. Според таблицата може да се види, че топлопроводимостта на дисоциирания кислород при високи температури може да достигне стойности до 3,73 W/(m deg).

Забележка: Бъдете внимателни! Топлопроводимостта в таблицата е дадена на степен 10 3 . Не забравяйте да разделите на 1000.

Топлопроводимост на течен кислород на линията на насищане

Таблицата показва стойностите на топлопроводимостта на течния кислород на линията на насищане. Топлопроводимостта е дадена в температурния диапазон от 90 до 150 K. Трябва да се отбележи, че топлопроводимостта на течния кислород намалява с повишаване на температурата.

източници:
1.
2. .