Szkoła średnia MOU Maninskaya

Otwarta lekcja geografii

klasa V

Nauczyciel:

2008.

Temat lekcji: „Woda jest rozpuszczalnikiem. Praca wody w przyrodzie.

Cele Lekcji:

Przedstaw uczniom znaczenie wody na Ziemi.

Podaj pojęcie roztworów i zawiesin, substancji rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych w wodzie

Pokaż pracę wody w przyrodzie (twórczą i destrukcyjną)

Pielęgnuj szacunek do wody, miłość do piękna.

Sprzęt: mapa półkul, kula ziemska, wypowiedź o wodzie, tablice "Surfowanie na morzu", "Jaskinia", "Ocean", "Mieszkańcy mórz i oceanów", "Pogody", probówki z wodą, solą, piaskiem, filtrem, taśmą dyktafon, telewizor, projektor multimedialny .

Podczas zajęć.

I.Organizowanie czasu.

II.Nauka nowego materiału.

Lekcja zaczyna się od obejrzenia filmu o wodzie.

Na tle delikatnej muzyki odbijającej się odgłosy wody.

Nauczyciel:

Bezkresna przestrzeń oceanu

I cicha rozlewisko stawu,

A to wszystko tylko woda

Tematem naszej lekcji jest „Woda jest rozpuszczalnikiem. Praca wody w przyrodzie.

Akademik jasno i trafnie mówił o roli wody w przyrodzie. „Czy woda jest tylko płynem wlewanym do szklanki?

Ocean, który pokrywa prawie całą planetę, całą naszą cudowną Ziemię, w której życie powstało miliony lat temu, to woda”.

Chmury, chmury, mgła, niosące wilgoć wszystkim żywym istotom dalej powierzchnia ziemi To także woda.

Jakby ubrana w koronkę

Drzewa, krzewy, druty,

I wygląda jak bajka

W rzeczywistości to tylko woda.

Nieograniczona różnorodność życia. Jest wszędzie na naszej planecie. Ale życie jest tylko tam, gdzie jest woda. Nie ma żywej istoty bez wody. Tak, dzisiaj na naszej lekcji porozmawiamy o wodzie, o królowej - Voditsa. Zróbmy mały trening.

Rozwiązuj zagadki.

1. Spacery pod ziemią

Spogląda w niebo. ( wiosna)

2. Co jest widoczne, gdy nic nie jest widoczne. ( mgła)

3. Wieczorem leci na ziemię,

Noc jest na ziemi

Rano znowu leci. ( rosa)

4. Latają bez skrzydeł,

Bieganie bez nóg

Żeglowanie bez żagla. ( chmury)

5. Nie koń, ale bieg,

Nie las, ale głośny. ( rzeka, strumień).

6. Przyszedł - wbity w dach,

Wyszedł i nikt go nie słyszał. ( deszcz)

Spójrzmy na kulę ziemską. Nasza planeta nazywana jest Ziemią w oczywistym nieporozumieniu: ziemia stanowi ¼ jej terytorium, a wszystko inne to woda. Byłoby słusznie nazwać to planetą Woda! Na ziemi jest dużo wody, ale w naturze nie ma absolutnie czystej wody, zawsze jest w niej obecna, niektóre zanieczyszczenia, niektóre z nich są pożądane, ponieważ są potrzebne organizmowi ludzkiemu. Inne mogą być niebezpieczne dla zdrowia i sprawić, że woda będzie bezużyteczna.

1. Woda jest rozpuszczalnikiem.

Nie ma substancji, które choć w niewielkim stopniu nie rozpuszczają się w wodzie. Nawet złoto, srebro, żelazo, szkło w niewielkim stopniu rozpuszczają się w wodzie. Naukowcy obliczyli, że np. wypijając szklankę gorącej herbaty, wchłaniamy z nią około 0,0001 g rozpuszczonego szkła. Ze względu na zdolność wody do rozpuszczania innych substancji, nigdy nie można jej nazwać absolutnie czystą.

Wykazanie doświadczenia: woda jako rozpuszczalnik.

Wsyp sól do szklanki wody i wymieszaj łyżką. Co dzieje się z kryształkami soli? Stają się coraz mniejsze i wkrótce całkowicie znikają. Ale czy sól zniknęła?

Nie. Rozpuściła się w wodzie. Mamy roztwór soli.

Przepuścić roztwór soli przez filtr. Nic nie utknęło na filtrze. Roztwór soli przeszedł swobodnie przez filtr. Co nazywa się rozwiązaniem?

Rozwiązanie - płyn zawierający obce substancje, które są w nim równomiernie rozmieszczone .

Wykazanie doświadczenia: gliniane doświadczenie.

Zróbmy to samo z gliną. Cząsteczki gliny unoszą się w wodzie. Przepuśćmy wodę przez filtr. Przepłynęła przez niego woda, a na filtrze pozostały cząstki gliny.

Z tego doświadczenia można wywnioskować, że glina nie rozpuszcza się w wodzie.

Czym różnią się wyniki tych dwóch eksperymentów? ( woda z rozpuszczoną solą jest czysta, ale woda z gliną nie)

Obowiązuje w naturalna woda mogą być różne cząstki, które się w nim nie rozpuszczają. Takie cząsteczki sprawiają, że jest mętny. W tym przypadku mówi się o zawieszenie. Po pewnym czasie odstania mętna ciecz staje się przezroczysta. Nierozpuszczalne cząsteczki materii opadają na dno. A w rozwiązaniach, bez względu na to, ile stoją, substancje nie osiadają na dnie.

Ludzie już dawno zauważyli, że woda wlewana do srebrnych naczyń nie psuje się przez długi czas. Faktem jest, że zawiera rozpuszczone srebro, które ma szkodliwy wpływ na bakterie w wodzie. „Srebrna” woda jest wykorzystywana przez astronautów podczas lotów.

Jak przygotować srebrną wodę w domu?

W wodzie rozpuszczają się nie tylko substancje stałe i płynne, ale także gazy: tlen, azot, dwutlenek węgla.

Tlen rozpuszczony w wodzie jest wdychany przez ryby, rośliny i zwierzęta.

Uzyskanie wody gazowanej opiera się na rozpuszczeniu dwutlenku węgla w wodzie.

Wychowanie fizyczne „Woda to nie woda”

Gra uważności. Wymieniam słowa. Jeśli nazwane słowo oznacza to, co zawiera wodę (chmura), to dzieci powinny wstać. Jeśli przedmiot lub zjawisko jest pośrednio związane z wodą (statek), dzieci podnoszą rękę. Jeśli przywołamy przedmiot lub zjawisko, które nie ma związku z wodą (wiatr), dzieci klaszczą w dłonie.

Kałuża, łódź, deszcz, piasek, wodospad, kamień, nurek, śnieg, drzewo, plaża, foka, samochód, chmura.

2. Praca wody w przyrodzie.

Wiele zjawisk na powierzchni Ziemi zachodzi z udziałem wody.

Tak więc strumienie roztopionej wody, jednocząc się, stają się potężnymi strumieniami i mogą przynieść wielkie zniszczenia. Tak powstają wąwozy pokaz „płaskorzeźby”, „tworzenie wąwozu”).

Woda zmywa wierzchnią warstwę żyznej gleby.

Pod wpływem wody powoli ulegają zniszczeniu skały (historia według tabeli „Pogody”). W ludziach istnieje przysłowie „Woda niszczy kamień”.

Przesiąkając do gruntu woda ulega erozji i rozpuszcza się różne rasy. Powstają więc podziemne pustki - jaskinie ( tabela „Jaskinie”).

Dobrze znany straszny klęski żywiołowe- powodzie i tsunami.

W czasie powodzi i tsunami woda burzy mosty, niszczy nasypy i budynki, niszczy plony roślin uprawnych i odbiera ludzkie życie.

Wiadomość studencka „Powodzie”.

Powódź to zalanie obszaru rozliczenia, obiekty przemysłowe i rolnicze powodujące szkody. Powodzie prowadzą do zniszczenia obiektów gospodarczych, śmierci upraw, lasów i przymusowej ewakuacji ludności ze strefy powodziowej. Powodzie, które prowadzą nie tylko do zniszczenia, ale także do ofiar w ludziach, nazywa się katastrofalny.

Ich przyczyną mogą być ulewne deszcze, przyjazne topnienie śniegu po śnieżnej zimie.

Wiadomość ucznia „Tsunami”

Tsunami to rzadkie, ale bardzo niebezpieczne zjawisko naturalne. Słowo „tsunami” po japońsku oznacza „wielką falę zalewającą zatokę”. Fale te mogą być małe, a nawet niezauważalne, ale mogą też być katastrofalne. Niszczycielskie tsunami są powodowane głównie przez silne podwodne trzęsienia ziemi na dużych głębokościach mórz i oceanów, a także podwodne erupcje wulkanów. Jednocześnie miliardy ton wody są wprawiane w ruch w krótkim czasie. Po powierzchni oceanu biegną niskie fale z prędkością odrzutowca - 700-800 kilometrów na godzinę.

Na otwartym oceanie nawet najstraszniejsze tsunami nie są wcale niebezpieczne. Tragedie rozgrywają się, gdy fale tsunami zbliżają się do płytkiego wybrzeża. Na brzegu fale osiągają 10-15 metrów i więcej.

Konsekwencje tsunami mogą być katastrofalne: powodują ogromne zniszczenia, zabierają setki tysięcy istnień ludzkich.

Największa liczba tsunami pochodzi z wybrzeża Pacyfik(mniej więcej raz w roku).

Nauczyciel: Jaką pracę wykonuje woda we wszystkich tych przykładach?

(destrukcyjny)

Ale woda działa nie tylko destrukcyjnie. Woda z rzeki podczas wiosennej powodzi powoduje, że żyzny muł oddziela działki. Roślinność rozwija się na nich bardzo dobrze.

Ani jeden proces w żywych organizmach nie zachodzi bez udziału wody. Rośliny potrzebują go do wchłaniania substancji z gleby, przesuwania ich wzdłuż łodygi, liści w postaci roztworów do kiełkowania nasion.

Wszystkie żywe i nieożywione: każda gleba, skały, wszelkie przedmioty, ciała, organizmy - składają się z wody.

Na przykład w ludzkim ciele woda stanowi 60-80% całkowitej masy.

Woda odgrywa ważną rolę w życiu ludzkiego społeczeństwa. Człowiek zamienił zbiorniki wodne w szlaki transportowe, rzeki - źródło taniej energii elektrycznej.

Woda jest siedliskiem wielu organizmów żywych, których nie można znaleźć na lądzie (f fragment wideo filmu „Mieszkańcy mórz i oceanów”)

Zasoby wodne to bogactwo narodowe naszego kraju, które wymaga starannego traktowania: ścisłej rachunkowości, ochrony przed zanieczyszczeniami, oszczędnego użytkowania.

Nauczyciel: A Czy zawsze używamy wody oszczędnie?

Człowiek pamięta na zawsze:

Symbolem życia na ziemi jest woda!

Zapisz to i uważaj -

Nie jesteśmy sami na tej planecie!

III. Kotwiczenie

1. Pytania:

a) Jakie są nazwy wszystkich mórz i oceanów łącznie ( świat Ocean)

b) Nie morze, nie ląd - statki nie pływają i nie można chodzić ( bagno)

b) Picie wody dookoła to katastrofa ( morze)

d) Zgadnij, o jakiej substancji mówimy: Ta substancja jest bardzo powszechna w przyrodzie, ale praktycznie nie występuje w czystej postaci. Bez tej substancji życie jest niemożliwe. Wśród starożytnych ludów uważany był za symbol nieśmiertelności i płodności. Ogólnie jest to najbardziej niezwykła ciecz na świecie. Co to jest? ( woda).

2. Gra „Wykreśl nadmiar” (karty z zadaniem na stołach uczniów)

Zadanie: skreślić dodatkowe słowo i wyjaśnić dlaczego?

a) Śnieg, lód, para, grad.

b) Deszcz, płatek śniegu, morze, rzeka.

c) Grad, para wodna, śnieg, deszcz.

3. A teraz następne zadanie. Uzupełnij luki w tekście:

Woda ... rozpuszczalnik. Rozpuszcza ciała stałe.

Na przykład... : substancje płynne, na przykład... substancje gazowe,

na przykład…

Pod tym względem nie sposób znaleźć… wody w przyrodzie.

4. Gra „Dodatkowa nieruchomość”

Zadanie: skreślić właściwość, która nie dotyczy wody.

Nieruchomość:

a) Ma kolor, nie ma koloru.

b) ma smak, nie ma smaku.

c) Bezwonny, bezwonny.

d) Nieprzezroczysty, przezroczysty.

e) ma płynność, nie ma płynności.

e) Szybko się nagrzewa i szybko schładza, powoli nagrzewa i wolno stygnie.

g) Rozpuszcza piasek i kredę, rozpuszcza sól i cukier.

h) ma formę, nie ma formy.

Na tle muzyki

Nauczyciel:

Woda to wspaniały naturalny dar,

Żywy płynący i wolny,

Maluje obrazy naszego życia.

W swoich trzech ważnych hipostazach.

Teraz strumień, potem rzeka wije,

Wylewa się ze szkła na ziemię.

Zamarza jak cienki kawałek lodu

Pięknie nazwany płatek śniegu.

To nabiera lekkości pary:

Była tam i nagle jej nie było.

Świetny pracownik Voditsa,

Cóż, jak może nie podziwiać.

Podpływa do nas w chmurach,

Picie śniegu i deszczu

I niszczy i zadaje

A więc prosi o naszą opiekę.

IV. Praca domowa§ 23, zadanie 77 zeszyt ćwiczeń. strona 45

Energia tworzenia cząsteczek wody jest wysoka, wynosi 242 kJ/mol. To wyjaśnia stabilność wody w warunkach naturalnych. Jej stabilność w połączeniu z właściwościami elektrycznymi i strukturą molekularną sprawia, że ​​woda jest niemal uniwersalnym rozpuszczalnikiem dla wielu substancji. Wysoka stała dielektryczna określa największą moc rozpuszczania wody w stosunku do substancji, których cząsteczki są polarne. Od nie materia organiczna wiele soli, kwasów i zasad jest rozpuszczalnych w wodzie. Spośród substancji organicznych tylko te są rozpuszczalne w cząsteczkach, których znaczną część stanowią grupy polarne - wiele alkoholi, amin, kwasów organicznych, cukrów itp.

Rozpuszczaniu substancji w wodzie towarzyszy powstawanie słabych wiązań między ich cząsteczkami lub jonami a cząsteczkami wody. Zjawisko to nazywamy nawodnieniem. Substancje o strukturze jonowej charakteryzują się tworzeniem otoczek hydratów wokół kationów dzięki wiązaniu donor-akceptor z wolną parą elektronów atomu tlenu. Kationy są w większym stopniu uwodnione, im mniejszy jest ich promień i im wyższy ładunek. Aniony, zwykle mniej uwodnione niż kationy, wiążą cząsteczki wody wiązaniami wodorowymi.

W procesie rozpuszczania substancji zmienia się wielkość momentu elektrycznego dipola cząsteczek wody, zmienia się ich orientacja przestrzenna, niektóre wiązania wodorowe są zrywane, a inne tworzą się. Razem te zjawiska prowadzą do przebudowy struktury wewnętrznej.

Rozpuszczalność ciał stałych w wodzie zależy od charakteru tych substancji oraz temperatury i zmienia się w szerokim zakresie. Wzrost temperatury w większości przypadków zwiększa rozpuszczalność soli. Jednak rozpuszczalność związków takich jak CaSO 4 2H 2 O, Ca(OH) 2 maleje wraz ze wzrostem temperatury.

Przy wzajemnym rozpuszczaniu się cieczy, z których jedną jest woda, możliwe są różne przypadki. Na przykład alkohol i woda mieszają się ze sobą w dowolnym stosunku, ponieważ oba są polarne. Benzyna (ciecz niepolarna) jest praktycznie nierozpuszczalna w wodzie. Najbardziej ogólny jest przypadek ograniczonej wzajemnej rozpuszczalności. Przykładem są układy woda-eter i woda-fenol. Po podgrzaniu wzajemna rozpuszczalność dla niektórych cieczy wzrasta, dla innych maleje. Np. dla układu wodno-fenolowego wzrost temperatury powyżej 68°C prowadzi do nieograniczonej wzajemnej rozpuszczalności.

Gazy (na przykład NH 3 , CO 2 , SO 2) są z reguły wysoce rozpuszczalne w wodzie w tych przypadkach, gdy wchodzą w interakcje chemiczne z wodą; zwykle rozpuszczalność gazów jest niska. Wraz ze wzrostem temperatury zmniejsza się rozpuszczalność gazów w wodzie.

Należy zauważyć, że rozpuszczalność tlenu w wodzie jest prawie 2 razy wyższa niż rozpuszczalność azotu. W efekcie skład powietrza rozpuszczonego w wodzie zbiorników czy oczyszczalni różni się od atmosferycznego. Rozpuszczone powietrze jest wzbogacane w tlen, co jest bardzo ważne dla organizmów żyjących w środowisku wodnym.

Roztwory wodne, jak wszystkie inne, charakteryzują się obniżeniem temperatury zamarzania i wzrostem temperatury wrzenia. Jeden z wspólne właściwości rozwiązania przejawia się w zjawisku osmozy. Jeżeli dwa roztwory o różnych stężeniach są oddzielone półprzepuszczalną przegrodą, cząsteczki rozpuszczalnika przenikają przez nią z roztworu rozcieńczonego do stężonego. Mechanizm osmozy można zrozumieć, jeśli weźmiemy pod uwagę, że zgodnie z ogólną zasadą naturalną wszystkie układy molekularne dążą do stanu najbardziej równomiernego rozkładu (w przypadku dwóch roztworów chęć wyrównania stężeń po obu stronach przegroda).

Najpopularniejszym rozpuszczalnikiem na naszej planecie jest woda. Ciało przeciętnego człowieka ważącego 70 kg zawiera około 40 kg wody. Jednocześnie na płyn wewnątrz komórek opada około 25 kg wody, a 15 kg to płyn pozakomórkowy, na który składają się osocze krwi, płyn międzykomórkowy, płyn mózgowo-rdzeniowy, płyn wewnątrzgałkowy oraz płynna treść przewodu pokarmowego. W organizmach zwierzęcych i roślinnych zawartość wody zwykle przekracza 50%, aw niektórych przypadkach zawartość wody sięga 90-95%.

Ze względu na swoje anomalne właściwości woda jest wyjątkowym rozpuszczalnikiem, doskonale przystosowanym do życia.

Przede wszystkim woda dobrze rozpuszcza związki jonowe i wiele związków polarnych. Ta właściwość wody związana jest w dużej mierze z jej wysoką stałą dielektryczną (78,5).

Inną dużą klasą substancji, które są dobrze rozpuszczalne w wodzie, są takie polarne związki organiczne, jak cukry, aldehydy, ketony i alkohole. Ich rozpuszczalność w wodzie tłumaczy się tendencją cząsteczek wody do tworzenia wiązań polarnych z polarnymi grupami funkcyjnymi tych substancji, na przykład z grupami hydroksylowymi alkoholi i cukrów lub z atomem tlenu grupy karbonylowej aldehydów i ketonów. Poniżej znajdują się przykłady wiązań wodorowych, które są ważne dla rozpuszczalności substancji w układach biologicznych. Ze względu na dużą polarność woda powoduje hydrolizę substancji.

Ponieważ woda jest główną częścią wewnętrznego środowiska organizmu, zapewnia procesy wchłaniania, przemieszczania składników odżywczych i produktów przemiany materii w organizmie.

Należy zauważyć, że woda jest końcowym produktem biologicznego utleniania substancji, w szczególności glukozy. Powstawaniu wody w wyniku tych procesów towarzyszy uwolnienie dużej ilości energii – około 29 kJ/mol.

Ważne są również inne anomalne właściwości wody: wysoka napięcie powierzchniowe, niska lepkość, wysoka temperatura topnienia i wrzenia oraz wyższa gęstość w stanie ciekłym niż w stanie stałym.

Woda charakteryzuje się obecnością asocjatów - grup cząsteczek połączonych wiązaniami wodorowymi.

w zależności od powinowactwa do wody grupy funkcyjne rozpuszczone cząstki dzielą się na hydrofilowe (przyciągające wodę), łatwo solwatowane przez wodę, hydrofobowe (odpychające wodę) i difilowe.

Grupy hydrofilowe obejmują polarne grupy funkcyjne: hydroksyl -OH, amino -NH2, tiol -SH, karboksyl -COOH. Do hydrofobowych - niepolarnych grup, takich jak rodniki węglowodorowe: CH3-(CH2) p -, C 6 H 5 -. Aminokwasy obejmują substancje (aminokwasy, białka), których cząsteczki zawierają zarówno grupy hydrofilowe (-OH, -NH 2, -SH, -COOH) jak i hydrofobowe: (CH 3 - (CH 2) p, - C6H5-).

Po rozpuszczeniu substancji amfifilowych struktura wody zmienia się w wyniku oddziaływania z grupami hydrofobowymi. Zwiększa się stopień uporządkowania cząsteczek wody w pobliżu grup hydrofobowych, a kontakt cząsteczek wody z grupami hydrofobowymi jest ograniczony do minimum. Grupy hydrofobowe, kojarzące się, wypychają cząsteczki wody poza obszar ich lokalizacji.

Metody uzdatniania wody- metody oddzielania wody od niepożądanych zanieczyszczeń i pierwiastków. Istnieje kilka metod czyszczenia i wszystkie dzielą się na trzy grupy metod:

mechaniczny

fizyczne i chemiczne

biologiczny

Najtańsze - czyszczenie mechaniczne - służy do oddzielania zawiesin. Główne metody to odcedzenie, osadzanie i filtrowanie. Są używane jako etapy wstępne.

Oczyszczanie chemiczne służy do izolowania rozpuszczalnych zanieczyszczeń nieorganicznych ze ścieków. Podczas oczyszczania ścieków odczynnikami są one neutralizowane, uwalniane są rozpuszczone związki, ścieki są odbarwiane i dezynfekowane.

Oczyszczanie fizyczne i chemiczne służy do oczyszczania ścieków z cząstek gruboziarnistych i drobnych, zanieczyszczeń koloidalnych, związków rozpuszczonych. Wydajna, ale jednocześnie droga metoda czyszczenia.

Metody biologiczne służą do usuwania rozpuszczonych związków organicznych. Metoda opiera się na zdolności drobnoustrojów do rozkładu rozpuszczonego związki organiczne.

Obecnie z ogólnej ilości ścieków 68% wszystkich ścieków poddawana jest obróbce mechanicznej, 3% oczyszczaniu fizykochemicznemu, a 29% oczyszczaniu biologicznemu. W przyszłości planowane jest zwiększenie udziału sprzątania metoda biologiczna do 80%, co poprawi jakość uzdatnionej wody.

Główną metodą poprawy jakości oczyszczania ze szkodliwych emisji przez przedsiębiorstwa w gospodarce rynkowej jest system kar, a także system opłat za korzystanie z oczyszczalni.

Halogeny(z greckiego ἁλός - sól i γένος - urodzenie, pochodzenie; czasami używa się przestarzałej nazwy halogenki) - pierwiastki chemiczne 17 grupy układu okresowego pierwiastków pierwiastki chemiczne D. I. Mendelejew (według przestarzała klasyfikacja- elementy głównej podgrupy grupy VII).

Reagują z prawie wszystkimi prostymi substancjami, z wyjątkiem niektórych niemetali. Wszystkie halogeny są utleniaczami energetycznymi, dlatego w przyrodzie występują tylko w postaci związków. Wraz ze wzrostem numeru seryjnego zmniejsza się aktywność chemiczna halogenów, zmniejsza się aktywność chemiczna jonów halogenkowych F - , Cl - , Br - , I - , At -.

Halogeny obejmują fluor F, chlor Cl, brom Br, jod I, astatyn At i (formalnie) sztuczny pierwiastek ununseptium Uus.

Wszystkie halogeny są niemetalami. Na zewnętrznym poziomie energii 7 elektronów jest silnymi utleniaczami. Podczas interakcji z metalami powstaje wiązanie jonowe i tworzą się sole. Halogeny (oprócz F), gdy wchodzą w interakcje z bardziej elektroujemnymi pierwiastkami, mogą również wykazywać właściwości redukujące do najwyższy stopień utlenianie +7.

Cechy chemii fluoru

najbardziej elektroujemny pierwiastek w układzie okresowym, wszystko pali się w atmosferze fluoru, nawet tlenu!

OD Wolny fluor to zielonkawo-żółty gaz o charakterystycznym ostrym i nieprzyjemnym zapachu. Jego gęstość powietrza wynosi 1,13, temperatura wrzenia -187°C, temperatura topnienia -219°C. Względny masa atomowa fluor wynosi 19. We wszystkich jego związkach fluor jest jednowartościowy. Atomy fluoru łączą się ze sobą, tworząc cząsteczki dwuatomowe.

Fluor tworzy związki, bezpośrednio lub pośrednio, ze wszystkimi innymi pierwiastkami, w tym z niektórymi gazami szlachetnymi.

Fluor łączy się z wodorem nawet w temperaturze –252°C. W tej temperaturze wodór przechodzi w stan ciekły, a fluor krzepnie, a mimo to reakcja przebiega z tak silnym wydzielaniem ciepła, że ​​dochodzi do wybuchu. Przez długi czas związek fluoru z tlenem nie był znany, ale w 1927 r. francuskim chemikom udało się uzyskać difluorek tlenu, który powstaje w wyniku działania fluoru na słaby roztwór zasady:

2F 2 + 2NaOH \u003d 2NaF + OF 2 + H 2 O.

Fluor nie łączy się bezpośrednio z azotem, ale w 1928 roku znanemu specjaliście od fluoru Otto Ruff udało się uzyskać pośrednio trifluorek azotu NF 3 . Znane są również inne związki fluoru zawierające azot. Siarka pod wpływem jej działania zapala się pod wpływem powietrza. Węgiel drzewny zapala się w atmosferze fluoru w zwykłych temperaturach.

Najprostszy sposób gaszenia pożarów - woda - spala się w strumieniu fluoru z jasnofioletowym płomieniem.

Wszystkie metale oddziałują z fluorem w określonych warunkach. metale alkaliczne zapalać się w jego atmosferze nawet w temperaturze pokojowej. Srebro i złoto bardzo powoli oddziałują z fluorem na zimno i spalają się w nim po podgrzaniu. Platyna w normalnych warunkach nie reaguje z fluorem, ale spala się w nim po podgrzaniu do 500–600 °C.

Ze związków innych halogenów z metalami fluor wypiera wolne halogeny, zajmując ich miejsce. Tlen jest również łatwo wypierany przez fluor z większości związki tlenu. Na przykład fluor rozkłada wodę z uwolnieniem tlenu (z domieszką ozonu):

H 2 O + F 2 \u003d 2HF + O.

W połączeniu z wodorem fluor tworzy związek gazowy - fluorowodór HF. Roztwory wodne fluorowodór nazywa się kwasem fluorowodorowym. Gazowy HF to bezbarwny gaz o ostrym zapachu, który jest bardzo szkodliwy dla układu oddechowego i błon śluzowych. Zwykłym sposobem jej uzyskania jest działanie kwasu siarkowego na fluoryt CaF 2 :

CaF 2 + H 2 SO 4 \u003d CaSO 4 + 2HF.

Cząsteczki fluorowodoru charakteryzują się zdolnością do asocjacji (łączenia). W temperaturze około 90 °C otrzymuje się prostą cząsteczkę HF o względnym waga molekularna 20, ale gdy temperatura spadnie do 32 ° C, pomiary prowadzą do podwojonego wzoru H 2 F 2. W temperaturze wrzenia fluorowodoru równej 19,4 °C pojawiają się asocjaty H 3 F 3 i H 4 F 4 . W niższych temperaturach skład asocjatów fluorowodoru jest jeszcze bardziej złożony.

Kwas fluorowodorowy działa na wszystkie metale z wyjątkiem złota i platyny. Kwas fluorowodorowy działa bardzo wolno na miedź i srebro. Słabe jej rozwiązania nie mają absolutnie żadnego wpływu na cynę, miedź i brąz.

Odporny na działanie kwasu fluorowodorowego i ołowiu, który pokryty jest warstwą fluorku ołowiu, która chroni metal przed dalszym zniszczeniem. Dlatego ołów służy również jako materiał na urządzenia do produkcji kwasu fluorowodorowego.

Tendencja cząsteczek HF do asocjacji prowadzi do tego, że oprócz średnich soli kwasu fluorowodorowego znane są również kwaśne, np. KHF 2 (fluor otrzymuje się z niego przez elektrolizę). To jest jego różnica w stosunku do innych kwasów halogenowodorowych, które dają tylko średnie sole.

Funkcja kwas fluorowodorowy, co wyróżnia go spośród wszystkich innych kwasów, to niezwykle łatwy wpływ na krzemionkę SiO 2 i sole kwasu krzemowego:

SiO2 + 4HF \u003d SiF4 + 2H2O.

Tetrafluorek krzemu SiF 4 to gaz, który ulatnia się podczas reakcji.

Kwas fluorowodorowy powoduje korozję szkła działając na krzemionkę, która wchodzi w skład szkła, dlatego nie można go przechowywać w szklanych naczyniach.

Spośród substancji organicznych kwas fluorowodorowy działa na papier, drewno, korek, zwęglając je. Ma niewielki wpływ na plastik, w ogóle nie wpływa na parafinę, co stosuje się przy przechowywaniu kwasu fluorowodorowego w naczyniach wykonanych z tego materiału.

F torus jest dość powszechny w przyrodzie. Jego udział procentowy w skorupie ziemskiej zbliża się do zawartości takich pierwiastków jak azot, siarka, chrom, mangan i fosfor. Jednak tylko dwa minerały fluoru, fluoryt i kriolit, mają znaczenie przemysłowe. Ponadto fluor zawarty jest w stosunkowo niewielkiej ilości w składzie apatytów. Podczas przetwarzania naturalnych fosforanów na nawozy sztuczne jako produkty uboczne otrzymuje się związki fluoru.

Fluor, inaczej zwany fluorytem, ​​to w składzie fluorek wapnia CaF 2. W naturze fluoryt może występować zarówno w postaci pojedynczych kryształów, jak i ciągłych mas. Geolodzy wyjaśniają powstawanie osadów fluorytu w następujący sposób. Kiedy raz płynna masa ostygnie skorupa Ziemska w jego wnętrzu powstały pęknięcia i puste przestrzenie. Kiedy roztwory lub gazy wulkaniczne zawierające fluor przedostały się do takich pustych przestrzeni, które powstały w skałach zawierających w swoim składzie wapń, zachodziła interakcja między wapniem ze skały a fluorem roztworu lub gazu. W wyniku tej interakcji puste przestrzenie wypełniły się masą fluorku wapnia. To jest pochodzenie fluorytu.

Różnorodność kolorów fluorytu jest godna uwagi: może być całkowicie bezbarwny (przezroczysty), biały, różowy, niebieski, zielony, czerwony, fioletowy. Jego najczęstsze kolory to zielony i fioletowy.

Potężne złoża fluorytu znajdują się w amerykańskich stanach Illinois, Kentucky, Kolorado.

Do tej pory fluor pierwiastkowy znalazł jedyne szerokie zastosowanie: w dezynfekcji wody pitnej. Ale w przeciwieństwie do jego analogu chloru, który służy bezpośrednio temu samemu celowi, fluor jest tu używany pośrednio. Działanie fluoru na wodę wytwarza ozon, który służy do sterylizacji wody pitnej.

Nawiasem mówiąc, z wodą pitną fluor dostaje się do naszego organizmu. Przy braku fluoru zmniejsza się odporność szkliwa zębów na kwasy zawarte w pożywieniu.

Wiele substancji zawierających fluor jest bardzo ważnych dla nowoczesna nauka i technologia. Duże znaczenie zyskały związki fluoru z węglem, zwane fluorowęglowodorami. Nie występują w naturze i są pozyskiwane wyłącznie sztucznie. Fluorowęglowodory mają szereg cennych właściwości: nie palą się, nie korodują, nie gniją itp. Możliwości ich praktycznego zastosowania stale się poszerzają. Na przykład pochodne fluorochloru najprostszych węglowodorów (CH 4 i inne) - tak zwane freony - są szeroko stosowane jako czynniki chłodnicze w agregatach chłodniczych na statkach, w wagonach kolejowych, domowych lodówkach itp.

Chlor cząsteczkowy i jego główne związki

Woda- najpowszechniejsza substancja na Ziemi, zajmuje około czterech piątych powierzchni Ziemi. To jest jedyny związek chemiczny, który w naturalne warunki istnieje jako ciecz solidny(lód) i gaz (para wodna). Woda odgrywa kluczową rolę ważna rola w przemyśle, życiu codziennym i praktyce laboratoryjnej; jest to absolutnie konieczne do utrzymania życia. Około dwie trzecie Ludzkie ciało to woda, a wiele produktów spożywczych składa się głównie z wody.

Budowa i właściwości fizyczne wody. W 1860 włoski chemik Stanislav Cannizzaro, badający związki organiczne zawierające grupy -OH, nazwane przez niego hydroksyl, ostatecznie ustalono, że woda ma wzór H 2 0.

Woda jest kowalencyjnym związkiem molekularnym. Połączenie ON-ON polarny kowalencyjny; kąt - 104,5°. Tlen, jako atom bardziej elektroujemny (elektroujemność to zdolność przyciągania do siebie całkowitej gęstości elektronowej podczas tworzenia wiązania), przyciąga do siebie gęstość elektronową wspólną z atomem wodoru I dlatego niesie częściowy ładunek ujemny; atomy wodoru, od których przesunięta jest gęstość elektronowa, niosą częściowy ładunek dodatni. Więc cząsteczka wody jest dipol, tych. ma regiony naładowane dodatnio i ujemnie. Woda jest przejrzystą, bezbarwną cieczą o wielu anomalnych właściwościach. właściwości fizyczne. Na przykład ma nienormalnie wysokie temperatury zamarzania i wrzenia, a także napięcie powierzchniowe. Rzadką cechą wody jest to, że jej gęstość w stanie ciekłym w temperaturze 4°C jest większa niż lodu. Dlatego lód unosi się na powierzchni wody. Te anomalne właściwości wody tłumaczy się istnieniem w niej wiązań wodorowych, które wiążą ze sobą cząsteczki zarówno w stanie ciekłym, jak i stałym. Woda źle się przewodzi Elektryczność, ale staje się dobrym przewodnikiem, jeśli rozpuszczą się w nim nawet niewielkie ilości substancji jonowych.

Właściwości chemiczne wody

1. Reakcje kwasowo-zasadowe. Woda ma amfoteryczny nieruchomości. Oznacza to, że może działać zarówno jako kwas, jak i zasada. Jej amfoteryczne właściwości wynikają ze zdolności wody do samojonizacji:

Dzięki temu woda może być z jednej strony akceptorem protonów, a z drugiej strony donorem protonów:

2. Reakcje redoks. Woda ma zdolność działania: utleniacz, jak również w roli Środek redukujący. Utlenia metale znajdujące się w elektrochemicznym szeregu napięć powyżej cyny. Na przykład w reakcji sodu z wodą

zachodzi następujący proces utleniania:

W tej reakcji woda pełni rolę środka redukującego:

Innym przykładem podobnej reakcji jest interakcja między magnezem a parą wodną:

Woda działa jako utleniacz w procesach korozji. Na przykład jeden z procesów zachodzących w przypadku rdzy żelaza jest następujący:

Woda jest ważnym czynnikiem redukującym w procesach biochemicznych. Na przykład niektóre etapy cyklu kwasu cytrynowego obejmują redukcję wody:

Ten proces przeniesienia elektronu ma również bardzo ważne w redukcji organicznych związków fosforanowych podczas fotosyntezy. Cykl kwasu cytrynowego i fotosynteza to złożone procesy obejmujące szereg następujących po sobie reakcji chemicznych. W obu przypadkach zachodzące w nich procesy przenoszenia elektronów nie zostały jeszcze w pełni wyjaśnione.

• 3.Uwodnienie. Cząsteczki wody są zdolne do solwatowania zarówno kationów, jak i anionów. Ten proces nazywa się uwodnienie. Woda uwodniona w kryształkach soli nazywana jest wodą krystalizacyjną. Cząsteczki wody są zwykle związane z kationem, który solwatują wiązaniami koordynacyjnymi. Zawartość wody hydratacyjnej wskazuje wzór substancji: CuS0 4 4H 2 0.
• 4. Hydroliza. Hydroliza to reakcja jonu lub cząsteczki z wodą. Przykładem tego typu reakcji może być reakcja chlorowodoru z wodą, w wyniku której powstaje kwasu solnego. Innym przykładem jest hydroliza chlorku żelaza(III):

5. Oddziaływanie z tlenkami metali aktywnych: CaO + H 2 0 =

6. Oddziaływanie z tlenkami niemetali: P 2 0 5 + H 2 0 \u003d 2HP0 3.

Woda jest szeroko stosowana jako rozpuszczalnik w chemii

technologii, a także w praktyce laboratoryjnej. Jest uniwersalnym rozpuszczalnikiem niezbędnym do zachodzenia reakcji biochemicznych. Faktem jest, że woda doskonale rozpuszcza związki jonowe, a także wiele związków kowalencyjnych. Zdolność wody do dobrego rozpuszczania wielu substancji wynika z polarności jej cząsteczek, które, gdy substancje jonowe są rozpuszczone w wodzie, są zorientowane wokół jonów, tj. rozwiąż je. Wodne roztwory substancji jonowych to elektrolity. Rozpuszczalność związków kowalencyjnych w wodzie zależy od ich zdolności do tworzenia wiązań wodorowych z cząsteczkami wody. Proste związki kowalencyjne, takie jak dwutlenek siarki, amoniak i chlorowodór rozpuszczają się w wodzie. Tlen, azot i dwutlenek węgla są słabo rozpuszczalne w wodzie. Wiele związków organicznych zawierających atomy pierwiastków elektroujemnych, takich jak tlen czy azot, jest rozpuszczalnych w wodzie. Jako przykład podajemy etanol C 2 H 5 OH, kwas octowy CH3COOH, cukier Ci 2 H 22 0 6. Obecność w wodzie nielotnych substancji rozpuszczonych, takich jak chlorek sodu czy cukier, obniża prężność pary i temperaturę zamarzania wody, ale podnosi jej temperaturę wrzenia. Obecność w wodzie rozpuszczalnych soli wapnia i magnezu (twardość wody) utrudnia jej wykorzystanie w procesach technologicznych.

Sztywność woda jest podzielona na tymczasowy (węglan, ze względu na obecność wodorowęglanów wapnia Ca (HC0 3) 2

oraz magnez Mg (NHOS) 2) i trwały (niewęglanowy) sztywność. Według GOST R 52029-2003 twardość wyraża się w stopniach twardości (°F), co odpowiada stężeniu pierwiastka ziem alkalicznych, liczbowo równemu "/2 jego mola, wyrażonemu w mg / dm 3 (g / m 3) Wodę wyróżnia się wartością twardości całkowitej miękki(do 2 mg-eq/l), średnia twardość(2-10 meq/l) i trudny(ponad 10 mg-eq/l).

Twardość wody ze źródeł powierzchniowych ulega znacznym wahaniom w ciągu roku; jest maksymalna pod koniec zimy, minimalna - w okresie powodzi (na przykład twardość wody Wołgi w marcu wynosi 4,3 mg-eq / l, w maju - 0,5 mg-eq / l). W wodach gruntowych twardość jest zwykle wyższa (do 80-100 mg-eq/l) i zmienia się mniej w ciągu roku.

Rozpuszczalność gazów w wodzie zależy od temperatury i ciśnienia cząstkowego gazu nad wodą: im niższa temperatura i im wyższe ciśnienie cząstkowe gazu nad wodą, tym wyższe stężenie gazu w cieczy.

Rozpuszczalność większości ciał stałych rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Kiedy ciało stałe się rozpuszcza, zachodzą dwa procesy:

• 1) proces niszczenia sieci krystalicznej. Ten proces wymaga energii, więc jest endotermiczny",
• 2) proces tworzenia hydratów (solwatów) przebiega wraz z uwolnieniem energii.

Całkowite ciepło rozpuszczania jest sumą ciepła tych dwóch procesów, więc rozpuszczanie może zachodzić zarówno ze wzrostem, jak i spadkiem temperatury.

Rozwiązanie nazywa się jednorodnym (jednorodnym) systemem składającym się z dwóch lub więcej elementów. Podstawowymi składnikami roztworu są rozpuszczalnik i substancja rozpuszczona, taka jak cukier rozpuszczony w wodzie. Pojedynczy rozpuszczalnik może zawierać kilka substancji rozpuszczonych. Na przykład podczas przygotowywania marynaty cukier, sól i kwas octowy rozpuszcza się w wodzie. Soluty przy tym samym zagregowanym stanie składników, zwykle uwzględnia się składniki, których brakuje, natomiast uwzględnia się składnik, który jest w nadmiarze rozpuszczalnik. Przy różnych stanach skupienia składników roztworu rozpuszczalnik jest zwykle uważany za składnik, którego stan skupienia pokrywa się z stan skupienia rozwiązanie. Na przykład w przypadku ciekłych roztworów ciał stałych i gazów, rozpuszczalnik jest zawsze uważany za składnik ciekły, niezależnie od stężenia substancji rozpuszczonych. Jeśli do przygotowania roztworu stosuje się dwie ciecze, rozpuszczalnikiem jest ten w nadmiarze. Jeśli do przygotowania roztworu stosuje się wodę, rozpuszczalnikiem jest woda.

W odniesieniu do wody praktycznie wszystkie substancje można podzielić na dwie grupy:

1. Hydrofilowy(z greckiego „phileo” - kochać, o pozytywnym powinowactwie do wody ). Substancje te mają cząsteczkę polarną, w tym atomy elektroujemne (tlen, azot, fosfor itp.). W rezultacie poszczególne atomy takich cząsteczek również uzyskują częściowe ładunki i tworzą wiązania wodorowe z cząsteczkami wody. Przykłady: cukry, aminokwasy, kwasy organiczne.
2. Hydrofobowy(z greckiego „phobos” - strach, o ujemnym powinowactwie do wody ). Cząsteczki takich substancji są niepolarne i nie mieszają się z rozpuszczalnikiem polarnym, którym jest woda, ale są łatwo rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych, na przykład w eterze i tłuszczach. Przykładem może być węglowodory liniowe i cykliczne. włącznie z benzen.

Ponadto funkcja transportu płynów wewnętrznych jest bezpośrednio związana z właściwością wody jako rozpuszczalnika zarówno u zwierząt wielokomórkowych (krew, limfa, hemolimfa, płyn celomiczny), jak i u roślin wielokomórkowych.

5. Woda jako odczynnik.
Znaczenie wody jest również związane z jej właściwości chemiczne- w jaki sposób zwykła sprawa wchodząc do reakcje chemiczne z innymi substancjami. Najważniejsze z nich to rozszczepianie wody przez światło ( fotoliza) w fazie światła fotosynteza, udział wody jako niezbędnego odczynnika w reakcjach rozszczepiania złożonych biopolimerów (takie reakcje nie są przypadkowo nazywane reakcje hydrolizy ). I odwrotnie, podczas reakcji tworzenia biopolimerów, polimeryzacji, uwalniana jest woda.
Pytanie 4. Jaką nieścisłość w ostatnim zdaniu poprawiłby chemik?