МОУ Манінський ЗОШ

Відкритий урок з географії

V клас

Вчитель:

2008 р.

Тема урока: «Вода – розчинник. Робота води у природі».

Цілі уроку:

Ознайомити учнів із значенням води Землі.

Дати поняття про розчини та суспензії, розчинні та нерозчинні у воді речовини

Показати роботу води в природі (творчу та руйнівну)

Виховувати дбайливе ставлення до води, любов до прекрасного.

Обладнання:карта півкуль, глобус, висловлювання про воду, таблиці «Морський прибій», «Печера», «Океан», «Мешканці морів та океанів», «Вивітрювання», пробірки з водою, сіль, пісок, фільтр, магнітофон, телевізор, мультимедійний проектор .

Хід уроку.

I.Організаційний момент.

ІІ.Вивчення нового матеріалу.

Урок починається із перегляду фрагмента фільму про воду.

На тлі тихої музики, що відбиває звуки води.

Вчитель:

Безмежна ширь океану

І тиха заводь ставка,

І все це лише вода,

Тема нашого уроку «Вода – розчинник. Робота води у природі».

Про роль води в природі яскраво та точно сказав академік. «Хіба вода – це лише рідина, що налили у склянку?

Океан, що покриває майже всю планету, всю нашу чудову Землю, де мільйони років тому зародилося життя – це вода».

Хмари, хмари, туман, що несуть вологу всьому живому на земній поверхні - це теж вода.

У мережива ніби одягнені

Дерева, кущі, дроти,

І здається казкою це

А, по суті, лише вода.

Безмежне різноманіття життя. Вона всюди на планеті. Але життя є лише там, де є вода. Немає живої істоти, якщо води немає. Так, мова у нас сьогодні на уроці піде про воду, про Царицю – Водіцю. Проведемо невелику розминку.

Відгадайте загадки.

1. Під землею ходить,

На небо дивиться. ( джерело)

2. Що бачимо, коли нічого не видно. ( туман)

3. Увечері додолу злітає,

Ніч на землі перебуває,

Вранці знову відлітає. ( роса)

4. Без крил летять,

Без ніг біжать,

Без вітрила пливуть. ( хмари)

5. Не кінь, а біжить,

Чи не ліс, а шумить. ( річка, струмок).

6. Приходив - стукав по даху,

Ішов - ніхто не чув. ( дощ)

Погляньмо на глобус. Наша планета названа Землею за явним непорозумінням: на сушу припадає ¼ частина її території, а все інше - вода. Правильно було б назвати її планетою Вода! Води на землі багато, але абсолютно чистої води в природі немає, в ній завжди присутні, якісь домішки одні з них бажані, тому що потрібні організму людини. Інші можуть бути небезпечними для здоров'я і робити воду непридатною для використання.

1. Вода – розчинник.

Немає таких речовин, які хоча б малою мірою не розчинялися у воді. У воді незначною мірою розчиняються навіть золото, срібло, залізо, скло. Вчені підрахували, що, наприклад, коли ми випиваємо склянку гарячого чаю, разом з ним поглинаємо приблизно 0,0001 розчиненого скла. Через здатність води розчиняти інші речовини її ніколи не можна назвати абсолютно чистою.

Демонстрація досвіду:вода, як розчинник.

Насипаємо в склянку з водою сіль та розмішуємо її ложкою. Що відбувається із кристалами солі? Вони стають дедалі менше і скоро зовсім зникають. Але чи зникла сіль?

Ні. Вона розчинилася у воді. Ми отримали розчин солі.

Пропустимо розчин солі через фільтр. На фільтрі нічого не осіло. Розчин солі вільно пройшов крізь фільтр. Що називається розчином?

Розчин - рідина, що містить сторонні речовини, які рівномірно розподілені в ній .

Демонстрація досвіду:досвід із глиною.

Зробимо такий же досвід із глиною. Частинки глини плавають у воді. Пропустимо воду через фільтр. Вода пройшла через нього, а частинки глини залишились на фільтрі.

З цього досвіду можна зробити висновок, що глина не розчиняється у воді.

Чим відрізняються результати двох дослідів? ( вода з розчиненою сіллю прозора, а вода з глиною – ні)

Дійсно, у природній воді можуть бути різні частинки, які в ній не розчиняються. Такі частки роблять її каламутною. У цьому випадку говорять про суспензії. Постоявши якийсь час, каламутна рідина стає прозорою. Нерозчинні частинки речовини опускаються на дно. А в розчинах, хоч би скільки вони стояли, речовини на дно не осідають.

Люди давно помітили, що вода, налита у срібні судини, довго не псується. Справа в тому, що в ній міститься розчинене срібло, яке згубно діє на бактерії, що знаходяться у воді. "Срібна" вода використовується космонавтами під час польотів.

Як можна приготувати срібну воду в домашніх умовах?

У воді розчиняються не тільки тверді та рідкі речовини, але й гази: кисень, азот, вуглекислий газ.

Розчиненим у воді киснем дихають риби, рослини та тварини.

Одержання газованої води ґрунтується на розчиненні у воді вуглекислого газу.

Фізкультхвилинка «Вода – не вода»

Гра на уважність. Я називаю слова. Якщо назване слово означає, що містить воду (хмара), то діти повинні встати. Якщо предмет або явище має непряме відношення до води (корабель), то діти піднімають руку. Якщо називається предмет або явища, що не має жодного зв'язку з водою (вітер), діти ляскають у долоні.

Калюжа, катер, дощ, пісок, водоспад, камінь, водолаз, сніг, дерево, пляж, тюлень, машина, хмара.

2. Робота води у природі.

Багато явищ на поверхні Землі відбувається за участю води.

Так, струмки талої води, об'єднуючись, стають грізними потоками і можуть принести великі руйнування. Так утворюються яри ( демонстрація "барельєфу", "освіта яру").

Вода змиває верхній шар родючого ґрунту.

Під дією води повільно руйнуються гірські породи. оповідання за таблицею «Вивітрювання»). У народі існує прислів'я «Вода камінь точить».

Просочуючи в землю, вода розмиває та розчиняє різні породи. Так під землею утворюються порожнечі – печери ( таблиця "Печери").

Добре відомі страшні стихійні лиха – повені та цунамі.

Під час повеней та цунамі вода зносить мости, руйнує береги та споруди, знищує посіви культурних рослин, забирає людські життя.

Повідомлення учня «Повені».

Повінь – це затоплення місцевості, населених пунктів, промислових та сільськогосподарських об'єктів, що завдає шкоди. Повені призводить до руйнування господарських об'єктів, загибелі посівів, лісів та вимушеної евакуації населення із зони затоплення. Повені, які призводять не лише до руйнувань, а й до людських жертв, називають катастрофічними.

Їхньою причиною можуть бути сильні зливи, дружне танення снігів після багатосніжної зими.

Повідомлення учня «Цунамі»

Цунамі – рідкісне, але дуже грізне явище природи. Слово «цунамі» у перекладі з японської означає «велика хвиля, що заливає бухту». Ці хвилі можуть бути незначними і навіть непомітними, але можуть бути катастрофічними. Руйнівні цунамі викликаються головним чином сильними землетрусами на великих глибинах морів і океанів, а також підводними виверженнями вулканів. При цьому в короткі проміжки часу рухається мільярди тонн води. Виникають невисокі хвилі, що біжать поверхнею океану зі швидкістю реактивного літака – 700-800 кілометрів на годину.

У відкритому океані навіть найгрізніші цунамі зовсім не є небезпечними. Трагедії розігруються при підході хвиль цунамі до району прибережного мілководдя. На березі хвилі сягають 10-15 метрів і вище.

Наслідки цунамі бувають катастрофічними: завдають величезних руйнувань, забирають сотні тисяч людських життів.

Найбільша кількість цунамі зароджується на узбережжі моря (приблизно щорічно).

Вчитель:яку роботу виконує вода у всіх цих прикладах?

(руйнівну)

Але вода здійснює не лише руйнівну роботу. Річкова вода під час весняної повені завдає родючого мулу, на окремі ділянки землі. Там дуже добре розвивається рослинність.

Жоден процес у живих організмах не минає без участі води. Рослинам вона необхідна для поглинання речовин із ґрунту, просування їх по стеблі, листочкам, у вигляді розчинів, для проростання насіння.

Все живе і неживе: будь-які ґрунти, гірські породи, всі предмети, тіла, організми складаються з води.

Наприклад, у людському тілі частку води припадає 60 – 80% від усієї маси.

Важливу роль грає вода у житті людського суспільства. Людина перетворила водойми на транспортні шляхи, річкові потоки - джерело дешевої електроенергії.

Вода є довкіллям багатьох живих організмів, яких не зустрінеш на суші (ф рагмент відео фільму «Мешканці морів та океанів»)

Водні ресурси – національне багатство нашої країни, яке потребує дбайливого ставлення: суворого обліку, охорони від забруднення, економного використання.

Вчитель: Ачи завжди економно ми використовуємо воду?

Людина запам'ятай назавжди:

Символ життя на землі – вода!

Заощаджуй її і береги -

Адже ми на планеті не одні!

III. Закріплення

1. Запитання:

а) Як називаються всі моря та океани разом узяті ( світовий океан)

б) Чи не море, не земля - ​​кораблі не плавають і ходити не можна ( болото)

б) Навколо вода з питтям - біда ( море)

г) Відгадайте, про яку речовину йдеться: Ця речовина дуже поширена в природі, але у чистому вигляді практично не зустрічається. Без цієї речовини життя неможливе. У стародавніх народів воно вважалося символом безсмертя та родючості. Загалом - це надзвичайна рідина на світі. Що це? ( вода).

2. Гра «Закресли зайве» (На столах учнів картки із завданням)

Завдання: викреслити зайве слово та пояснити чому?

а) Сніг, лід, пара, град.

б) Дощ, сніжинка, море, річка.

в) Град, водяна пара, сніг, дощ.

3. А тепер наступне завдання. Заповніть перепустки в тексті:

Вода … розчинник. У ньому розчиняються тверді речовини.

Наприклад: рідкі речовини, наприклад, газоподібні речовини,

наприклад…

У зв'язку з цим у природі не можна виявити… води.

4. Гра «Зайва властивість»

Завдання: закресліть властивість, яка не відноситься до води.

Властивість:

а) Має колір, немає кольору.

б) Має смак, немає смаку.

в) Має запах, немає запаху.

г) Непрозора, прозора.

д) Має плинність, не володіє плинністю.

е) Швидко нагрівається і швидко остигає, повільно нагрівається та повільно остигає.

ж) Розчиняє пісок і крейду, розчиняє сіль та цукор.

з) має форму, немає форму.

На тлі музики

Вчитель:

Вода - чудовий дар природний,

Живий текучий та вільний,

Картини нашого життя фарбує.

У своїх трьох важливих іпостасях.

То струмком, то річкою в'ється,

То зі склянки додолу ллється.

То застигає тонкою крижинкою,

Гарно названа сніжинка.

То знаходить легкість пари:

Була – і раптом її не стало.

Великий трудівник водиця,

Ну як їй не захопитися.

Вона пливе до нас хмарами,

Напуває снігами та дощами,

І руйнує та завдає,

І так турботи нашої просить.

IV. Завдання додому§ 23, завдання 77 робочий зошит. стор. 45

Енергія утворення молекул води висока, вона становить 242 кДж/моль. Цим пояснюється стійкість води у природних умовах. Стійкість у поєднанні з електричними характеристиками та молекулярною будовою роблять воду практично універсальним розчинником для багатьох речовин. Висока діелектрична проникність обумовлює найбільшу розчинну здатність води по відношенню до речовин, молекули яких полярні. З неорганічних речовин у воді розчиняються дуже багато солі, кислоти і основи. З органічних речовин розчиняються лише ті, у молекулах яких полярні групи становлять значну частину – багато спиртів, амінів, органічних кислот, цукру тощо.

Розчинення речовин у воді супроводжується утворенням слабких зв'язків між їх молекулами або іонами та молекулами води. Це називається гідратацією. Для речовин з іонною структурою характерно формування гідратних оболонок навколо катіонів за рахунок донорно-акцепторного зв'язку з неподіленою парою електронів атома кисню. Катіони гідратовані тим більшою мірою, чим менше їхній радіус і вищий заряд. Аніони зазвичай менш гідратовані, ніж катіони, приєднують молекули води водневими зв'язками.

У процесі розчинення речовин змінюється величина електричного моменту диполя молекул води, змінюється їх просторова орієнтація, розриваються одні та утворюються інші водневі зв'язки. У сукупності ці явища призводять до розбудови внутрішньої структури.

Розчинність твердих речовин у воді залежить від природи цих речовин і температури та змінюється у широких межах. Підвищення температури здебільшого збільшує розчинність солей. Однак розчинність таких сполук, як CaSО 4 ·2H 2 Про, Ca(OH) 2 при підвищенні температури знижується.

При взаємному розчиненні рідин, однією з яких є вода, можливі різні випадки. Наприклад, спирт і вода змішуються один з одним у будь-яких співвідношеннях, тому що обидва полярні. Бензин (неполярна рідина) у воді практично нерозчинний. Найбільш загальним є випадок обмеженої взаємної розчинності. Прикладом можуть бути системи вода-ефір, вода-фенол. При нагріванні взаємна розчинність одних рідин зростає, інших – зменшується. Наприклад, для системи вода-фенол підвищення температури вище 68 ° С призводить до необмеженої взаємної розчинності.

Гази (наприклад, NH 3 , СО 2 , SО 2) добре розчиняються у воді, як правило, у тих випадках, коли вони вступають з водою у хімічну взаємодію; зазвичай ж розчинність газів невелика. У разі підвищення температури розчинність газів у воді зменшується.

Слід зазначити, що розчинність кисню у воді майже вдвічі вища, ніж розчинність азоту. Внаслідок цього склад розчиненого у воді водойм або очисних споруд повітря відрізняється від атмосферного. Розчинене повітря збагачене киснем, що дуже важливо для організмів, що живуть у водному середовищі.

Для водних розчинів, як і будь-яких інших, характерні зниження температури замерзання і підвищення температури кипіння. Одна із загальних властивостей розчинів проявляється у явищі осмосу. Якщо два розчини різної концентрації розділені напівпроникною перегородкою, молекули розчинника проникають через неї з розведеного розчину концентрований. Механізм осмосу можна зрозуміти, якщо врахувати, що, згідно з загальним природним принципом, всі молекулярні системи прагнуть стану найбільш рівномірного розподілу (у разі двох розчинів - прагнення до вирівнювання концентрацій по обидва боки перегородки).

Найпоширенішим розчинником на планеті є вода. Тіло середньої людини масою 70 кг містить приблизно 40 кг води. При цьому близько 25 кг води припадає на рідину всередині клітин, а 15 кг становить позаклітинна рідина, в яку входять плазма крові, міжклітинна рідина, спинномозкова рідина, внутрішньоочна рідина і рідкий вміст шлунково-кишкового тракту. У тварин і рослинних організмів вода становить зазвичай більше 50%, а в ряді випадків вміст води досягає 90-95%.

Внаслідок своїх аномальних властивостей вода – унікальний розчинник, чудово пристосований для життєдіяльності.

Насамперед вода добре розчиняє іонні та багато полярні сполуки. Така властивість води пов'язана значною мірою з її високою діелектричною проникністю (78,5).

Інший численний клас речовин, добре розчинних у воді, включає такі полярні органічні сполуки, як цукру, альдегіди, кетони, спірти. Їх розчинність у воді пояснюється схильністю молекул води до утворення полярних зв'язків з полярними функціональними групами цих речовин, наприклад з гідроксильними групами спиртів і цукрів або з атомом кисню карбонільної групи альдегідів і кетонів. Нижче наведено приклади водневих зв'язків, важливих для розчинності речовин у біологічних системах. Внаслідок високої полярності води викликає гідроліз речовин.

Оскільки вода становить основну частину внутрішнього середовища організму, вона забезпечує процеси всмоктування, пересування поживних речовин, і продуктів обміну в організмі.

Необхідно відзначити, що вода є кінцевим продуктом біологічного окислення речовин, зокрема глюкози. Утворення води в результаті цих процесів супроводжується виділенням великої кількості енергії – приблизно 29 кДж/моль.

Важливі й інші аномальні властивості води: високий поверхневий натяг, низька в'язкість, високі температури плавлення і кипіння і більш висока щільність в рідкому стані, ніж у твердому.

Для води притаманна наявність асоціатів – груп молекул, сполучених водневими зв'язками.

Залежно від спорідненості до води функціональні групи часток, що розчиняються, поділяються на гід-рофільні (притягують воду), легко сольватуються водою, гідрофобні (відштовхуючі воду) і ди-фільні.

До гідрофільних груп відносяться полярні функціональні групи: гідроксильна-ОН, аміно-NH2, тіольна-SH, карбоксильна-СООН. До гідрофобних - неполярні групи, наприклад вуглеводневі радикали: СНз-(СН 2) п -, С 6 Н 5 -. До дифільних відносяться речовини (амінокислоти, білки), молекули яких містять як гідрофільні групи (-ОН, -NH 2 , -SH, -СООН), так і гідрофобні групи: (СН 3 - (СН 2) п, - З 6 Н 5 -).

При розчиненні дифільних речовин відбувається зміна структури води як результат взаємодії з гідрофобними групами. Ступінь упорядкування молекул води, близько розташованих до гідрофобних груп, збільшується, і контакт молекул води з гідрофобними групами зводиться до мінімального. Гідрофобні групи, асоціюючись, виштовхують молекули води з області свого розташування.

Методи очищення води- способи відокремлення води від небажаних домішок та елементів. Існують кілька методів очищення і всі вони входять до трьох груп методів:

· механічні

· Фізико-хімічні

· біологічні

Найбільш дешеве - механічне очищення - застосовується виділення суспензій. Основні методи: проціджування, відстоювання та фільтрування. Застосовуються як попередні етапи.

Хімічна очистка застосовується виділення зі стічних вод розчинних неорганічних домішок. При обробці стічних вод реагентами відбувається їх нейтралізація, виділення розчинених сполук, знебарвлення та знезараження стоків.

Фізико-хімічне очищення застосовується для очищення стічних вод від грубо- та дрібнодисперсійних частинок, колоїдних домішок, розчинених сполук. Високопродуктивний, але водночас дорогий спосіб очищення.

Біологічні методи застосовуються для очищення розчинених органічних сполук. Метод заснований на здатності мікроорганізмів розкладати розчинені органічні сполуки.

В даний час із загальної кількості стічних вод механічної очистки піддається 68% всіх стоків, фізико-хімічної-3%, біологічної - 29%. У перспективі передбачається підвищити частку очищення біологічним методом до 80%, що покращить якість води, що очищається.

Основним методом підвищення якості очищення шкідливих викидів підприємствам за ринкової економіки є система штрафів, а також система плат за користування очисними спорудами.

Галоге́ни(від грец. ἁλός - сіль та γένος - народження, походження; іноді вживається застаріла назва галоїди) - хімічні елементи 17-ї групи періодичної таблиці хімічних елементів Д. І. Менделєєва (за застарілою класифікацією - елементи головної підгрупи VII групи).

Реагують майже з усіма простими речовинами, крім деяких неметалів. Усі галогени - енергійні окислювачі, тому зустрічаються у природі лише вигляді сполук. Зі збільшенням порядкового номера хімічна активність галогенів зменшується, хімічна активність галогенід-іонів F − , Cl − , Br − , I − , At − зменшується.

До галогенів відносяться фтор F, хлор Cl, бром Br, йод I, астат At, а також (формально) штучний елемент унунсептій Uus.

Усі галогени – неметали. На зовнішньому енергетичному рівні 7 електронів є сильними окислювачами. При взаємодії з металами виникає іонний зв'язок і утворюються солі. Галогени, (крім F) при взаємодії з більш електронегативними елементами, можуть виявляти і відновлювальні властивості аж до вищого ступеня окиснення +7.

Особливості хімії фтору

самий електронегативний елемент у таблиці Менделєєва, в атмосфері фтору горить все навіть кисень!

Звільний фтор є зеленуватожовтим газом з характерним різким і неприємним запахом. Його щільність повітря становить 1,13, температура кипіння –187 °С, температура плавлення –219 °С. Відносна атомна маса фтору дорівнює 19. У всіх своїх сполуках фтор одновалентний. Атоми фтору з'єднуються між собою двоатомні молекули.

Фтор утворює з'єднання, прямо або опосередковано, з іншими елементами, включаючи деякі інертні гази.

З воднем фтор з'єднується навіть за –252 °С. При цій температурі водень перетворюється на рідину, а фтор твердне, і все ж таки реакція протікає з таким сильним виділенням тепла, що відбувається вибух. Довгий час був відомий з'єднання фтору з киснем, але у 1927 р. французьким хімікам вдалося отримати дифторид кисню, що утворюється при дії фтору на слабкий розчин лугу:

2F 2 + 2NаОН = 2NаF + OF 2 + H 2 O.

З азотом фтор безпосередньо не з'єднується, але непрямим шляхом відомому фахівцю з фтору Отто Руфф вдалося отримати в 1928 р. трифторид азоту NF 3 . Відомі та інші азотовмісні сполуки фтору. Сірка під його дією при доступі повітря спалахує. Деревне вугілля загоряється в атмосфері фтору за нормальної температури.

Найпростіший засіб гасіння пожеж – вода – горить у струмені фтору світло-фіолетовим полум'ям.

Усі метали за тих чи інших умов взаємодіють із фтором. Лужні метали спалахують у його атмосфері вже за кімнатної температурі. Срібло та золото на холоді взаємодіють із фтором дуже повільно, а при розжарюванні згоряють у ньому. Платина за звичайних умов не реагує з фтором, але згоряє у ньому при нагріванні до 500–600 °З.

Зі сполук інших галогенів з металами фтор витісняє вільні галогени, стаючи на їх місце. Кисень також легко витісняється фтором із більшості кисневих сполук. Так, наприклад, воду фтор розкладає із виділенням кисню (з домішкою озону):

Н2O+F2=2НF+O.

З'єднуючись із воднем, фтор утворює газоподібну сполуку – фтороводород НF. Водні розчини фтороводню називають плавиковою кислотою. Газоподібний НF – безбарвний газ із різким запахом, що дуже шкідливо діє на дихальні органи та слизові оболонки. Звичайний спосіб його отримання - дія сірчаної кислоти на плавиковий шпат СаF 2:

СаF 2 + Н 2 SО 4 = СаSO 4 + 2НF.

Для молекул фтороводню характерна здатність до їх асоціації (сполуки). При температурі близько 90 °З виходить проста молекула НF з відносною молекулярною масою 20, але при зниженні температури до 32 °З вимірювання призводять до подвоєної формули Н 2 F 2 . При температурі кипіння фтороводню, що дорівнює 19,4 °З, з'являються асоціати Н 3 F 3 і Н 4 F 4 . За нижчих температур склад асоціатів фтороводню ще складніший.

Плавикова кислота діє на всі метали, за винятком золота та платини. На мідь та срібло плавикова кислота діє дуже повільно. Слабкі розчини її зовсім не діють на олово, мідь та бронзу.

Стійкий до плавикової кислоти та свинець, що покривається шаром фториду свинцю, що оберігає метал від подальшого руйнування. Тому свинець і є матеріалом для апаратури у виробництві плавикової кислоти.

Схильність молекул НF до асоціації призводить до того, що крім середніх солей фтороводородної кислоти відомі і кислі, наприклад КНF 2 (з неї електроліз отримують фтор). У цьому полягає її відмінність від інших галогеноводородних кислот, що дають лише середні солі.

Характерна особливість плавикової кислоти, що відрізняється від усіх інших кислот, - надзвичайно легка її дія на кремнезем SiO 2 і солі кремнієвої кислоти:

SiO2+4НF = SiF4+2H2O.

Тетрафторид кремнію SiF 4 - газ, що випаровується при реакції.

Діючи на кремнезем, що входить до складу скла, плавикова кислота роз'їдає скло, тому зберігати її у скляних судинах не можна.

З органічних речовин плавикова кислота діє папір, дерево, пробку, обвугливая їх. На пластик діє слабко, зовсім не діє парафін, чим і користуються при зберіганні плавикової кислоти в судинах, зроблених з цього матеріалу.

Фтор досить поширений у природі. Відсотковий вміст їх у земній корі наближається до вмісту таких елементів, як азот, сірка, хром, марганець та фосфор. Промислове значення мають, однак, лише два фтористі мінерали - плавиковий шпат і кріоліт. Крім того, фтор входить у порівняно невеликій кількості до складу апатитів. При переробці природних фосфатів на штучні добрива як побічні продукти отримують фтористі сполуки.

Плавиковий шпат, званий інакше флюоритом, або плавиком, є за своїм складом фторидом кальцію CaF 2. У природі плавиковий шпат може зустрічатися як у вигляді окремих кристалів, так і суцільних масах. Утворення родовищ плавикового шпату геологи пояснюють в такий спосіб. При остиганні колись рідкої маси земної кори всередині неї утворилися тріщини та порожнечі. Коли такі порожнечі, що виникли всередині порід, що містять у своєму складі кальцій, проникали розчини або вулканічні гази, що містять фтор, відбувалася взаємодія між кальцієм породи і фтором розчину або газу. Внаслідок такої взаємодії порожнечі заповнювалися масою фториду кальцію. Таке походження плавикового шпату.

Чудово різноманітність фарбування плавикового шпату: він може бути абсолютно безбарвним (прозорим), білим, рожевим, блакитним, зеленим, червоним, фіолетовим. Найбільш часто зустрічаються його забарвлення - зелена і фіолетова.

Потужні поклади плавикового шпату перебувають у американських штатах Іллінойс, Кентуккі, Колорадо.

Елементарний фтор нині знайшов поки що єдине широке застосування: у справі знезараження питної води. Але на відміну від аналога хлору, який служить для тієї ж мети безпосередньо, фтор використовується тут непрямим шляхом. Вплив фтору на воду отримують озон, який і застосовується для стерилізації питної води.

З питною водою, до речі, фтор надходить у наш організм. При нестачі фтору зменшується стійкість емалі зубів проти кислот, що містяться в їжі.

Багато фторсодержащих речовин дуже важливі для сучасної науки і техніки. Велике значення набули сполуки фтору з вуглецем, які називаються фторвуглецями. У природі вони не зустрічаються та виходять виключно штучно. Фторвуглеці мають низку цінних властивостей: вони не горять, не зазнають корозії, гниття тощо. Можливості їх практичного застосування постійно розширюються. Наприклад, фторхлорпохідні найпростіших вуглеводнів (СН 4 та ін.) – так звані фреони –широко застосовуються як холодоагенти у холодильних установках на суднах, залізничних вагонах, у побутових холодильниках тощо.

Молекулярний хлор та його основні сполуки

Вода- Найпоширеніша на Землі речовина, вона покриває приблизно чотири п'яті земної поверхні. Це єдина хімічна сполука, яка в природних умовах існує у вигляді рідини, твердої речовини (лід) та газу (пари води). Вода відіграє життєво важливу роль у промисловості, побуті та в лабораторній практиці; вона необхідна підтримки життя. Приблизно дві третини людського тіла припадають на воду, і багато харчових продуктів складаються переважно з води.

Структура та фізичні властивості води. В 1860-х роках італійський хімік Станіслав Канніццаро, досліджуючи органічні сполуки, що містять групи -ОН, названі ним гідроксильними, остаточно встановив, що вода має формулу Н20.

Вода – ковалентна молекулярна сполука.Зв'язок О-Н ковалентна полярна;кут - 104,5 °. Кисень як найбільш електронегативний атом (електронегативність - це здатність притягувати до себе загальну електронну щільність при утворенні зв'язку) відтягує на себе загальну з атомом водню електронну щільність до себе ітому несе частковий негативний заряд; атоми водню, яких електронна щільність зміщена, несуть частковий позитивний заряд. Таким чином, молекула води є диполь,тобто. має позитивно та негативно заряджені ділянки. Вода є прозорою безбарвною рідиною, що володіє цілим рядом аномальних фізичних властивостей. Наприклад, вона має аномально високі температури замерзання та кипіння, а також поверхневий натяг. Рідкісною особливістю води є те, що її щільність у рідкому стані при 4 °С більша за щільність льоду. Тож лід плаває на поверхні води. Ці аномальні властивості води пояснюються існуванням у ній водневих зв'язків, які пов'язують між собою молекули як у рідкому, і у твердому стані. Вода погано проводить електричний струм, але стає добрим провідником, якщо в ній розчинені навіть невеликі кількості іонних речовин.

Хімічні властивості води

1. Кислотно-основні реакції.Вода має амфотернимивластивостями. Це означає, що може виступати як і ролі кислоти, і у ролі основи. Її амфотерні властивості обумовлені здатністю води до самоіонізації:

Це дозволяє воді бути, з одного боку, акцептором протону: з другого боку - донором протону:

2. Окисно-відновні реакції.Вода має здатність виступати як у ролі окислювача,так і в ролі відновлювача.Вона окислює метали, розташовані в електрохімічному ряду напруги вище олова. Наприклад, реакції між натрієм і водою

відбувається наступний окисний процес:

У цій реакції вода грає роль відновника:

Іншим прикладом подібної реакції є взаємодія між магнієм і водяною парою:

Вода діє як окислювач у корозії. Наприклад, один із процесів, що протікають при іржавінні заліза, полягає в наступному:

Вода є важливим відновником у біохімічних процесах. Наприклад, деякі стадії циклу лимонної кислоти включають відновлення води:

Цей процес електронного перенесення має велике значення у відновленні органічних фосфатних сполук при фотосинтезі. Цикл лимонної кислоти і фотосинтез є складними процесами, що включають ряд послідовно протікають хімічних реакцій. У обох випадках процеси електронного перенесення, які у них, ще повністю з'ясовані.

• 3.Гідратація.Молекули води здатні сольватувати як катіони, і аніони. Цей процес називається гідратацією.Гідратна вода у кристалах солей називається кристалізаційною водою. Молекули води зазвичай пов'язані з катіоном, що сольватується координаційними зв'язками. Позначають вміст гідратної води у формулі речовини: CuS0 4 4Н 2 0.
• 4. Гідроліз.Гідроліз є реакцією будь-якого іона або молекули з водою. Прикладом реакцій цього може бути реакція між хлороводнем і водою з утворенням соляної кислоти. Інший приклад-гідроліз хлориду заліза(Ш):

5. Взаємодія з оксидами активних металів:СаО + Н 20 =

6. Взаємодія з оксидами неметалів:Р 2 0 5 + Н 20 = 2НР0 3 .

Вода широко використовується як розчинник у хімічній

технології, а також у лабораторній практиці. Вона є універсальним розчинником, необхідним для протікання біохімічних реакцій. Справа в тому, що вода чудово розчиняє іонні сполуки, а також багато ковалентних сполук. Здатність води добре розчиняти багато речовин обумовлена ​​полярністю її молекул, які за розчиненні у питній воді іонних речовин орієнтуються навколо іонів, тобто. сольватують їх. Водяні розчини іонних речовин є електролітами. Розчинність ковалентних сполук у воді залежить від їхньої здатності утворювати водневі зв'язки з молекулами води. Прості ковалентні сполуки, як, наприклад, діоксид сірки, аміак та хлороводень, розчиняються у воді. Кисень, азот та діоксид вуглецю погано розчиняються у воді. Багато органічних сполук, що містять атоми електронегативних елементів, як, наприклад, кисню або азоту, розчиняються у воді. Як приклад вкажемо етанол З 2 Н 5 ОН, оцтову кислоту СНзСООН, цукор Ci 2 H 22 0 6 . Присутність у воді нелетких розчинених речовин, наприклад хлориду натрію або цукру, знижує тиск пари та температуру замерзання води, але підвищує її температуру кипіння. Присутність у воді розчинних солей кальцію та магнію (жорсткість води) ускладнює її використання у технологічних процесах.

Жорсткістьводи поділяється на тимчасову (карбонатну,обумовлену присутністю гідрокарбонатів кальцію Са(НС0 3) 2

і магнію Mg (НСОЗ) 2) та постійну (некарбонатну)жорсткість. За ГОСТ Р 52029-2003 жорсткість виявляється у градусах жорсткості (°Ж), що відповідає концентрації лужноземельного елемента, чисельно рівної "/2 його моля, вираженої в мг/дм 3 (г/м 3). За величиною загальної жорсткості розрізняють воду м'яку(До 2 мг-екв/л), середньої жорсткості(2-10 мг-екв/л) та жорстку(більше 10 мг-екв/л).

Жорсткість води поверхневих джерел значно коливається протягом року; вона максимальна наприкінці зими, мінімальна - у період паводку (наприклад, жорсткість волзької води в березні - 4,3 мг-екв/л, у травні - 0,5 мг-екв/л). У підземних водах жорсткість зазвичай вища (до 80-100 мг-екв/л) і менше змінюється протягом року.

Розчинність газіву воді залежить від температури і парціального тиску газу над водою: що нижча температура і вище парціальний тиск газу над водою, то вище концентрація газу в рідині.

Розчинність більшості твердих речовинпідвищується зі збільшенням температури. При розчиненні твердої речовини протікають два процеси:

• 1) процес руйнування кристалічних ґрат. Цей процес вимагає витрати енергії, тому є ендотермічним",
• 2) процес утворення гідратів (сольватів) протікає із виділенням енергії.

Загальна теплота розчинення складається з теплот цих двох процесів, тому розчинення може відбуватися як із підвищенням, і зі зниженням температури.

розчиномназивається гомогенна (однорідна) система, що складається з двох або більше компонентів. Необхідними компонентами розчину є розчинник та розчинена речовина, наприклад, розчинений у воді цукор. В одному розчиннику може бути кілька розчинених речовин. Наприклад, при приготуванні маринаду у воді розчинені цукор, сіль та оцтова кислота. Розчиненими речовинамипри однаковому агрегатному стані компонентів зазвичай вважаються компоненти, які перебувають у нестачі, тоді як компонент, що у надлишку, вважається розчинником.При різних агрегатних станах компонентів розчину розчинником вважається компонент, агрегатний стан якого збігається з агрегатним станом розчину. Наприклад, у разі рідких розчинів твердих і газоподібних речовин, розчинником завжди вважається рідкий компонент, незалежно від концентрації розчинених речовин. Якщо при приготуванні розчину використовують дві рідини, розчинником є ​​та, що перебуває у надлишку. Якщо при приготуванні розчину використовують воду, розчинником є ​​вода.

По відношенню до води всі практично речовини можна поділити на дві групи:

1. Гідрофільні(від грецьк. "філео" - любити, мають позитивну спорідненість до води ). Ці речовини мають полярну молекулу, що включає електронегативні атоми (кисень, азот, фосфор та ін.). В результаті окремі атоми таких молекул також знаходять часткові заряди та утворюють водневі зв'язки з молекулами води. Приклади: цукру, амінокислоти, органічні кислоти.
2. Гідрофобні(від грец. "фобос" - страх, мають негативну спорідненість до води ). Молекули таких речовин неполярні і не змішуються з полярним розчинником, яким є вода, але добре розчиняються в органічних розчинниках, наприклад, в ефірі та жирах. Прикладом можуть бути лінійні та циклічні вуглеводні. в т.ч. бензол.

Крім того, з властивістю води як розчинника прямо пов'язана транспортна функція внутрішніх рідин як у багатоклітинних тварин (кров, лімфа, гемолімфа, цілемічна рідина), так і багатоклітинних рослин.

5. Вода як реагент.
Важливе значення води пов'язане також із її хімічними властивостями - як звичайної речовини, що вступає у хімічні реакції з іншими речовинами. Найбільш важливими є розщеплення води під дією світла. фотоліз) у світловій фазі фотосинтезуучасть води як необхідного реагенту в реакціях розщеплення складних біополімерів (такі реакції не випадково називаються реакціями гідролізу ). І, навпаки, при реакціях утворення біополімерів, полімеризації відбувається виділення води.
Запитання 4. Яку неточність у останній фразі виправив би хімік?