» » Вода и водные растворы. Растворимость

Вода и водные растворы. Растворимость

2.Вещество, которое в водном растворе не диссоциирует на ионы: H 2SO4 2) Mg(OH)2 3) FeCl3 4) NaOH.

Картинка 2 из презентации «Химические свойства оснований» к урокам химии на тему «Классы неорганических соединений»

Размеры: 960 х 720 пикселей, формат: jpg. Чтобы бесплатно скачать картинку для урока химии, щёлкните по изображению правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как...». Для показа картинок на уроке Вы также можете бесплатно скачать презентацию «Химические свойства оснований.ppt» целиком со всеми картинками в zip-архиве. Размер архива - 128 КБ.

Скачать презентацию

Классы неорганических соединений

«Химические свойства оснований» - Лабораторный опыт. Вещество, которое в водном растворе не диссоциирует на ионы. Сложные неорганические соединения. Применение оснований. Щёлочи. Реакция нейтрализации. Вещество. Взаимодействие нерастворимых оснований с кислотами. Взаимодействие оснований с кислотными оксидами. Установите соответствие.

«Важнейшие классы неорганических соединений» - Водород. Трудности. Уравнения реакции. Прогресс. Результаты. Формулы. Основные классы неорганических соединений. Основание. Группы атомов. Найдите потерявшихся родственников. Масса полученной соли. Степень окисления. Свойства оснований. Урок. Найдите лишнее в каждом ряду. Кислород. Кислота. Металл. Кварцевый песок.

«Классы неорганических соединений» - Кислоты. 1.Назовите известные вам классы неорганических соединений. Осуществите превращения. Основания. Соли. Классы неорганических веществ. Генетическая связь между неорганическими соединениями. Оксиды.

«Основания» - Основания (по составу). Генетическая связь. Задания. Классификация. Основания. Нерастворимые основания (расставьте коэффициенты). Получение 1) щелочь + соль NaOH+CuSO4 ? Cu(OH)2+Na2SO4. Основные оксиды. Осуществить превращения: CaO ? Ca(OH)2 ? CaCI2. Классификация оснований. Содержание. Получение 1) щелочь + соль NaOH+ZnSO4? Zn(OH)2+Na2SO4.

«Основания, соли, кислоты, оксиды» - Наиболее сильные основные свойства. Кислоты. Кислотные свойства. Оксиды, основания, кислоты и соли. Выберите из перечня веществ кислоту. Соль. Основания. Выберите из перечня веществ соль. Классификация оксидов. Химические свойства – сводная таблица. Генетическая связь неорганических веществ. Основные оксиды.

«Основные классы неорганических соединений» - Укажите какие из перечисленных реакций относятся к реакциям нейтрализации? Кислотные оксиды реагируют: Тяжело в учении, легко в бою!!! Путешествие на подводной лодке «Генезис". Работа боцмана. Основайские острова. Соляндия. Химический диктант. 1. С основными оксидами 2. С основаниями 3. С водой 4. С солями.

Всего в теме 12 презентаций

Вода (оксид водорода) - бинарное неорганическое соединение с химической формулой Н 2 O. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного - кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью. При нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость, не имеющую цвета (при малой толщине слоя), запаха и вкуса. В твёрдом состоянии называется льдом (кристаллы льда могут образовывать снег или иней), а в газообразном - водяным паром. Вода также может существовать в виде жидких кристаллов (на гидрофильных поверхностях). Составляет приблизительно около 0,05 % массы Земли.

Водный раствор - разновидность раствора, в котором растворителем служит вода. Будучи превосходным растворителем, именно вода используется для приготовления большинства растворов в химии.

Вещества, которые плохо растворяются в воде, называют гидрофобными ("боящимися воды"), а хорошо в ней растворяющиеся - гидрофильными ("любящими воду"). Примером типичного гидрофильного соединения может служить хлорид натрия (поваренная соль).

Если вещество образует водный раствор, который хорошо проводит электрический ток, то он называется сильным электролитом; в противном случае - слабым. Сильные электролиты в растворе почти полностью распадаются на ионы (α→1), а слабые практически не распадаются (α→0).

Вещества, растворяющиеся в воде, но не распадающиеся на ионы (то есть находящие в растворе в молекулярном состоянии), называются неэлектролитами (пример - сахар).

При выполнении расчётов в уравнениях реакций, где взаимодействует один или несколько водных растворов, часто необходимо знать молярную концентрацию растворимого вещества.

Растворимость - способность вещества образовывать с другими веществами однородные системы - растворы, в которых вещество находится в виде отдельных атомов, ионов, молекул или частиц. Растворимость выражается концентрацией растворённого вещества в его насыщенном растворе либо в процентах, либо в весовых или объёмных единицах, отнесённых к 100 г или 100 см³ (мл) растворителя (г/100 г или см³/100 см³). Растворимость газов в жидкости зависит от температуры и давления. Растворимость жидких и твёрдых веществ - практически только от температуры. Все вещества в той или иной степени растворимы в растворителях. В случае, когда растворимость слишком мала для измерения, говорят, что вещество нерастворимо.

Зависимость растворимости веществ от температуры выражается с помощью кривых растворимости. По кривым растворимости производят различные расчёты. Например, можно определить массу вещества, которое выпадет в осадок из насыщенного раствора при его охлаждении.

Процесс выделения твёрдого вещества из насыщенного раствора при понижении температуры называется кристаллизацией. Кристаллизация играет огромную роль в природе-приводит к образованию некоторых минералов, участвует в процессах, протекающих в горных породах.

Состав любого раствора может быть выражен как качественно, так и количественно. Обычно, при качественной оценке раствора применяют такие понятия как, насыщенный , ненасыщенный , пересыщенный (или перенасыщенный ), концентрированный и разбавленный раствор.

Насыщенным называется раствор, в котором содержится максимально возможное при данных условиях (t, р) количество растворённого вещества. Насыщенный раствор часто находится в состоянии динамического равновесия с избытком растворённого вещества, при котором процесс растворения и процесс кристаллизации (выпадения вещества из раствора) протекают с одинаковой скоростью.

Для приготовления насыщенного раствора растворение вещества необходимо вести до образования осадка, не исчезающего при длительном хранении.

Ненасыщенным называется раствор, который содержит вещества меньше, чем его может раствориться при данных условиях.

Перенасыщенные растворы содержат в себе по массе больше растворённого вещества, чем его может раствориться в данных условиях. Образуются перенасыщенные растворы при быстром охлаждении насыщенных растворов. Они неустойчивы и могут существовать ограниченное время. Очень быстро лишнее растворённое вещество выпадает в осадок, а раствор превращается в насыщенный.

Следует отметить, что при изменении температуры насыщенный и ненасыщенный растворы могут легко обратимо превращаться друг в друга. Процесс выделения твёрдого вещества из насыщенного раствора при понижении температуры называется кристаллизацией . Кристаллизация и растворение играют огромную роль в природе: приводят к образованию минералов, имеют большое значение в атмосферных и почвенных явлениях. На основе кристаллизации в химии распространён метод очистки веществ, который называется перекристаллизацией.

Для приблизительного количественного выражения состава раствора используют понятия концентрированный и разбавленный растворы .

Концентрированным называется раствор, в котором масса растворённого вещества соизмерима с массой растворителя, т.е. не отличается от него более чем в 10 раз.

Если же масса растворённого вещества более чем в десять раз меньше массы растворителя, то такие растворы называются разбавленными .

Однако следует помнить, что деление растворов на концентрированные и разбавленные условно, и чёткой границы между ними нет.

Точный количественный состав растворов выражают при помощи массовой доли растворённого вещества , его молярной концентрации , а также некоторыми другими способами.

Раствором называется твердая или жидкая гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов, относительные количества которых могут изменяться в широких пределах.

Наиболее важный вид растворов - водные растворы, которые имеют значение для промышленности и обеспечения биохимических процессов в природе.

Однородность растворов делает их сходными с химическими соединениями, непостоянство состава приближает их к механическим смесям, таким образом можно сказать, что растворы занимают промежуточное положение между механическими смесями и химическими соединениями.

Образование водных растворов сопровождается изменением электрического момента диполя молекулы воды, их пространственной переориентацией, разрывом водородных связей.

Молекулы не электролитов образуют в структуре воды большие полости, энергия, необходимая для их образования, выделяется при разрыве водородных связей между молекулами воды.

Образование таких структур сопровождается выделением теплоты, так как энергия взаимодействия между молекулами не электролита и воды больше энергии взаимодействия между молекулами воды. Способствуя разрушению структуры воды, образование гидратов вызывает повышение температуры замерзания раствора. На этом свойстве водных растворов не электролитов основан газгидратный способ опреснения воды (пример гидратообразования в газовых скважинах и газопроводах).

При попадании в воду неполярных достаточно больших молекул не электролитов происходит разрыв водородных связей между молекулами воды, а новые связи с растворенным веществом не образуются, поэтому подобные соединения в воде не растворяются (углеводороды с длинной цепочкой).

В водных растворах электролитов происходит гидратация ионов, которая заключается во взаимодействии его ионов с молекулами воды и образовании гидратных оболочек вокруг них, а также в изменении теплового движения молекул воды.

При малой концентрации электролита в водном растворе могут сохраняться участки воды с ненарушенной структурой. В концентрированных растворах электролитов нет свободного растворителя - он весь входит в зону действия ионов, поэтому свойства разбавленных и концентрированных растворов одного и того же вещества различны.

Растворы, при концентрации электролита более 2 моль/л по структуре напоминают расплавленный кристалл электролита. Если в разбавленных растворах искажается структура воды ионами электролита, то концентрированные растворы можно представить как электролит, структура которого нарушена растворителем.

Примером взаимодействия ионов электролита с водой является электрострикция - уменьшение общего объема растворителя и электролита при взаимном смешении.

Продуктами взаимодействия растворителя с растворенными веществами являются сольваты , а процесс их образования называется сольватацией.

Частным случаем сольватации является гидратация - взаимодействие растворенных веществ с водой, в результате которого образуются гидраты. Молекулы воды при гидратации не разрушаются, гидраты же в большинстве своем неустойчивы, однако некоторые из них способны удерживать воду даже в твердом кристаллическом состоянии, например глауберова соль Na 2 SO 4 10 Н 2 О, медный купорос Cu SO 4 5 Н 2 О, железный купорос FeSO 4 7H 2 О. Такие вещества получили название кристаллогидратов. По своим свойствам гидраты отличаются от безводных соединений.

Уникальные особенности водных растворов

Водный раствор представляет собой раствор, который взаимодействует с водой. Что делает воду существенной, так как она может позволить веществам растворяться и / или диссоциировать на ионы внутри нее.

Электролиты

Вода обычно представляет собой растворитель, содержащийся в водном растворе, где растворителем является вещество, которое растворяет растворенное вещество. Растворённое вещество представляет собой вещество или соединение, растворенное в растворителе. Раствор имеет меньшее количество частиц, чем растворитель, где частицы находятся в случайном движении. Интересно, что водные растворы с ионами в некоторой степени проводят электричество. Чистая вода с очень низкой концентрацией ионов не может проводить электричество. Когда растворенное вещество диссоциирует в воде с образованием ионов, его называют электролитом из-за того, что раствор является хорошим электрическим проводником. Когда никакие ионы не образуются или содержание ионов невелико, растворенное вещество является неэлектролитом. Неэлектролиты не проводят электричество или проводят его в очень малой степени.

В водном растворе сильный электролит считается полностью ионизированным или диссоциированным в воде, то есть он растворим. Сильные кислоты и основания обычно являются сильными электролитами. Тогда слабый электролит считается не полностью диссоциированным, поэтому он все еще содержит целые соединения и ионы в растворе. Слабые кислоты и основания обычно являются слабыми электролитами. Другими словами, сильные электролиты имеют лучшую тенденцию подавать ионы в водный раствор, чем слабые электролиты, и поэтому сильные электролиты создают водный раствор, который является лучшим проводником электричества.

Пример

MgCl 2 в воде:

M g C l 2 → M g 2 + (a q ) + 2 C l − (a q )

Ионное соединение полностью диссоциирует с образованием ионов в воде, поэтому он является сильным электролитом.

Теперь давайте посмотрим на слабый электролит:

H C 2 H 3 O 2 (a q ) ⇌ H + (a q ) + C 2 H 3 O 2 − (a q )

В этой ситуации ионное соединение, (HC 2 H 3 O 2), лишь частично диссоциирует, что выражается двойными стрелками в реакции. Это означает, что реакция обратима и никогда не заканчивается. HC 2 H 3 O 2 в этой ситуации лишь частично диссоциирует, что выражается двойными стрелками в реакции. Это означает, что реакция обратима и никогда не заканчивается.

He \ (H ^ + \) катион является протоном, который взаимодействует с молекулами \ (H_2O \), в которые он погружен. Взаимодействие называется H + H +. Катион является протоном, который взаимодействует с молекулами H 2 OH 2 O, погруженным в. Это взаимодействие называется гидратацией. Фактический ион Н + не существует в водном растворе. Это ион гидроня, \ (H_3O ^ + \), который взаимодействует с водой, создает дополнительные виды, такие как \ (H_5O_2 ^ + \), \ (H_9O_4 ^ + \) и \ (H_7O_3 ^ + \). \ (H_3O ^ + \) можно просто описать как гидратацию одного H H3O + H3O +, который взаимодействует с водой для создания дополнительных видов, таких как H 5 O + 2H 5 O 2 + , H 9 O + 4H 9 O 4 + и H 7 O + 3H 7 O 3 + . H 3 O + H 3 O + можно просто описать как гидратацию одной H + и одной молекулы воды. Для неэлектролитов все, что нужно сделать, это написать молекулярную формулу, потому что не происходит никакой реакции или диссоциации. Одним из примеров неэлектролита является сахар: записывается как \ (C_6H_ {12} O_6 (aq) \). C6H12O6 (водн.) C6H12O6 (водн.).

Концентрации ионов

В водном растворе количество ионов вида связано с количеством молей этого вида на концентрацию вещества в водном растворе. Молярность — это число молей растворенного вещества (n), деленного на общий объем (V) решения: (n), деленный на общий объем (V) решения:

Молярность или концентрация могут быть представлены путем размещения растворенного вещества в скобках () для концентрации ионов хлорида. для концентрации Хлорид-ионы.

Реакции осаждения

Реакции осаждения происходят, когда катионы и анионы в водном растворе объединяются с образованием нерастворимого ионного твердого вещества, называемого осадком. Независимо от того, происходит ли такая реакция, можно определить, используя правила растворимости для обычных ионных твердых тел. Поскольку не все водные реакции образуют осадки, перед определением состояния продуктов и написанием чистого ионного уравнения необходимо проконсультироваться с правилами растворимости. Способность прогнозировать эти реакции позволяет ученым определять, какие из ионов присутствуют в растворе, и позволяет отраслям создавать химические вещества путем извлечения компонентов из этих реакций.

Свойства осадков


схема образования осадка в растворе.

Осадки представляют собой нерастворимые ионные твердые продукты реакции, образующиеся, когда определенные катионы и анионы объединяются в водном растворе. Определяющие факторы образования осадка могут меняться. Некоторые реакции зависят от температуры, например, от растворов, используемых для буферов, тогда как другие зависят только от концентрации раствора. Твердые вещества, полученные в реакциях осаждения, представляют собой кристаллические твердые вещества и могут суспендироваться по всей жидкости или падать на дно раствора. Оставшаяся жидкость называется супернатантной жидкостью. Два компонента смеси (осадок и супернатант) могут быть разделены различными способами, такими как фильтрация, центрифугирование или декантирование.

Реакции осаждения и двойной замены

Использование правил растворимости требует понимания того, как реагируют ионы. Большинство реакций осаждения являются реакциями с одной заменой или реакциями с двойной заменой. Реакция двойной замены происходит, когда два ионных реагента диссоциируют и связывают с соответствующим анионом или катионом из другого реагента. Ионы заменяют друг друга на основе их зарядов как катион или анион. Это можно рассматривать как «коммутаторы». То есть два реагента, каждый из которых «теряет» своего партнера и формирует связь с другим партнером.

Реакция с двойной заменой конкретно классифицируется как реакция осаждения, когда рассматриваемое химическое уравнение происходит в водном растворе, и один из образованных продуктов является нерастворимым. Ниже приведен пример реакции осаждения:

Оба реагента являются водными и один продукт является твердым. Поскольку реагенты являются ионными и водными, они диссоциируют и поэтому растворимы. Тем не менее, существует шесть рекомендаций по растворимости, которые используются для прогнозирования того, какие молекулы нерастворимы в воде. Эти молекулы образуют твердый осадок в растворе.

Правила растворения

  1. Соли, образованные катионами группы 1 и катионами NH + 4 NH + 4 , являются растворимыми. Существуют некоторые исключения для некоторых солей Li + .
  2. Растворимы ацетаты (C 2 H 3 O-2C 2 H 3 O 2 —), нитраты (NO — 3 NO 3 —) и перхлораты (ClO — 4 ClO 4 —).
  3. Бромиды, хлориды и иодиды растворимы.
  4. Сульфаты (SO 2 — 4SO 4 2-) растворимы, за исключением сульфатов, образованных с Ca 2+ Ca 2+ , Sr 2+ Sr 2+ и Ba 2+ Ba 2+ .
  5. Соли, содержащие серебро, свинец и ртуть (I), нерастворимы.
  6. Карбонаты (CO 2- 3 CO 2- 3), фосфаты (PO 3- 4 PO 4 3-), сульфиды, оксиды и гидроксиды (OH — OH —) нерастворимы. Исключение составляют сульфиды, образованные катионами и гидроксидами группы 2, образованными кальцием, стронцием и барием.

Если в правилах указывается, что ион растворим, то он остается в форме водного иона. Если ион нерастворим в соответствии с правилами растворимости, он образует твердое вещество с ионом из другого реагента. Если показано, что все ионы в реакции растворимы, то реакция осаждения не происходит.

Ионные уравнения

Чтобы понять определение чистого ионного уравнения, напомним уравнение для реакции двойной замены. Поскольку эта конкретная реакция представляет собой реакцию осаждения, состояния материи могут быть назначены каждой переменной паре:

Первым шагом к написанию чистого ионного уравнения является отделение растворимых (водных) реагентов и продуктов в их соответствующие катионы и анионы. Осадки не диссоциируют в воде, поэтому твердое вещество не должно разделяться. Полученное уравнение выглядит так:

В приведенном выше уравнении на обеих сторонах уравнения присутствуют А + и Д — ионы. Они называются зрительными ионами, поскольку они остаются неизменными в течение всей реакции. Поскольку они проходят через неизмененное уравнение, их можно устранить, чтобы показать чистое ионное уравнение:

Чистое ионное уравнение показывает только реакцию осаждения. Чистое ионное уравнение должно быть сбалансировано с обеих сторон не только с точки зрения атомов элементов, но и с точки зрения электрического заряда. Реакции осаждения обычно представлены исключительно чистыми ионными уравнениями. Если все продукты являются водными, чистое ионное уравнение не может быть записано, потому что все ионы нейтрализуются как зрительные ионы. Поэтому реакция осаждения не происходит.

Практические проблемы

Напишите чистое ионное уравнение для реакций потенциального двойного смещения. Не забудьте включить состояния материи и сбалансировать уравнения.

1. Независимо от физического состояния продуктами этой реакции являются Fe(OH) 3 и NaNO3. Правила растворимости предсказывают, что NaNO 3 растворима, поскольку все нитраты растворимы. Однако Fe(OH) 3 нерастворим, поскольку гидроксиды нерастворимы, и Fe не является одним из катионов, что приводит к исключению. После диссоциации ионное уравнение выглядит следующим образом:

Отмена зрительных ионов оставляет чистое ионное уравнение.

Вода — удивительное вещество с удивительными свойствами, которые еще до конца не изучены. Без нее человек не может долго прожить, поэтому люди внимательно относятся к сохранению водных ресурсов нашей планеты.

Вода как химическое вещество

Все знают формулу воды — H2O. Масса молекулы воды — 18, что в полтора раза меньше массы воздуха. Вода — это единственное вещество, которое может быть парообразным, жидким и твердым. В твердом состоянии она превращается в лед. Всем известно, что твердые вещества имеют большую плотность, чем жидкие. Только вода не придерживается и этого правила! Лед гораздо легче воды, поэтому и держится на поверхности.
Воду считают теплоемким веществом. Чтобы она нагрелась и превратилась в пар, необходимо затратить большое количество энергии. Энергия тратится на то, чтобы разорвать водородные связи. Вода переходит в газообразное состояние, и ее молекулы начинают двигаться на большом расстоянии друг от друга. Ее часто используют как теплоноситель, потому что она очень медленно отдает тепло.
Летом можно заметить, что вода в водоемах гораздо теплее воздуха. Объясняется это водородными связями. При нагревании их трудно разорвать. Когда вода охлаждается, молекулы начинают выстраиваться сами, выделяя при этом энергию.
В воде могут растворяться различные вещества. Это происходит из-за разрушения или образования связей между молекулами воды и частицами вещества, которое растворяется.
Вода есть повсюду. В нашем организме ее около 70%. Если организм человека потеряет около 3% воды, человек не сможет бегать. При потере 5% уже нельзя тренироваться. 10% — это показатель, который уже опасен для жизни. Избыток воды тоже может привести к негативным последствиям. Следует учитывать при употреблении и количество, и качество воды.

Состав воды

Вода — это жидкость, которая не имеет запаха и цвета. В составе молекулы воды есть два атома водорода и один атом кислорода, связанные ковалентной полярной связью.
Вода состоит из различных веществ. Она представляет собой достаточно сложный раствор, в котором есть различные вещества. Все компоненты ее химического состава делятся на несколько групп:
  1. Макрокомпоненты (главные ионы). Вода их получает из почвы и горных пород.

  2. Растворенные газы. Их количество зависит от температуры воды.

  3. Биогенные элементы (химические соединения). Их источник — процессы, которые проходят внутри водоемов. В водоемы они попадают вместе с сельскохозяйственными, промышленными и бытовыми водами.

  4. Микроэлементы. Это более тридцати веществ, среди которых находятся бром, кобальт, медь, цинк, селен и другие. В водоемах их не слишком много.

  5. Растворенные органические вещества. Это органические формы биогенных элементов.

  6. Токсичные вещества. Среди них можно выделить нефтепродукты, тяжелые металлы, фенолы, синтетические поверхностно-активные вещества.
В природной воде есть еще пузырьки газа и огромное число различных твердых частиц. Пример твердых неорганических частиц, которые могут входить в состав воды, — это ржавчина. В воде также есть отходы жизнедеятельности флоры и фауны, споры, водоросли, бактерии, вирусы и другие элементы.
Если вы хотите употреблять только качественную воду, то должны обратить внимание на "Графскую". Впервые о ней узнали еще в 14 веке! Ее добывают из артезианской скважины возле деревни Станьково. не содержит искусственных добавок. В ней сохранены все полезные элементы. "Графская" — это настоящая чистая вода, которая заботится о вашем здоровье.