Свойства воды и ее Свойства воды и ее значение.значение.

Выполнила: ученица 10 класса МКОУ «СОШ №1 Выполнила: ученица 10 класса МКОУ «СОШ №1 р.п. Самойловка Самойловского района р.п. Самойловка Самойловского района

Саратовской области» Иволжатова МарияСаратовской области» Иволжатова Мария

Руководитель: Лозин Р.Ю.Руководитель: Лозин Р.Ю.

ЦельЦель

o Узнать больше о воде.Узнать больше о воде.o Какие виды воды существуют?Какие виды воды существуют?

o Какие есть свойства воды?Какие есть свойства воды?o Сделать вывод.Сделать вывод.

Ход работыХод работы

o Выбор темы.Выбор темы.o Поиск информации к этой теме.Поиск информации к этой теме.

o Редактирование найденной Редактирование найденной информацииинформации

o Поиск картинок.Поиск картинок.o Создание презентации.Создание презентации.

СодержаниеСодержаниеo Общее понятие о водеОбщее понятие о воде

o Виды водыВиды водыo Физические свойства водыФизические свойства водыo Химические свойства водыХимические свойства воды

o ФактыФактыo ВыводВыводo СсылкиСсылки

o Вода́�Вода́� (оксид водорода) —  (оксид водорода) — бинарное неорганическое бинарное неорганическое соединение, химическая соединение, химическая формула Нформула Н22O. Молекула O. Молекула воды состоит из двух воды состоит из двух атомов водорода и атомов водорода и одного — кислорода, одного — кислорода, которые соединены которые соединены между собой ковалентной между собой ковалентной связью. связью.

o При При н.у.н.у. представляет собой  представляет собой прозрачную жидкость, не прозрачную жидкость, не имеет цвета, запаха и вкуса. Около 71 % имеет цвета, запаха и вкуса. Около 71 % поверхности Земли покрыто водой — поверхности Земли покрыто водой —

361,13 млн км361,13 млн км²² . Большая часть . Большая часть земной воды — солёная, и она непригодна земной воды — солёная, и она непригодна

для сельского хозяйства и питья. для сельского хозяйства и питья. Доля пресной составляет около 2,5 %, причём Доля пресной составляет около 2,5 %, причём

98,8 % этой воды находится в ледниках и 98,8 % этой воды находится в ледниках и  грунтовых водах. грунтовых водах.

o Вода на Земле может существовать в Вода на Земле может существовать в трёх основных состояниях: трёх основных состояниях: 

oВода способна растворять в себе множество Вода способна растворять в себе множество органических и неорганических веществ. Из-за органических и неорганических веществ. Из-за важности воды, «как источника жизни», её нередко важности воды, «как источника жизни», её нередко подразделяют на типы по различным принципам.подразделяют на типы по различным принципам.

жидкомжидкомгазообразномгазообразномтвёрдомтвёрдом

По особенностям происхождения, состава или По особенностям происхождения, состава или применения, выделяют, в числе прочего:применения, выделяют, в числе прочего:Мягкая вода и жёсткая вода — по содержанию Мягкая вода и жёсткая вода — по содержанию катионов кальция и магниякатионов кальция и магнияПо изотопам молекулы:По изотопам молекулы:

Лёгкая вода (по составу почти соответствует Лёгкая вода (по составу почти соответствует обычной)обычной)

Тяжёлая вода (дейтериевая)Тяжёлая вода (дейтериевая) Сверхтяжёлая вода (тритиевая)Сверхтяжёлая вода (тритиевая)

Мёртвая вода и Живая вода — виды воды Мёртвая вода и Живая вода — виды воды из сказок (со сказочными свойствами)из сказок (со сказочными свойствами)Лёд-девять (вымышленный материал)Лёд-девять (вымышленный материал)Святая вода — особый вид воды согласно Святая вода — особый вид воды согласно религиозным учениямрелигиозным учениямПоливодаПоливодаСтруктурированная вода — термин, применяемый Структурированная вода — термин, применяемый в различных неакадемических теориях.в различных неакадемических теориях.

Пресная водаПресная водаДождевая водаДождевая водаМорская водаМорская водаПодземные водыПодземные водыМинеральная водаМинеральная водаСолоноватая вода (en:Brackish water)Солоноватая вода (en:Brackish water)Питьевая вода, Водопроводная водаПитьевая вода, Водопроводная водаДистиллированная Дистиллированная

вода и деионизированная водавода и деионизированная водаСточные водыСточные водыЛивневая вода или поверхностные водыЛивневая вода или поверхностные водыАпирогенная водаАпирогенная водаТалая водаТалая вода

Химические названия водыХимические названия воды

С формальной точки зрения вода С формальной точки зрения вода имеет несколько различных имеет несколько различных корректных химических названий:корректных химических названий:Оксид водородаОксид водородаГидроксид водородаГидроксид водородаМонооксид дигидрогенаМонооксид дигидрогенаГидроксильная кислотаГидроксильная кислотаОксиданОксиданДигидромонооксидДигидромонооксид

Свойства

Физические свойства Физические свойства o Вода в нормальных атмосферных условиях Вода в нормальных атмосферных условиях

сохраняет жидкое агрегатное состояние. Атомы сохраняет жидкое агрегатное состояние. Атомы водорода присоединены к атому кислорода, водорода присоединены к атому кислорода, образуя угол 104,45°. Из-за большой разности образуя угол 104,45°. Из-за большой разности электроотридцательностей атомов водорода и электроотридцательностей атомов водорода и кислорода электронные облака сильно смещены в кислорода электронные облака сильно смещены в сторону кислорода. По этой причине молекула сторону кислорода. По этой причине молекула воды является активным диполем, где кислородная воды является активным диполем, где кислородная сторона отрицательна, а водородная сторона отрицательна, а водородная положительна.положительна.

o Каждая молекула связана с четырьмя другими Каждая молекула связана с четырьмя другими посредством водородных связей — две из них посредством водородных связей — две из них образует атом кислорода и две атомы водорода. образует атом кислорода и две атомы водорода. Комбинация этих связей между молекулами Комбинация этих связей между молекулами воды — полярной и водородной и определяет воды — полярной и водородной и определяет очень высокую температуру её кипения и очень высокую температуру её кипения и удельную теплоты парообразования. В результате удельную теплоты парообразования. В результате этих связей в водной среде возникает давление в этих связей в водной среде возникает давление в 15-20 тыс. атмосфер, которое и объясняет причину 15-20 тыс. атмосфер, которое и объясняет причину трудносжимаемости воды, так при увеличении трудносжимаемости воды, так при увеличении атмосферного давления на 1 бар, вода сжимается атмосферного давления на 1 бар, вода сжимается на 0,00005 доли её начального объёма. на 0,00005 доли её начального объёма.

o Структуры воды и льда между собой очень похожи. Структуры воды и льда между собой очень похожи. В воде, как и во льду, молекулы стараются В воде, как и во льду, молекулы стараются расположиться в определённом порядке — расположиться в определённом порядке — образовать структуру, однако тепловое движение образовать структуру, однако тепловое движение этому препятствует. При температуре перехода в этому препятствует. При температуре перехода в твёрдое состояние тепловое движение молекул твёрдое состояние тепловое движение молекул более не препятствует образованию структуры, и более не препятствует образованию структуры, и молекулы воды упорядочиваются, в процессе молекулы воды упорядочиваются, в процессе этого объёмы пустот между молекулами этого объёмы пустот между молекулами увеличиваются и общая плотность воды падает, увеличиваются и общая плотность воды падает, что и объясняет причину меньшей плотности воды что и объясняет причину меньшей плотности воды в фазе льда. в фазе льда.

o При испарении рвутся все связи. Разрыв При испарении рвутся все связи. Разрыв связей требует много энергии, отчего у воды связей требует много энергии, отчего у воды самая большая удельная теплоёмкость самая большая удельная теплоёмкость среди прочих жидкостей и твёрдых веществ. среди прочих жидкостей и твёрдых веществ. Для того чтобы нагреть один литр воды на Для того чтобы нагреть один литр воды на один градус, требуется затратить один градус, требуется затратить 4,1868 кДж энергии. Благодаря этому 4,1868 кДж энергии. Благодаря этому свойству вода нередко используется свойству вода нередко используется как теплоноситель. Однако удельная как теплоноситель. Однако удельная теплоёмкость воды, в отличие от других теплоёмкость воды, в отличие от других веществ непостоянна: при нагреве от 0°C до веществ непостоянна: при нагреве от 0°C до 35°C её удельная теплоёмкость падает, в то 35°C её удельная теплоёмкость падает, в то время как у других веществ она постоянна время как у других веществ она постоянна при изменении температуры. при изменении температуры.

Температура °СТемпература °С Удельная теплоёмкость воды Удельная теплоёмкость воды кДж/(кг*К)кДж/(кг*К)

-60 (лёд) -60 (лёд) 1,64 1,64

-20 (лёд)-20 (лёд) 2,01 2,01

-10 (лёд) -10 (лёд) 2,22 2,22

0 (лёд) 0 (лёд) 2,11 2,11

0 (чистая вода) 0 (чистая вода) 4,218 4,218

10 10 4,192 4,192

20 20 4,182 4,182

4040 4,178 4,178

6060 4,184 4,184

8080 4,196 4,196

100100 4,216 4,216

o Вода обладает Вода обладает также высоким также высоким поверхностным поверхностным натяжениемнатяжением

среди жидкостей, среди жидкостей, уступаяуступая

в этом только в этом только ртути. ртути. oОтносительно высокая Относительно высокая

вязкость воды вязкость воды обусловлена тем, что обусловлена тем, что водородные связи водородные связи мешают молекулам воды мешают молекулам воды двигаться с разными двигаться с разными скоростями.скоростями.

o В живой клетке и в межклеточном В живой клетке и в межклеточном пространстве вступают во пространстве вступают во взаимодействие растворы различных взаимодействие растворы различных веществ в воде. Вода необходима для веществ в воде. Вода необходима для жизни всех без исключения жизни всех без исключения одноклеточных и многоклеточных одноклеточных и многоклеточных живых существ на Земле.живых существ на Земле.

o Чистая вода — хороший изолятор. Чистая вода — хороший изолятор. При н. у. вода слабо диссоциирована и При н. у. вода слабо диссоциирована и

концентрация протонов и гидроксильных концентрация протонов и гидроксильных ионов HO− составляет 0,1 мкмоль/л. Но ионов HO− составляет 0,1 мкмоль/л. Но поскольку вода — хороший растворитель, в поскольку вода — хороший растворитель, в ней практически всегда растворены те или ней практически всегда растворены те или иные соли, то есть в воде присутствуют иные соли, то есть в воде присутствуют положительные и отрицательные ионы. положительные и отрицательные ионы. Благодаря этому вода проводит Благодаря этому вода проводит электричество. По электропроводности воды электричество. По электропроводности воды можно определить её чистоту.можно определить её чистоту.

o Вода имеет показатель Вода имеет показатель преломления n=1,33 в преломления n=1,33 в оптическом диапазоне. оптическом диапазоне. Однако она сильно поглощает Однако она сильно поглощает инфракрасное излучение, и инфракрасное излучение, и поэтому водяной пар является поэтому водяной пар является основным основным естественным парниковым естественным парниковым газом, отвечающим более чем газом, отвечающим более чем за 60 % парникового эффекта. за 60 % парникового эффекта. Благодаря большому Благодаря большому дипольному моменту молекул, дипольному моменту молекул, вода также поглощает вода также поглощает микроволновое излучение, на микроволновое излучение, на чём основан принцип чём основан принцип действия микроволновой печи.действия микроволновой печи.

Агрегатные состоянияАгрегатные состоянияПо состоянию различают:По состоянию различают:

Твёрдое — лёдТвёрдое — лёдЖидкое — водаЖидкое — вода

Газообразное — водяной парГазообразное — водяной пар

o При нормальном атмосферномПри нормальном атмосферном

давлении (760 мм рт. ст., давлении (760 мм рт. ст.,

101 325 Па) вода переходит 101 325 Па) вода переходит

в твердое состояние в твердое состояние

при температуре в 0 °C при температуре в 0 °C

и кипит  при температуре 100 °C. При и кипит  при температуре 100 °C. При снижении давления температура таяния снижении давления температура таяния

(плавления) льда медленно растёт, а (плавления) льда медленно растёт, а температура кипения воды — падает. температура кипения воды — падает.

o При давлении в 611,73 Па (около 0,006 атм) При давлении в 611,73 Па (около 0,006 атм) температура кипения и плавления температура кипения и плавления

совпадает и становится равной 0,01 °C. совпадает и становится равной 0,01 °C. Такое давление и температура называются Такое давление и температура называются

тройной точкой воды. При более низком тройной точкой воды. При более низком давлении вода не может находиться в давлении вода не может находиться в

жидком состоянии, и лёд превращается жидком состоянии, и лёд превращается непосредственно в пар. непосредственно в пар.

Давление, атм.Давление, атм. ТТкипкип, гр. Цельсия, гр. Цельсия

0,987 (101 кПа — 0,987 (101 кПа — нормальные условия) нормальные условия)

+99.63° +99.63°

11 +100° +100°

22 +120° +120°

66 +158° +158°

218,5 218,5 +374,1° +374,1°

o При росте давления плотность При росте давления плотность водяного пара в точке кипения тоже водяного пара в точке кипения тоже растёт, а жидкой воды — падает. При растёт, а жидкой воды — падает. При температуре 374 °C (647 K) и давлении температуре 374 °C (647 K) и давлении 22,064 МПа (218 атм) вода 22,064 МПа (218 атм) вода проходит критическую точку. В этой проходит критическую точку. В этой точке плотность и другие свойства точке плотность и другие свойства жидкой и газообразной воды жидкой и газообразной воды совпадают. При более высоком совпадают. При более высоком давлении нет разницы между жидкой давлении нет разницы между жидкой водой и водяным паром, водой и водяным паром, следовательно,следовательно,нет и кипения или испарения.нет и кипения или испарения.

Фазовая диаграмма воды: по вертикальной оси — давление в Па, по горизонтальной — температура в Кельвинах. Отмечены критическая (647,3 K; 22,1 МПа) и тройная (273,16 K; 610 Па) точки. Римскими цифрами отмечены различные структурные модификации льда.

o Так же Так же возможны метастабильные возможны метастабильные состояния — пересыщенный состояния — пересыщенный пар, перегретая пар, перегретая жидкость, переохлаждённая жидкость, переохлаждённая жидкость. Эти состояния могут жидкость. Эти состояния могут существовать длительное время, существовать длительное время, однако они неустойчивы и при однако они неустойчивы и при соприкосновении с более соприкосновении с более устойчивой фазой происходит устойчивой фазой происходит переход. Чистая вода способна переход. Чистая вода способна как переохлаждаться не как переохлаждаться не замерзая до температуры −33 °C, замерзая до температуры −33 °C, так и быть перегрета до +200 °C. так и быть перегрета до +200 °C. За это её свойство она получила За это её свойство она получила применение в промышленности.применение в промышленности.

o Существует тип воды, которая имеет Существует тип воды, которая имеет плотность на 40 % выше нормальной и плотность на 40 % выше нормальной и закипает при температуре +300°С. Эта закипает при температуре +300°С. Эта разновидность воды была открыта разновидность воды была открыта советским учёным Б. В. Дерягиным на советским учёным Б. В. Дерягиным на поверхности кристаллов кварца.поверхности кристаллов кварца.

Изотопные модификации водыИзотопные модификации водыВ зависимости от типа изотопов водорода, В зависимости от типа изотопов водорода,

входящих в молекулу, выделяют следующие виды входящих в молекулу, выделяют следующие виды воды:воды:Лёгкая вода (основная составляющая привычной Лёгкая вода (основная составляющая привычной людям воды) .людям воды) .Тяжёлая вода (дейтериевая) .Тяжёлая вода (дейтериевая) .Сверхтяжёлая вода (тритиевая) .Сверхтяжёлая вода (тритиевая) .тритий-дейтериевая вода тритий-дейтериевая вода тритий-протиевая вода тритий-протиевая вода дейтерий-протиевая водадейтерий-протиевая вода

Последние три вида возможны, так как Последние три вида возможны, так как молекула воды содержит два атома водорода. Таким молекула воды содержит два атома водорода. Таким образом, по изотопному составу существуют 18 образом, по изотопному составу существуют 18 различных молекул воды. В действительности любая различных молекул воды. В действительности любая вода содержит все разновидности молекул.вода содержит все разновидности молекул.

Химические свойстваХимические свойства o Вода является наиболее Вода является наиболее

распространённым растворителем на распространённым растворителем на планете Земля, во многом определяющим планете Земля, во многом определяющим характер земной химии, как науки. Её характер земной химии, как науки. Её иногда рассматривают, как амфолит — и иногда рассматривают, как амфолит — и кислоту и основание одновременно (катион кислоту и основание одновременно (катион H+ анион OH−). В отсутствие посторонних H+ анион OH−). В отсутствие посторонних веществ в воде одинакова концентрация веществ в воде одинакова концентрация гидроксид-ионов и ионов гидроксид-ионов и ионов водорода, pKa ≈ 16.водорода, pKa ≈ 16.

o Воду можно получить в ходе реакций:Воду можно получить в ходе реакций:

oВосстановлением оксида меди водородом :

oВ ходе реакций нейтрализации:

2H2O2→2H2O+O2↑

NaHCO3+CH3COOH→CH3COONa+H2O+CO2↑

2CH3COOH+CaCO3→Ca(CH3COO)2+H2O+CO2↑

H2SO4+2KOH→K2SO4+2H2O

HNO3+NH4OH→NH4NO3+H2O

2CH3COOH+Ba(CH3COO)2+2H2O

CuO+H2→Cu+H2O

o Вода реагирует при комнатной температуре: с активными металлами(натрий, калий, кальций, барий и др.)

oсо фтором и межгалоидными соединениями:

(при низких температурах)

2H2O+2Na→2NaOH+H2↑

H2O+F2→HF+HOF

2H2O+2F2→4HF+O2

3H2O+2IF5→5HF+HIO3

9H2O+5BrF3→15HF+Br2+3HBrO3

o С солями, образованными слабой кислотой и слабым основанием, вызывая их полный гидролиз:

с ангидридами и галогенангидридами карбоновых и неорганических кислотс активными металлорганическими соединениями (диэтилцинк, реактивы Гриньяра, метилнатрий и т. д.) с карбидами, нитридами, фосфидами, силицидами, гидридами активных металлов (кальция, натрия, лития и др.)со многими солями, образуя гидратыс боранами, силанамис кетенами, недоокисью углеродас фторидами благородных газов

Al2S3+6H2O→2Al(OH)3↓+3H2S↑

o Вода реагирует при нагревании:Вода реагирует при нагревании:

с железом, магнием:

с углем, метаном:

o Вода реагирует в присутствии катализатора:с амидами, эфирами карбоновых кислотс ацетиленом и другими алкинамис алкенамис нитрилами

4H2O+3Fe→Fe3O4+4H2

H2O+C↔CO+H2

Факты

o В составе мантии Земли воды содержится в 10-12 раз больше, чем В составе мантии Земли воды содержится в 10-12 раз больше, чем количество воды в Мировом океане.количество воды в Мировом океане.

o При средней глубине в 3,6 км Мировой океан покрывает около 71 % При средней глубине в 3,6 км Мировой океан покрывает около 71 % поверхности планеты и содержит 97,6 % известных мировых запасов поверхности планеты и содержит 97,6 % известных мировых запасов свободной воды.свободной воды.

o Если бы на Земле не было впадин и выпуклостей, вода покрыла бы Если бы на Земле не было впадин и выпуклостей, вода покрыла бы всю Землю слоем толщиной 3 км.всю Землю слоем толщиной 3 км.

o Морская вода при обычной её солёности 35 ‰ замерзает при Морская вода при обычной её солёности 35 ‰ замерзает при температуре −1,91 °C.температуре −1,91 °C.

o Иногда вода замерзает при положительной температуре.Иногда вода замерзает при положительной температуре.o Вода отражает 5 % солнечных лучей, в то время как снег — около Вода отражает 5 % солнечных лучей, в то время как снег — около

85 %. Под лёд океана проникает только 2 % солнечного света.85 %. Под лёд океана проникает только 2 % солнечного света.o С помощью капель воды из кранов можно создать напряжение до 10 С помощью капель воды из кранов можно создать напряжение до 10

киловольт, опыт называется «Капельница Кельвина».киловольт, опыт называется «Капельница Кельвина».o Существует следующая поговорка с использованием формулы Существует следующая поговорка с использованием формулы

воды — H2O: воды — H2O: «Сапоги мои того — пропускают H2O»«Сапоги мои того — пропускают H2O». Вместо сапог в . Вместо сапог в поговорке может участвовать и другая дырявая обувь.поговорке может участвовать и другая дырявая обувь.

ВыводВыводo Вода - главное вещество, содержащееся в живых Вода - главное вещество, содержащееся в живых

организмах. Первая среда жизни. Главная организмах. Первая среда жизни. Главная отличительная (от других планет) черта Земли. отличительная (от других планет) черта Земли. Может оказывать благоприятное или Может оказывать благоприятное или неблагоприятное влияние на живое. Главный неблагоприятное влияние на живое. Главный биотоп Земли — занимает свыше 70% всей её биотоп Земли — занимает свыше 70% всей её площади. Поскольку вода неотъемлемая площади. Поскольку вода неотъемлемая составная часть любых организмов, в ее составная часть любых организмов, в ее биотическом круговороте принимают участие все биотическом круговороте принимают участие все живые организмы. Вода постоянно влияет на живые организмы. Вода постоянно влияет на обитателей Земли, а те, в свою очередь, на нее. обитателей Земли, а те, в свою очередь, на нее. Животные, растения выработали соответствующие Животные, растения выработали соответствующие адаптации к жизни в водной среде, к воздействию адаптации к жизни в водной среде, к воздействию ее многочисленных факторов.ее многочисленных факторов.

Ссылки:

o http://ru.wikipedia.orgo https://www.google.ru

o http://office.microsoft.como http://dic.academic.ru