Nemoguće je reći bilo što o molekuli. "Navečer odleti na zemlju, noć ostane na zemlji, a ujutro opet odleti."

Trinaesto poglavlje. O najmanjem zrncu materije

– Mislite li na smrznutu vodu koja pluta u običnoj tekućoj vodi?
- Sigurno! A kada ruku pod ruku uđemo u blagovaonicu, izgleda kao da se voda kreće, kao da plivamo”, objasnio je Maxim.
– Kad završi nastava, trčimo u školsko dvorište, a onda se ispostavi, kao u drugoj zagonetki:

Nakon što su popili čaj i pitu, Sasha i Maxim otišli su slikati. Sasha je umočio kist u čašu vode, a zatim na njega zagrabio malo boje. Svijetla kap pala je na stol, Sasha ju je obrisao krpom. Zatim je istu kap ispustila u vodu. Kapljica je potonula na dno i počela se polako mutiti.
"Vjerojatno se molekule vode kreću u staklu i guraju molekule boje", predložila je Sasha. - Vau, molekule se ne vide, ali ono što rade je vidljivo...
Otvorila je svoju bilježnicu iz kemije i pokazala Maximu bilješke o onome što joj je majka rekla.

Test 2

1. U kojim izrazima je riječ o jednostavnoj tvari kisiku, a ne o kemijskom elementu?

a) kisik je dio vode; c) u bakrovom(II) oksidu maseni udio kisika je 20%;

b) kisik je slabo topljiv u vodi; d) kisik je bez mirisa i boje.

2. Relativna atomska masa elementa:

a) mjerna jedinica – g/mol b) jednaka omjeru mase atoma prema 1 amu.

c) bezdimenzijska veličina d) jednaka je omjeru mase atoma i mase atoma nuklida ugljika s masenim brojem 12.

3. Što pokazuje kemijska formula H 2 S0 4?
a) jedna molekula sumporne kiseline; b) relativna atomska masa sumporne kiseline;
c) kvalitativni sastav sumporne kiseline; d) prostorna građa molekule sumporne kiseline.

4. Koja svojstva karakteriziraju i molekulu i tvar koja se sastoji od tih molekula?
a) kvalitetan sastav; b) električna vodljivost;

c) kemijska svojstva; d) agregatno stanje.

5. Atom kojeg elementa ima masu 2,66. 10 -23 g?
a) sumpor b) kisik c) dušik d) neon

6. Koje su tvrdnje točne za pojam “jednostavne tvari”?
a) oblik postojanja kemijskog elementa u prirodi;
b ) dio je kemijskih spojeva;
c) sastoji se od atoma iste vrste;
d) ima više jednostavnih tvari nego kemijskih elemenata.

7. Navedite reakcijske sheme koje odražavaju kemijske pojave*:
a) I 2 (j) → I 2 (d); 6) S + O 2 → SO 2;
c) Fe + Cu 2+ → Fe 2+ + Cu; d) H 2 O (g) → H 2 O (l).

8. Odredite najjednostavniju formulu tvari u kojoj su maseni udjeli (%) natrija, sumpora i kisika jednaki 29,1; 40.5 i 30.4:
a) Na2S03; b) Na2S04; c) Na2S203; d) Na 2 S 2 0 7 .

9. Masa molekule O 3 jednaka je:
a) 16 a.u.m. 6) 32 a.m.u. c) 48 g) 7.97.10 -23 g

10. Koja je formula željeznog oksida u kojem je maseni udio željeza 2,333 puta veći od masenog udjela kisika?
a) FeO b) Fe 2 O 3 c) Fe 3 O 4 d) FeO 3

Test 3

1. Navedite jedinicu molarne zapremine:
a) mol/l; b) g/mol; c) l; d) l/mol.

2. Koje su tvrdnje točne za Avogadrovu konstantu?
a) bezdimenzijska veličina; 6) mjerna jedinica mol -1;
c) brojčano jednak broju atoma u 23 g natrija; d) brojčano jednak broju molekula u 1 molu tvari

3. Madež je:
a) količinska jedinica tvari; b) masa 22,4 litre plina na nultoj razini;

c) količinu tvari koja sadrži 6,02·10 23 strukturne jedinice;

d) omjer mase tvari i njezine količine.

4. Masa molekule određenog plina je 7.304·10 -23 g. Kolika je relativna gustoća tog plina: za helij?
a) 10; 6)11; u 12; d) 13;

5. Najveći broj molekula pri +4°C i tlaku od 1 atm nalazi se u 10 litara:
a) voda; b) sumporovodik; c) vodik; d) klorovodik.

6. U kojem od navedenih udjela tvari na i.u. sadrži najveći broj molekula?

a) 2 mol N2; b) 44,8 l N 2 ; c) 132 g CO2; d) 0,018 1 H20.

7. Masa 2 litre plina (n.s.) je 6,34 g. Kolika je molarna masa plina?
a) 71; 6) 71 g; c) 35,5 g/mol; d) 71 g/mol.

8. Koliki volumen vode pri tlaku od 1,013·10 5 Pa i temperaturi od + 4°C sadrži 1 mol tvari?
a) 22,4 l; 6) 18 ml; c) 36 ml; d) 0,018 ml.

9. Za koji plin je gustoća na i.u. iznosi 1,63 g/l?
a) ugljikov oksid (IV); b) amonijak; c) klorovodik; d) metan.

10. Gustoća plina za helij je 20. Kolika je masa molekule plina?
a) 80 g/mol; b) 80 a. jesti.; c) 80 g; d) 1,33·10 -22 g

Test4

1. U kojem nizu su navedene dvije složene tvari i jedna jednostavna?

a) kisik, dušik, voda; c) vodik, brom, ugljik;

b) klor, amonijak, ugljikov dioksid; d) dijamant, silicijev (IV) oksid, bakar.

2. Koje su tvrdnje točne za koncept "atoma"?
a) nositelj kemijskih svojstava elementa;
b) uništava se u kemijskim reakcijama;
c) kemijski nedjeljiv; d) električki neutralan.

3. Koji su izrazi točni?
a) atom natrija; c) atom amonijaka;

b) molekula vode; d) molekula kisika.

4. U kojim jedinicama se mogu izraziti mase atoma i molekula?
a) d; b) A. jesti.; V) kg; G) madež.

5. Koje pojave u vezi s vodom prate kemijske reakcije?
a) smrzavanje vode; c) isparavanje vode;
b) otapanje natrija u vodi; d) otapanje sumporovog (IV) oksida u vodi.

6. Koja je mjerna jedinica za relativnu molekulsku masu?
a) d; b ) g/mol; c) prijepodne; G) bezdimenzionalna je veličina.

7. Kemijski element- Ovaj:
a) vrstu atoma iste mase; b) vrstu atoma s istim jezgrinim nabojem;
c) najmanja kemijski nedjeljiva čestica tvari;
d) električki neutralna čestica, koja se sastoji od pozitivno nabijene jezgre i rotirajućih jezgri; negativno nabijenih elektrona oko sebe.

8. Za molekulu se ne može reći da:
a) očuva se u kemijskim reakcijama; 6) nositelj kemijskih svojstava tvari;
c) uništava se u kemijskim reakcijama;
d) ima isti kvalitativni sastav kao tvar koja se sastoji od tih molekula.

9. Kolika je masa atoma fluora?
a) 19; b) 19 a.u.m;.c) 19 g; d) 3,15·10 -26 kg

10. Masa molekule fosfora pod određenim uvjetima je 1,03·10-26 g. Koliko je atoma fosfora uključeno u njegovu molekulu?
A)2; 6)4; c)Z; d) 8.

Predmet 2. Mol. Molekulska masa. Kutnjak
volumen. Relativna gustoća plina
Test 5

1. Molarna masa brojčano je jednaka masi:
a) jedna molekula tvari;
6) 6.02.1023 strukturne jedinice materije;
c) 22,4 litre plina (n.o.)*;
d) 1 mol tvari.

2. Na br. 22,4 l je volumen:
a) 1 mol bilo kojeg plina;
b) jedna molekula bilo kojeg plina;
c) zauzima 6,02·10 23 molekula plina;
d) zauzet neonom, težine 40 g.

3. Navedite jedinicu molarne mase:
a) d; b) mol -1 c) l/mol; d) g/mol.

4. Količina tvari ne mjeri se u:
a) a.m.u.; 6) g; c) madež; d) l/mol.

5. Za pojam "mala" ne može se reći da jest:
a) masu jedne molekule;
b) masa 6,02·10 23 molekula;
c) broj čestica u 1 molu tvari;
d) količinu tvari koja sadrži 6.02·10 23 strukturne jedinice.

6. Pod istom masom i vanjskim uvjetima za različite plinove veći je broj molekula u plinu za koji je:
a) manja molarna masa; b) veću vrijednost molarne mase;
c) veći volumen koji zauzima plin; d) manji volumen koji zauzima plin.

7. Za koji dušikov oksid je gustoća pare za helij jednaka 7,5?
a) NE; b)N20; c) NE 2. d) N 2 O 5

8. Koje tvari imaju volumen od 1 mola na razini tla? jednako 22,4 l?
a) voda; b) jod; c) kisik; d) dušik.

9. Koliki je broj atoma u 5,6 litara (n.s.) ozona?
a) 1,51·10 23; 6)3,01 10 23; c) 4,52 10 23; d) 6.02·10 23.

10. Gustoća sumporne pare u odnosu na vodik u određenim uvjetima je 32. Navedite formulu molekule sumpora u ovim uvjetima:
a) S 8; b) S 4; c) S 2; d) S 6.

Tema 3. Građa jezgre i elektronske ljuske
atomi. Izotopi
Test 6

1. Označite simbolima nemoguće energetske podrazine:
a) 5s; 6) 3f; c) Zd; d) 1 rub.

2. Označite kemijski znak elementa čiji atom u osnovnom stanju ima najveći broj polupopunjenih orbitala:
a) C; b) Li; c)N; d) C1.

3. Po čemu se međusobno razlikuju atomi nuklida 19 40 K i 19 39 K?

a) Misa; b) broj neutrona; c) broj elektrona; d) broj protona.

4. Kolika je masa atoma nuklida 7 15 N?
a) 7 ujutro; . 6) 15 amu; . c) 2.49. 10_23 g; d) 1.16. 10 23

5. Osnovno stanje iona Ca 2+ odgovara smanjenoj elektroničkoj konfiguraciji:
a) …3S 2 3p 6 4s 2 ; b) …3s 2 3p 6 4s 2 3d 2 ; c) …3s 2 3p 6 4s 0 ; d) …3s 2 3p 4 .

6. Zabilježite elektroničku konfiguraciju atoma nuklida 1 2 H:
a) 1s 2 ; b 1s 1; c) 1s 2 2s 1 ; d) 1s 2 2s 2.

7. Označite broj protona u non F:
a) 19; 6) 20; na 9; d) 10.

8. Dobivanjem dva elektrona atom kisika se pretvara u:
a) jedan od izotopa kisika; 6) atom dušika;
c) atom fluora; d) kisik non s elektronskim omotačem neona.

9. Koliko je elektrona na vanjskoj energetskoj razini atoma Cr u osnovnom stanju?
a) 2; 6) 1; c) 13; d) 12.

10. Označite masu atoma koji sadrži 11 elektrona i 12
Neutroni:
a) 12 sati ujutro; . 6) 23 a.u.m.; . c) 1,99. 10 23 g; d) 3,82. 10 -23 (prikaz, stručni).

Test 7

1. Označite broj neutrona u jezgri atoma nuklida 19 39 K:

a) 39; 6) 19; u 20; d) 58.

2. Označite dijagrame pobuđenih stanja atoma:
A) . . .2S 2 2r 5 3s 1 ; 6) . . .3s 2 3r 6 4s 2 3d 1 ; V) . . . 3s 2 3r 6 4s 1 ; g).. 4s 2 3d 4 .

3. Među navedenim elektroničkim konfiguracijama navedite one nemoguće:

a) 1s 2 2s 1 ; b) …2s 2 2p 7 ; c) …2s 2 2p 6 ; d) …3s 2 3p 6 4s 2 d 11 .

4. Koliko ukupno ima orbitala na trećoj energetskoj razini?

a) 5; b) 2; na 3; d) 9.

5. Označite broj elektrona na vanjskoj energetskoj razini atoma bakra u osnovnom stanju:

a) 2; b) 1; u 10 sati; d) 18.

6. Označite simbol za energetsku podrazinu s najvećom energijom u električki neutralnom atomu:

a) 4a; b) 4p; c) 3p; d) 3s.

7. Koliko ukupno protona, neutrona i elektrona sadrži atom nuklida 35 Cl?

a) 37; b) 17; c) 52; d) 71.

8. Označite masu atoma tricija:

a) 3 g; b) 3 amu; c) 2 amu; d) 4,98. 10-24 godine

9. Koliko energetskih podrazina obuhvaća četvrta energetska razina?

a) 2; b) 3; u 1; d) 4.

10. Koliko je elektrona sadržano u vanjskoj energetskoj razini iona Cr?

a) 17; b) 7; na 8; d) 6.

Test 8

1. Koja od sljedećih elektroničkih konfiguracija odgovara plemenitom plinu (n je glavni kvantni broj)?

a) ns 2 np 4 ; b) 1s 2 ; c) ns2np6; d) ns 2 np 5.

2. Koliko elektrona može maksimalno stati u 5d podrazinu?

a) 3; b) 6; u 10 sati; d) 14.

3. Atom kojeg elementa može imati elektroničku konfiguraciju 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 1?

a) natrij; b) magnezij; c) kalcij; d) skandij.

4. Ukupan broj elektrona u Cr 3+ ionu je:

a) 21; b) 24; c) 27; d) 52.

5. Koliko potpuno ispunjenih energetskih razina ima atom elementa s atomskim brojem 26?

a) 1; b) 2; na 3; d) 4.

6. Navedite konfiguraciju valentnih elektrona u atomu Co u osnovnom stanju:

a) 3d 3 4s 1 ; b) 3d 10 4s 2 ; c) 4s 2 4d 7 ; d) 3d 7 4s 2 .

7. Koliko neutrona sadrži molekula klora koju čine atomi nuklida masenog broja 35?

a) 18; b) 35; c) 36; d) 34.

8. Po čemu se međusobno razlikuju atom nuklida 16 O i ion 16 O -2?

a) broj protona; b) broj elektrona; c) broj neutrona; d) nuklearni naboj.

9. Navedite nazive najteže čestice:

a) proton; b) neutron; c) atom deuterija; d) atom protija.

10. Atom kojeg elementa sadrži isti broj elektrona kao molekula amonijaka?

a) dušik; b) fluor; c) neon; d) natrij.

Test 9

1. Jezgra atoma 36 80 Kg sadrži:

a) 80 protona i 36 neutrona; b) 36 protona i 44 neutrona;

c) 36 protona i 44 neutrona; d) 36 protona i 80 neutrona.

2. Atomi kojih elemenata sadrže dva elektrona na vanjskoj energetskoj razini?

a) krom; b) mangan; c) vanadij; d) bakar.

3. Molekula fosfora sadrži 30 elektrona. Koliko atoma P ima u molekuli?

a) 2; b) 3; na 4; d) 5.

4. Kation E 3+ nekog elementa ima elektroničku konfiguraciju 1s 2 2s 2 2p 6. Koliko atoma ima u jezgri atoma ovog elementa?

a) 10; b) 13; c) 16; d) 17.

5. Molekula E 2 sadrži 18 elektrona. Navedite simbol elementa:

a) O; b) F; c) Ar; d) Cl.

6. Na jedan atom nuklida 37 17 Oe dolaze tri atoma nuklida 35 17 Oe Kolika je prosječna vrijednost relativne atomske mase elementa?

a) 35,4; b) 35,5; c) 35,6; d) 35.7.

7. Osam (oktet) elektrona u vanjskom elektronskom sloju ima atome ili ione:

a) Te -2; b) Ca; c) O -2; d) Mg 2+.

8. Ukupan broj elektrona i neutrona za atom nuklida 45 21 Sc jednak je:

a) 21; b) 24; c) 45; d) 66.

9. Ion koji sadrži 18 elektrona i 16 protona ima naboj jednak:

a) – 18; b) – 2; c) + 2; d) + 16.

10. Koja čestica ima više protona nego elektrona?

a) atom natrija; b) natrijev kation; c) atom sumpora; d) sulfidni ion S -2.

Test 10

1. Masa atoma određenog nuklida je 127 amu, elektronska ljuska atoma sadrži 53 elektrona. Koliko se neutrona nalazi u jezgri atoma određenog nuklida?

a) 127; b) 53; c) 180; d) 74.

2. Je li broj isti za atome nuklida 1 9 40 K i 18 40 Ar koji su u osnovnom stanju?

a) masa; b) broj protona; c) broj elektrona; d) broj neutrona.

3. Po čemu se međusobno razlikuju elektroni koji se nalaze u 1s i 3s orbitalama?

a) energija; b) oblik atomske orbitale;

c) veličina atomske orbitale; d) orijentacija atomske orbitale u prostoru.

4. Kada se električki neutralni atom pretvori u kation, tada:

a) raste naboj atoma u jezgri; b) naboj jezgre atoma se ne mijenja;

c) povećava se broj elektrona u atomu; d) smanjuje se broj elektrona u atomu.

5. Atom piona, natrijev kation i fluorov anion imaju isto:

a) vrijednost mase; b) broj neutrona; c) broj elektrona; d) broj protona.

6. Označite simbole čestica s istom raspodjelom elektrona po energetskim podrazinama:

a) O -2; b) Ne; c) N +5; d) Cl +7.

7. Atom sadrži deset elektrona na trećoj energetskoj razini u osnovnom stanju:

a) kalcij; b) titan; c) bakar; d) krom.

8. U atomu silicija u glavnom stanju postoje potpuno nepopunjene orbitale:

a) 1; b) 6; na 5; d) 3.

9. Broj elektrona i protona u NO 3 ionu je redom jednak:

a) 14. i 48.; b) 15. i 48.; c) 32. i 31.; d) 31. i 25.

10. Broj nesparenih elektrona u osnovnom stanju i atomu čija jezgra sadrži 24 protona jednak je:

Voda je jedna od najzastupljenijih tvari u prirodi (hidrosfera zauzima 71% Zemljine površine). Voda igra vitalnu ulogu u geologiji i povijesti planeta. Bez vode ne mogu postojati živi organizmi. Činjenica je da se ljudsko tijelo sastoji od gotovo 63% - 68% vode. Gotovo sve biokemijske reakcije u svakoj živoj stanici su reakcije u vodenim otopinama... Većina tehnoloških procesa u poduzećima kemijske industrije, u proizvodnji lijekova i prehrambenih proizvoda odvija se u otopinama (uglavnom vodenim). I u metalurgiji je voda iznimno važna, i to ne samo za hlađenje. Nije slučajno da je hidrometalurgija - ekstrakcija metala iz ruda i koncentrata pomoću otopina raznih reagensa - postala važna industrija.

Vodo, nemaš boje, okusa, mirisa,
ne možeš se opisati, u tebi se uživa,
ne znajući što si. Nemoguće je reći
ono što je potrebno za život: ti si sam život.
Ispunjavaš nas radošću,
što se ne može objasniti našim osjećajima.
S tobom nam se vraća snaga,
s kojim smo se već oprostili.
Tvojom milošću oni ponovno počinju u nama
suha vrela naših srca žubore.
(A. de Saint-Exupéry. Planet ljudi)

Napisao sam esej na temu "Voda je najčudesnija tvar na svijetu." Odabrao sam ovu temu jer je to najrelevantnija tema, jer je voda najvažnija tvar na Zemlji bez koje ne može postojati niti jedan živi organizam niti se odvijaju biološke, kemijske reakcije ili tehnološki procesi.

Voda je najčudesnija tvar na Zemlji

Voda je poznata i neobična tvar. Poznati sovjetski znanstvenik akademik I. V. Petryanov nazvao je svoju znanstveno-popularnu knjigu o vodi "najneobičnijom tvari na svijetu". A "Zabavna fiziologija", koju je napisao doktor bioloških znanosti B.F. Sergeev, počinje poglavljem o vodi - "Tvar koja je stvorila naš planet".
Znanstvenici su potpuno u pravu: ne postoji tvar na Zemlji koja je za nas važnija od obične vode, a u isto vrijeme ne postoji nijedna druga tvar čija bi svojstva imala toliko proturječja i anomalija kao njezina svojstva.

Gotovo 3/4 površine našeg planeta zauzimaju oceani i mora. Tvrda voda - snijeg i led - pokriva 20% kopna. Klima planeta ovisi o vodi. Geofizičari tvrde da bi se Zemlja davno ohladila i pretvorila u beživotni komad kamena da nije bilo vode. Ima vrlo visok toplinski kapacitet. Kada se zagrije, apsorbira toplinu; ohladivši se daje. Zemljina voda apsorbira i vraća puno topline i time "ujednačava" klimu. A ono što Zemlju štiti od kozmičke hladnoće su one molekule vode koje su raspršene u atmosferi – u oblacima i u obliku pare... Bez vode se ne može – to je najvažnija tvar na Zemlji.
Struktura molekule vode

Ponašanje vode je "nelogično". Ispada da se prijelaz vode iz krutine u tekućinu i plin događa na temperaturama mnogo višim nego što bi trebale biti. Za ove anomalije pronađeno je objašnjenje. Molekula vode H 2 O građena je u obliku trokuta: kut između dviju veza kisik-vodik je 104 stupnja. Ali budući da se oba atoma vodika nalaze na istoj strani kisika, električni naboji u njemu su raspršeni. Molekula vode je polarna, što je razlog posebne interakcije između njezinih različitih molekula. Atomi vodika u molekuli H 2 O, s djelomičnim pozitivnim nabojem, međusobno djeluju s elektronima atoma kisika susjednih molekula. Ova kemijska veza naziva se vodikova veza. Spaja molekule H 2 O u jedinstvene polimere prostorne strukture; ravnina u kojoj se nalaze vodikove veze okomita je na ravninu atoma iste molekule H 2 O. Interakcija među molekulama vode prvenstveno objašnjava nenormalno visoke temperature njezina taljenja i vrenja. Mora se unijeti dodatna energija da bi se olabavile i zatim uništile vodikove veze. A ova energija je vrlo značajna. Zbog toga je, usput rečeno, toplinski kapacitet vode tako visok.

Kakve veze ima H 2 O?

Molekula vode sadrži dvije polarne kovalentne veze H-O.

Nastaju zbog preklapanja dvaju jednoelektronskih p oblaka atoma kisika i jednoelektronskih S oblaka dvaju atoma vodika.

U molekuli vode atom kisika ima četiri elektronska para. Dva od njih sudjeluju u stvaranju kovalentnih veza, tj. su obvezujući. Druga dva elektronska para su nevezujuća.

U molekuli postoje četiri polna naboja: dva su pozitivna i dva negativna. Pozitivni naboji koncentrirani su na atomima vodika, jer je kisik više elektronegativan od vodika. Dva negativna pola potječu od dva nevezujuća elektronska para kisika.

Takvo razumijevanje strukture molekule omogućuje objašnjenje mnogih svojstava vode, posebice strukture leda. U kristalnoj rešetki leda svaka je molekula okružena s četiri druge. Na ravnoj slici to se može prikazati na sljedeći način:

Dijagram pokazuje da se veza između molekula odvija preko atoma vodika:
Pozitivno nabijeni atom vodika jedne molekule vode privlači negativno nabijeni atom kisika druge molekule vode. Ta se veza naziva vodikovom vezom (označava se točkama). Snaga vodikove veze je otprilike 15-20 puta slabija od kovalentne veze. Zbog toga se vodikova veza lako prekida, što se opaža, na primjer, tijekom isparavanja vode.

Struktura tekuće vode nalikuje strukturi leda. U tekućoj vodi molekule su također međusobno povezane vodikovim vezama, ali struktura vode manje je "kruta" od strukture leda. Zbog toplinskog gibanja molekula u vodi, neke vodikove veze se prekidaju, a druge nastaju.

Fizička svojstva H 2 O

Voda, H 2 O, tekućina bez mirisa, okusa, bez boje (plavkasta u debelim slojevima); gustoća 1 g/cm 3 (pri 3,98 stupnjeva), t pl = 0 stupnjeva, t vrenja = 100 stupnjeva.
Postoje različite vrste vode: tekuće, čvrste i plinovite.
Voda je jedina tvar u prirodi koja u kopnenim uvjetima postoji u sva tri agregatna stanja:

tekućina - voda
tvrdo - led
plinovito – para

Sovjetski znanstvenik V. I. Vernadsky je napisao: "Voda se izdvaja u povijesti našeg planeta. Nema prirodnog tijela koje bi se moglo usporediti s njom u svom utjecaju na tijek glavnih, najambicioznijih geoloških procesa. Ne postoji zemaljska tvar - stijena mineral, živo tijelo, koje ga ne bi sadržavalo. Njime je prožeta i obuhvaćena sva zemaljska tvar."

Kemijska svojstva H 2 O

Među kemijskim svojstvima vode posebno je važna sposobnost njezinih molekula da disociraju (raspadnu) na ione te sposobnost vode da otapa tvari različite kemijske prirode. Uloga vode kao glavnog i univerzalnog otapala određena je prvenstveno polaritetom njezinih molekula (pomicanje središta pozitivnih i negativnih naboja) i, kao posljedica toga, njezinom izuzetno visokom dielektričnom konstantom. Suprotni električni naboji, a posebno ioni, privlače se u vodi 80 puta slabije nego što bi se privlačili u zraku. Sile međusobnog privlačenja između molekula ili atoma tijela uronjenog u vodu također su slabije nego u zraku. U tom je slučaju toplinskom kretanju lakše razdvojiti molekule. Zato dolazi do otapanja, uključujući i mnoge teško topive tvari: kap istroši kamen...

Disocijacija (raspad) molekula vode na ione:
H 2 O → H + +OH, ili 2H 2 O → H 3 O (hidroksi ion) +OH
u normalnim uvjetima krajnje je beznačajan; U prosjeku disocira jedna molekula od 500 000 000. Mora se imati na umu da je prva od navedenih jednadžbi čisto uvjetna: proton H lišen elektronske ljuske ne može postojati u vodenoj sredini. On se odmah spaja s molekulom vode, tvoreći hidroksi ion H 3 O. Smatra se čak da se asocijati molekula vode zapravo raspadaju na puno teže ione, kao što su npr.
8H 2 O → HgO 4 +H 7 O 4, a reakcija H 2 O → H + +OH - samo je vrlo pojednostavljen dijagram stvarnog procesa.

Reaktivnost vode je relativno niska. Istina, neki aktivni metali mogu istisnuti vodik iz njega:
2Na+2H2O → 2NaOH+H2,

a u atmosferi slobodnog fluora voda može gorjeti:
2F 2 +2H 2 O → 4HF+O 2.

Obični kristali leda također se sastoje od sličnih molekularnih asocijata molekularnih spojeva. "Pakiranje" atoma u takvom kristalu nije ionsko, a led ne provodi dobro toplinu. Gustoća tekuće vode na temperaturama blizu nule veća je od gustoće leda. Pri 0°C 1 g leda zauzima volumen od 1,0905 cm 3, a 1 g tekuće vode zauzima volumen od 1,0001 cm 3. A led pluta, zbog čega se vodena tijela ne smrzavaju, već su samo prekrivena ledom. To otkriva još jednu anomaliju vode: nakon otapanja ona se prvo skuplja, a tek onda, na prijelazu od 4 stupnja, tijekom daljnjeg procesa počinje se širiti. Pri visokim tlakovima obični led može se pretvoriti u tzv. led - 1, led - 2, led - 3 itd. - teže i gušće kristalne oblike ove tvari. Najtvrđi, najgušći i najvatrostalniji led dosad je 7, dobiven pri tlaku od 3 kiloPa. Topi se na 190 stupnjeva.

Kruženje vode u prirodi

Ljudsko tijelo prožimaju milijuni krvnih žila. Velike arterije i vene međusobno povezuju glavne organe tijela, manje ih isprepliću sa svih strana, a najfinije kapilare dopiru do gotovo svake pojedine stanice. Bilo da kopate rupu, sjedite na nastavi ili blaženo spavate, kroz njih neprestano teče krv povezujući mozak i želudac, bubrege i jetru, oči i mišiće u jedinstveni sustav ljudskog tijela. Za što je potrebna krv?

Krv prenosi kisik iz pluća i hranjive tvari iz želuca do svake stanice u vašem tijelu. Krv skuplja otpadne tvari iz svih, pa i najzabačenijih kutaka tijela, oslobađajući ga od ugljičnog dioksida i drugih nepotrebnih, uključujući i opasne tvari. Krv po tijelu nosi posebne tvari - hormone, koji reguliraju i usklađuju rad različitih organa. Drugim riječima, krv povezuje različite dijelove tijela u jedinstven sustav, u koherentan i učinkovit organizam.

Naš planet također ima krvožilni sustav. Krv Zemlje je voda, a krvne žile su rijeke, rječice, potoci i jezera. I to nije samo usporedba, umjetnička metafora. Voda na Zemlji ima istu ulogu kao krv u ljudskom tijelu, a kako su znanstvenici nedavno primijetili, struktura riječne mreže vrlo je slična strukturi ljudskog krvožilnog sustava. "Kočijaš prirode" - tako je veliki Leonardo da Vinci nazvao vodu, ona je ta koja prelazi iz tla u biljke, iz biljaka u atmosferu, teče niz rijeke od kontinenata do oceana i vraća se natrag zračnim strujama, povezujući različite komponente prirode međusobno, pretvarajući ih u jedan geografski sustav. Voda ne prelazi jednostavno iz jedne prirodne komponente u drugu. Poput krvi, nosi sa sobom golemu količinu kemikalija, izvozeći ih iz tla u biljke, s kopna u jezera i oceane, iz atmosfere na kopno. Sve biljke mogu konzumirati hranjive tvari sadržane u tlu samo s vodom, gdje su u otopljenom stanju. Da nije bilo dotoka vode iz tla u biljke, sve bilje, čak i ono koje raste na najbogatijem tlu, umrlo bi "od gladi", poput trgovca koji je umro od gladi na škrinji zlata. Voda opskrbljuje hranjivim tvarima stanovnike rijeka, jezera i mora. Potoci, koji veselo teku s polja i livada tijekom proljetnog topljenja snijega ili nakon ljetnih kiša, putem skupljaju kemikalije pohranjene u tlu i donose ih stanovnicima akumulacija i mora, povezujući tako kopno i vode našeg planeta. . Najbogatiji "stol" formira se na onim mjestima gdje se rijeke koje nose hranjive tvari ulijevaju u jezera i mora. Stoga se takva područja obale - estuariji - odlikuju bujnošću podvodnog života. A tko odvozi otpad koji nastaje kao rezultat života različitih geografskih sustava? Opet voda, a kao akcelerator radi mnogo bolje od ljudskog krvožilnog sustava koji tu funkciju samo djelomično obavlja. Pročišćivačka uloga vode posebno je važna sada, kada ljudi truju okoliš otpadom iz gradova, industrijskih i poljoprivrednih poduzeća. Tijelo odraslog čovjeka sadrži otprilike 5-6 kg. krvi, od koje većina neprekidno cirkulira između različitih dijelova njegova tijela. Koliko je vode potrebno za život našeg svijeta?

Sva voda na zemlji koja nije dio stijena objedinjena je pojmom "hidrosfera". Njegova težina je toliko velika da se obično ne mjeri u kilogramima ili tonama, već u kubičnim kilometrima. Jedan kubični kilometar je kocka sa svakim rubom od 1 km, stalno okupirana vodom. Težina 1 km 3 vode jednaka je 1 milijardi tona.Cijela Zemlja sadrži 1,5 milijardi km 3 vode, što je po težini približno 15000000000000000000000000000 tona! Na svakog čovjeka dolazi 1,4 km 3 vode ili 250 milijuna tona. Pij, ne želim!
No, nažalost, sve nije tako jednostavno. Činjenica je da se 94% ovog volumena sastoji od voda svjetskih oceana, koje nisu prikladne za većinu gospodarskih namjena. Samo 6% je kopnena voda, od čega je samo 1/3 slatka, tj. samo 2% ukupnog volumena hidrosfere. Većina te slatke vode koncentrirana je u ledenjacima. Znatno manje ih se nalazi ispod površine zemlje (u plitkim podzemnim horizontima vode, u podzemnim jezerima, u tlu, kao iu atmosferskim parama. Udio rijeka, iz kojih ljudi uglavnom uzimaju vodu, vrlo je mali - 1,2 tisuće km 3. Ukupna količina vode koja se istovremeno nalazi u živim organizmima je apsolutno beznačajna. Dakle, na našem planetu nema toliko vode koju mogu konzumirati ljudi i drugi živi organizmi. Ali zašto to ne prestaje? Uostalom, ljudi i životinje One stalno piju vodu, biljke je isparavaju u atmosferu, a rijeke je nose u ocean.

Zašto Zemlja ne ostaje bez vode?

Ljudski krvožilni sustav zatvoreni je krug kroz koji krv neprekidno teče noseći kisik i ugljični dioksid, hranjive tvari i otpadne tvari. Ovaj tok nikada ne prestaje jer je to krug ili prsten, a kao što znamo, “prsten nema kraja”. Vodovodna mreža našeg planeta projektirana je prema istom principu. Voda na Zemlji je u stalnom ciklusu, a njen gubitak u jednoj karici odmah se nadoknađuje unosom iz druge. Pokretačka snaga ciklusa vode su sunčeva energija i gravitacija. Zbog ciklusa vode, svi dijelovi hidrosfere su usko povezani i povezuju ostale komponente prirode. U svom najopćenitijem obliku ciklus vode na našem planetu izgleda ovako. Pod utjecajem sunčeve svjetlosti voda isparava s površine oceana i kopna i ulazi u atmosferu, a isparavanje s površine kopna provode kako rijeke i akumulacije, tako i tlo i biljke. Dio vode odmah se s kišom vraća natrag u ocean, a dio vjetrovi nose na kopno, gdje pada u obliku kiše i snijega. Ulazeći u tlo, voda se djelomično upija u njega, obnavljajući rezerve vlage u tlu i podzemne vode; vlaga iz tla djelomično teče po površini u rijeke i akumulacije; vlaga iz tla djelomično prelazi u biljke koje je isparavaju u atmosferu, a djelomično teče u rijeke, samo manjom brzinom. Rijeke, koje se napajaju površinskim tokovima i podzemnom vodom, nose vodu u oceane, nadoknađujući njezin gubitak. Voda isparava s njegove površine, završava natrag u atmosferi i ciklus se zatvara. Isto kretanje vode između svih sastavnica prirode i svih dijelova zemljine površine događa se neprestano i neprekidno tijekom mnogo milijuna godina.

Mora se reći da vodeni ciklus nije potpuno zatvoren. Dio toga, padajući u gornje slojeve atmosfere, razgrađuje se pod utjecajem sunčeve svjetlosti i odlazi u svemir. Ali ti se manji gubici stalno nadopunjuju opskrbom vodom iz dubokih slojeva zemlje tijekom vulkanskih erupcija. Zbog toga se volumen hidrosfere postupno povećava. Prema nekim izračunima, prije 4 milijarde godina njegov je volumen bio 20 milijuna km 3, tj. bio sedam tisuća puta manji od modernog. U budućnosti će se po svemu sudeći povećati i količina vode na Zemlji, s obzirom da se volumen vode u Zemljinom plaštu procjenjuje na 20 milijardi km 3 - to je 15 puta više od sadašnjeg volumena hidrosfere. Usporedbom volumena vode u pojedinim dijelovima hidrosfere s dotokom vode u njih i susjednim dijelovima ciklusa, može se utvrditi aktivnost izmjene vode, tj. vrijeme tijekom kojeg se volumen vode u Svjetskom oceanu, atmosferi ili tlu može potpuno obnoviti. Najsporije se obnavljaju vode u polarnim ledenjacima (jednom u 8 tisuća godina). A najbrže se obnavlja riječna voda, koja se u svim rijekama na Zemlji potpuno promijeni za 11 dana.

Glad planeta za vodom

“Zemlja je planet nevjerojatnog plavetnila”! — oduševljeno su izvijestili američki astronauti koji su se nakon slijetanja na Mjesec vratili iz dalekog svemira. I može li naš planet izgledati drugačije ako više od 2/3 njegove površine zauzimaju mora i oceani, ledenjaci i jezera, rijeke, ribnjaci i akumulacije. No, što onda znači fenomen čije je ime u naslovima? Kakva "glad" može postojati ako na Zemlji postoji toliko vodenih tijela? Da, vode na Zemlji ima više nego dovoljno. Ali ne smijemo zaboraviti da se život na planeti Zemlji, prema znanstvenicima, prvo pojavio u vodi, a tek onda došao na kopno. Organizmi su tijekom evolucije zadržali svoju ovisnost o vodi milijunima godina. Voda je glavni "građevni materijal" koji čini njihovo tijelo. To se lako može provjeriti analizom brojki u sljedećim tablicama:

Posljednji broj ove tablice označava da je osoba teška 70 kg. sadrži 50 kg. voda! Ali u ljudskom embriju ima ga još više: u trodnevnom embriju - 97%, u tromjesečnom embriju - 91%, u osmomjesečnom embriju - 81%.

Problem "gladi za vodom" je potreba za inkontinencijama određene količine vode u tijelu, jer dolazi do stalnog gubitka vlage tijekom različitih fizioloških procesa. Za normalan život u umjerenoj klimi, osoba treba dobiti oko 3,5 litara vode dnevno od pića i hrane; u pustinji se ta norma povećava na najmanje 7,5 litara. Čovjek može živjeti bez hrane oko četrdeset dana, a bez vode mnogo manje - 8 dana. Prema posebnim medicinskim pokusima, s gubitkom vlage u količini od 6-8% tjelesne težine, osoba pada u polunesvjesticu, s gubitkom od 10% počinju halucinacije, s 12% osoba ne može dulje oporaviti bez posebne medicinske skrbi, a uz gubitak od 20%, neizbježna smrt. Mnoge se životinje dobro prilagođavaju nedostatku vlage. Najpoznatiji i najizrazitiji primjer ovoga je "pustinjski brod", deva. Može živjeti jako dugo u vrućoj pustinji, bez konzumiranja pitke vode i izgubiti do 30% svoje izvorne težine bez ugrožavanja svojih performansi. Dakle, u jednom od posebnih testova, deva je radila 8 dana pod užarenim ljetnim suncem, izgubivši 100 kg. od 450 kg. svoju početnu težinu. A kad su ga doveli do vode, popio je 103 litre i vratio se na težinu. Utvrđeno je da deva može dobiti do 40 litara vlage pretvaranjem masnoće nakupljene u svojoj grbi. Pustinjske životinje poput jerboa i klokana uopće ne konzumiraju vodu za piće – potrebna im je samo vlaga koju dobivaju hranom i voda koja nastaje u njihovim tijelima oksidacijom vlastite masti, baš kao i deve. Biljke troše još više vode za svoj rast i razvoj. Glavica kupusa “popije” više od jedne litre vode dnevno, a jedno stablo u prosjeku popije više od 200 litara vode. Naravno, ovo je prilično približna brojka - različite vrste drveća u različitim prirodnim uvjetima troše vrlo, vrlo različite količine vlage. Dakle, saxaul koji raste u pustinji gubi minimalnu količinu vlage, a eukaliptus, koji se na nekim mjestima naziva "drvo pumpe", prolazi kroz sebe veliku količinu vode, pa se zbog toga njegovi zasadi koriste za isušivanje močvara. Tako su močvarna malarična područja Kolhidske nizine pretvorena u prosperitetno područje.

Već oko 10% stanovništva našeg planeta nema čistu vodu. A ako uzmete u obzir da 800 milijuna kućanstava u ruralnim područjima, gdje živi oko 25% cjelokupnog čovječanstva, nema tekuću vodu, onda problem "gladi za vodom" postaje doista globalan. Posebno je akutan u zemljama u razvoju, gdje otprilike 90% stanovništva koristi lošu vodu. Nedostatak čiste vode postaje jedan od najvažnijih čimbenika koji ograničava progresivni razvoj čovječanstva.

Kupljena pitanja o očuvanju vode

Voda se koristi u svim područjima ljudske gospodarske djelatnosti. Gotovo je nemoguće navesti bilo koji proizvodni proces koji ne koristi vodu. Zbog brzog razvoja industrije i rasta gradskog stanovništva, potrošnja vode je sve veća. Pitanja zaštite vodnih resursa i izvora od iscrpljivanja, kao i od onečišćenja otpadnim vodama, od iznimne su važnosti. Svima je poznata šteta koju kanalizacija uzrokuje stanovnicima vodenih tijela. Još strašnije za ljude i sva živa bića na Zemlji je pojava otrovnih kemikalija u riječnim vodama, ispranim s polja. Dakle, prisutnost 2,1 dijela pesticida (endrina) u vodi na milijardu dijelova vode dovoljna je da ubije sve ribe u njoj. Nepročišćene otpadne vode iz naselja koje se bacaju u rijeke predstavljaju veliku prijetnju čovječanstvu. Ovaj problem rješava se primjenom tehnoloških procesa u kojima se otpadne vode ne ispuštaju u vodospreme, već se nakon pročišćavanja vraćaju u tehnološki proces.

Trenutno se velika pažnja posvećuje zaštiti okoliša, a posebno prirodnih rezervoara. S obzirom na značaj ovog problema, naša država nije usvojila zakon o zaštiti i racionalnom korištenju prirodnih resursa. Ustav kaže: "Građani Rusije dužni su brinuti se o prirodi i štititi njezino bogatstvo."

Vrste vode

Bromna voda - zasićena otopina Br 2 u vodi (3,5% težine Br 2). Bromna voda je oksidacijsko sredstvo, sredstvo za bromiranje u analitičkoj kemiji.

Amonijačna voda - nastaje u dodiru sirovog koksarnog plina s vodom, koja se zbog hlađenja plina koncentrira ili se u njega posebno ubrizgava radi ispiranja NH3. U oba slučaja dobiva se takozvana slaba, ili čistačka, amonijačna voda. Destilacijom ove amonijačne vode s vodenom parom i naknadnim refluksom i kondenzacijom dobiva se koncentrirana amonijačna voda (18 - 20% NH 3 težinski) koja se koristi u proizvodnji sode, kao tekuće gnojivo itd.